基于立井提升系统快速换绳技术的研究

翟五洲 董甲武

摘 要：现代化大型矿井采用立井提升系统中多采用多绳摩擦式提升系统，而根据《煤矿安全规程》要求，需2-3年换绳一次，现代新型、大型和特大型矿井的建设和逐步投产，使得立井提升钢丝绳换绳技术得到很大程度的应用和延伸，换绳技术的研究和提升，将对于立井提升系统的效率进一步提升，换绳减少占用井口时间、减轻工人的劳动强度都将至关重要。

关键词：立井提升；快速换绳；技术研究

1 传统的换绳技术

立井多绳摩擦式提升机主提升钢丝绳更换主要以组合布置的一组稳车进行换绳，采用在井口布置的二台稳车将新绳从楔形装置中拆下，将新钢丝绳拉至井口与旧钢丝绳绳头相连接，井底侧提升容器上对应钢丝绳头拆下，拉至井底马头门，施工准备完成后，缓慢启动绞车利用钢丝绳自重将新绳丝绳放至井底，完成新旧绳互换，旧绳回收到井底马头门。

由于立井多绳摩擦式提升机一般采用四根以上主提升钢丝绳，因此采用此类换绳方法较为繁锁，其缺点主要体现在：（1）因摩擦式提升机的主提升钢丝绳较多，采用四绳式或六绳式，而逐根更换钢丝绳，占用井口时间长，影响生产时间也长。（2）工人劳动强度较高，旧绳回收后在井底，需从井下倒运至井口。（3）所需较多人员进行全方位配合，且需统一调度指挥。（4）四绳式六绳式提升机，在单根进行换绳过程中，会因逐个换绳而引起每根钢丝绳静张力差不一致，导致换绳完成后需重新进行调绳处理，使得占用井口时间进一步延长。

2 新型交互式换绳技术

目前国内有多种换绳技术，但对于立井提升系统来说，采多高效、便捷、实用的快速换绳将会广泛使用。YHC型成套换绳装置，使用换绳车进行换绳，是对传统换绳理念的变革，不仅大大缩短了提升系统的换绳时间、减少人员配备、减轻了劳动强度，提高了换绳效率，而且保证了换绳的安全、提高了换绳质量。

2.1 交互式换绳工作原理

如图所示，换绳所需的主要设备、工具主要有：

换绳车1辆，收旧绳滚筒、放新绳绞滚筒各2个、井口导向轮组1套、井架天轮平台调绳器1套、卡绳器4套和井口行车等。

交互式换绳技术适用于矿山立井摩擦式提升系统的安装、更换主提升绳和平衡扁尾绳等工作，它通过多组无极承载单元输送钢丝绳，在保证不损伤绳的前提下，通过用旧钢丝绳带动新钢丝绳实现回收旧绳放新绳，实现提升机与换绳车同步收放绳作业，利用二根绳作为连接，另外二根绳进行交互式换绳，可最大限度保证立井提升系统张力差的稳定性。

2.2 换绳过程（以四绳为例）

2.2.1 换绳前准备工作：换绳车到井口就位，一侧提升容器提升至井口附近，在井口用卡绳器将主提升钢丝绳全部卡住；天轮二层平台调绳装置安装就位；井口导向轮组根据换绳位置安装就位。

2.2.2 调绳装置的机械手油缸将除更换外的二根钢丝绳上提，使得即将更换的两根钢丝绳处于松弛状态，提升容器提升至井口以上，并将松弛钢丝绳，新绳穿过换绳车并向上牵引，到井架上端新绳和旧绳连接完成后断开旧绳。

2.2.3 通过换绳车将新绳头由天轮引至另一个提升窗口，更换井口楔形钢丝绳连接装置，将新绳头与提升容器进行固定好。

2.2.4 收旧绳通过换绳车缠绕至收绳稳车，退出卡绳器和调绳装置，在检修速度下开动提升机，换绳车从动，在放新绳的同时收旧绳，完成新旧首绳对换。

2.2.5 提升容器运行至井口时，停止运行提升机，用调绳装置卡绳，断开新旧绳，用楔形装置连接新钢丝绳，至次换绳完成。

3 新式换绳技术优缺点

2013年10月彬长胡家河矿对副立井主提升钢丝绳进行更换，更换采用新型交互式换绳工艺，安全顺利地完成主提升钢丝绳的更换工作，通过实践此类换绳主要有如下优点：

（1）广泛应于立井提升系统中缠绳挂罐、更换主提升绳等。（2）通过多组无极承载单元输送钢丝绳，提高换绳的质量，减少换绳过程中对钢丝绳的损伤。（3）采用互换式换绳工艺，可最大限度减少了因换绳而引起的四根绳张力差误差较大的影响，使得提升系统四根钢丝绳调绳装置在调节范围内保持平衡。（4）提高换绳的效率，减少工人劳动强度，且可保证施工安全。（5）换绳中使用的调绳装置，为换绳的锁罐提供便利，节省调绳的时间，为主、副立井提升系统的安全平衡运行提高效率。

在换绳的过程中也发现存在一些缺点：（1）副井口在换绳侧安装的导向轮组，根据三力平衡原理，固定于套架上的导向轮组受力较大，一般的焊接强度无法实现，需采取补强及加固设施；（2）更换钢丝绳过程中需将摩擦滚筒上未更换的钢丝绳拔出绳槽，增加施工的工序；（3）换绳车最低运行速度，而立井提升机最小运行速度0.3m/s，导致放绳过程不同步；（4）换绳车吨位大，且成套换绳设备前期投入较大。成套交换式换绳设备具有较为广泛的应用价值，如使用专业换绳队伍，将会以最短的时间完成换绳工作，在提高工作效率的同时，确保了立井换绳的安全性。

参考文献

[1]刘亚军.摩擦提升首绳换绳工艺及装备应用现状[M].北京：煤炭科学技术，2013.

[2]吴娟等.多绳摩擦提升机快速换绳系统的研究[D].太原：太原理工大学，2002.

[3]郑兴龙，肖军生，等.首绳更换工艺及装备[J].中国城市经济，2011.

作者简介：翟五洲（1967-），男，河南济源人，工程师，主要从事机电设备设计、制造及管理方面的研究。