千米深井多绳摩擦提升机首绳更换工艺

董 佩，卢如意，陈定永，陈景振

（上海大屯能源股份有限公司，江苏 沛县 221600）

孔庄煤矿混合井井筒直径8.1m，井深1083m，井筒布置主副提两套提升系统，副提提升机滚筒直径4m，井架高度64m，装备一个1t矿车双层4车4绳非标罐笼和非标乘人平衡锤，提升钢丝绳型号为Φ44-6×36WS-FC，长度为4×1370m／根，单位质量为7.31kg／m。

1 换绳工艺的比较

1.1 旧绳带新绳、井口收绳的换绳工艺

在施工中需要采用多台稳车。主要施工步骤如下：

步骤一：①新绳与旧绳逐步捆绑；②旧绳带新绳至井底；③新绳下放完成（见图1）。

步骤二：①引绳、翻绳后，旧绳与新绳逐步松绑；②新绳带旧绳至井口；③旧绳回收完成；④换绳工作完成（见图2）。

图1 换绳施工步骤一（放新绳）

该工艺有以下缺点：①新绳与旧绳、绳卡之间会产生滑动，损伤新绳；②人员长时间在井筒内作业；③新旧绳之间打绳卡、拆绳卡的工作较多，劳动强度大；④井口需要棚罐；⑤间歇式收放绳，不能连续。

图2 换绳施工步骤二（收旧绳）

1.2 旧绳带新绳、井底收绳的换绳工艺

在施工中需要采用放绳装置。主要施工步骤如下：①井口、井底容器都棚住；②新绳与旧绳首尾相连，在井底收旧绳；③旧绳回收完成的同时，新绳下放完成；④连接井口、井底首绳，换绳工作完成（见图3）。

该工艺主要利用了放绳装置，放绳装置由移动式送绳机构和固定式卡绳机构组成，两机构交替抓绳、松绳，步进式放绳。

图3 旧绳带新绳、井底收绳

主要存在以下缺点：①换绳时提升绳全部解开，完全由放绳装置提升；②井上、井下均需要人员工作；③步进式放绳，棚罐且需要打多副长板卡。

1.3 先收旧绳后放新绳的换绳工艺

在施工中需要采用德国西玛格换绳车。主要施工步骤如下：

步骤一：①井口容器A 棚住、井底容器B 摘掉尾绳；②井口换绳车把4根旧首绳和井底容器一起提至井口；③旧绳回收完成。

步骤二：①井口换绳车把4根新首绳和容器B一起放至井底新绳下放完成；②连接容器A 首绳和容器B尾绳；③换绳工作完成。

该换绳工艺存在以下缺点：①换绳时提升绳全部解开，完全由换绳车提升；②井上、井下均需要人员工作；③井口需要棚双罐，井底需要拆装尾绳。

1.4 双绳交互式换绳工艺

（1）双绳交互式换绳施工步骤（见图4）

双绳交互式换绳工艺一次换2 根绳，换2 次，2 次引绳；使用YHC 型换绳车，收旧绳的同时放新绳，实现新旧绳同步对换。在换绳施工中需采用YHC 型换绳车，主要施工步骤如下：

步骤一：井底容器B侧断开的2根旧绳进换绳车。

步骤二：穿过换绳车的2根新绳与另一侧的井口容器A 连接。

步骤三：开动提升机，容器B 上提、容器A 下放，换绳车同步收旧绳、放新绳。

步骤四；当容器B提至井口时，旧绳回收完成，新绳也随容器A 下放至井底，2根绳更换完成。

步骤五：再以同样的流程更换另外2根绳，换绳工作完成。

（2）双绳交互式换绳工艺的优点

该换绳工艺相对以上3种换绳工艺主要有以下优点：①换绳过程中始终保持至少2根提升绳不断开，保证提升系统安全；②提升机主动、换绳车随动，保持提升系统张力不变，避免提升机张力超差，保证提升机运行的安全；③换绳车无损夹持，且收放绳的过程中不再需要拆装绳卡，减少了钢丝绳的意外损伤，增加了钢丝绳的安全；④全部在井上作业，且人工作业时间短，降低了人员井筒作业的风险。

通过对以上换绳工艺的分析和比较，根据孔庄煤矿混合井副井的现状，方案四双绳交互式换绳工艺为最佳选择方案。

2 换绳施工步骤及方法

2.1 更换2＃、3＃（中间2根）钢丝绳

2.1.1 停罐、卡绳、断绳

图4 双绳交互式换绳工艺设备布置

平衡锤上提至井口合适位置，关闭平衡锤上2＃、3＃钢丝绳张力平衡装置截止阀，下放平衡锤，平衡锤运行至井底，罐笼上盘在便于更换楔形绳环或张力平衡装置位置下方约1m 处停车；在平衡锤侧已布置的卡绳基础梁上安装4台卡绳器并卡牢4根提升绳；利用调绳装置上提罐笼1 m 左右，中间2＃、3＃钢丝绳松弛。将2＃、3＃钢丝绳绳分离出调绳装置机械手，同时已过换绳车的2根新绳及2根引绳分别进入井口对应的导绳轮；利用慢速绞车把2根新绳牵引至截绳处，截断2＃、3＃旧绳。

2.1.2 翻绳

开动换绳车收2根引绳，启动收绳滚筒收绳。指挥绞车司机以爬行速度（不超过0.3m／s）开动绞车（绞车转向为罐笼下放），进行翻绳。当新绳通过下天轮、绞车滚筒、上天轮并到达井口罐笼，且留有能够与楔形绳环连接的回头长度时翻绳工作完成，整个翻绳过程绞车房、天轮处分别留专人观察。

2.1.3 2＃、3＃新绳与罐笼连接，旧绳进换绳车

拆除罐笼侧2＃、3＃楔形绳环或楔形绳环楔体，已翻至井口的新绳与楔形绳环连接，已放至井口的平衡锤侧2根旧绳，通过井口导绳轮后，从换绳车前端进入并从尾部吐出，然后与收绳滚筒连接。

2.1.4 2＃、3＃新旧首绳交互对换

①换绳车拉紧2根旧绳与2根新绳，拆除井口4台卡绳器上方4只钢丝绳板卡，准备进入新旧首绳交互对换工作。

②启动换绳车收旧绳、放新绳，同时启动收绳滚筒收绳，开动绞车慢速（0.3m／s左右）下放罐笼。绞车开动过程中，换绳车和收放绳滚筒连续收旧绳、放新绳，进入新旧首绳交互对换工作。

③当平衡锤楔形绳环上方整体式长板卡运行到接近卡绳基础梁时，提升机停止；拆除井口卡绳器、卡绳器基础梁及悬挂装置上方的整体式长板卡，继续下放罐笼上提平衡锤，直至平衡锤运行至容易拆装其楔形绳环位置时停车。

2.1.5 做平衡锤侧悬挂

4绳调绳装置卡住罐笼侧2＃、3＃新绳，并向上抽拉，当抽拉力达到2根新绳自重加罐笼自重一半时停止；截断平衡锤上2＃、3＃两根旧绳，换绳车内2根新绳在井口留住并计算出预留连接长度后截断，然后与2＃、3＃楔形绳环连接，连接后向2＃、3＃张力平衡装置油缸打压，直至新绳完全张紧。

2.2 更换1＃、4＃（外侧2根）钢丝绳

1＃、4＃钢丝绳的更换，与步骤与上相同。

3 结语

采用双绳交互式换绳工艺以后，大大缩短了换绳时间，减少了人员配置，减轻了工人的劳动强度，提高了换绳效率，安全、高效地完成了千米深井的换绳任务。

〔1〕李启明.煤矿机械检修工艺学〔M〕.北京：煤炭工业出版社，1991.

〔2〕李福国.矿井提升与运输〔M〕.徐州：中国矿业大学出版社，2010.

〔3〕顾永辉.煤矿电工手册（第二分册）矿井供电（上）〔M〕.北京：煤炭工业出版社，1997.