新型绳索法在深井大直径电缆敷设安装中的应用

汤小林

(中都国际(赞比亚)有限公司，安徽 铜陵244000)

1 工程概况

赞比亚Konkola 矿是世界上最潮湿的矿山之一，由于深部开采的需要，矿山的排水能力不断增大，现有的985 m 泵房排水能力已达到20 万m3/d，泵房配电所为智能控制的四回路进出线的超大型集中配电系统。

Konkola 矿管缆井全深1 000 m，净直径仅4. 9 m，全井主要担负着排水系统的功能，竖井内除布置有供人员上下的罐笼外，内有4 根φ609 mm×25 mm排水管、12 根 φ3 mm ×185 mm2的大直径钢丝铠装电力电缆、4 根同轴信号控制电缆，布置紧密，空间极小，见图1。

图1 管缆井井筒布置Fig.1 Arrangement of the pipe and cable shaft

在国内的安装实践中，采用传统的钢丝绳悬吊、钢制或木制临时电缆卡固定下放的常规工艺，采用该方法的缺点:①用钢制电缆卡卡电缆时，每只电缆卡的受力各不相同，在下放过程中电缆外护套极易破损;②在下放电缆时，只能观察电缆头位置，牵引钢丝绳和电缆在井筒中其他位置情况不易及时观察，临时电缆卡容易刮碰到竖井井筒内其他物体，尤其是在井筒狭小的空间内施工易发生安全事故。为此，我们吸纳了国际采矿发达国家的先进技术，利用新型绳索法，临时固定大直径钢丝铠装电缆与牵引悬吊钢丝绳进行一次性敷设的新工艺，从而不仅克服了传统敷设方法的缺点，而且有效地保护了电缆和井内设施，确保了安全，缩短了工期，得到了业主(印度KEM 公司)、国际知名咨询公司(南非METS 公司)的肯定。

2 新型绳索法工艺施工方案

在管缆井井口适当的位置安装布置1 台16 t 稳车作为牵引下放的钢丝绳，用特制新型绳索在井口工作平台上将电缆与钢丝绳临时固定，沿井筒下放敷设到985 m 井底后，利用井筒内凿井的工作吊盘为工作平台，自上而下的解除新型绳索，电缆归位，与永久电缆梁固定安装。

(1)特制新型绳索绑匝固定设计及试验。特制新型绳索材质选用麻纤合成材料，直径选择φ8 mm，绑匝圈数6 ×3，层间距5 m，每5 m 抗拉拉力10 kN，安全系数为6，并进行拉力试验，符合设计要求，见图2。

图2 新型绳索绑匝的敷设安装法Fig.2 The new-type rope laying installation method

(2)根据ASME 标准要求，敷设电缆的旋转钢丝绳盘必须有控制其线速度的限位装置和紧急刹车的制动系统。为此，特别制造有适合不同直径电缆盘的固定装置和制动系统:特制电缆盘支架、环形刹车带制动、楔形木制绳槽和楔形块限速，见图3。

图3 限速装置及制动系统Fig.3 Limit device and braking system

(3)采用新型绳索法敷设竖井大直径钢丝铠装电力电缆，可以在井筒狭小的电缆间内不易发生碰撞，同时在下放的过程中可以利用提升机下放吊桶乘人进行观测，克服了常规工艺井筒内电缆不易观察等安全隐患的产生，保护了电缆外绝缘层。

3 安装程序

(1)安全评估及制定安全行业规范，并布置测量点和线。

(2)利用吊盘作为工作平台由井筒985 m 从下而上进行全井的电缆支架的安装;凿岩机凿眼，树脂锚杆固定电缆梁和支架。

(3)敷设电缆安装的准备:井口布置安装16 t 提升绞车1 台;井口平台改造成专用的作业平台2 层;特制电缆盘支架的制造安装;电缆盘就位和限速装置及制动系统的安装。

(4)下放悬吊电缆钢丝绳;特制新型绳索的绑匝;在下放的过程中人员不断进行检测、监控。

(5)电缆随钢丝绳到井底后，利用井底的移动平台和托辊将电缆头拖至配电所。

(6)利用吊盘作为工作平台，在井筒内分段依次进行新型绳索的解除，电缆归位与电缆梁固定。

4 施工效果

由于创新性地采取了合理、有效的施工方案，安全技术措施到位，成功地敷设安装了12 根无卤阻燃XLPE/PVC－11 kV 、φ3 mm ×185 mm2型电力电缆19 300 余m、4 根ZRWL －KVV32 型控制信号电缆4 100 余m，既节约了投资，而且比计划工期提前了20 d。所敷设的电缆质量稳定可靠，通电运行后，各项技术指标符合验收标准，实现了安全、优质、快速的施工。该工程竣工后，被评为国家2010—2011 年度国外工程银质奖。

［1］ 樊兆馥.重型设备吊装手册［M］.2 版.北京:冶金工业出版社，2006.

Fan Zhaofu. Heavy Equipment Hoisting Manual［M］.2nd ed. Beijing:Metallurgical Industry Press，2006.

［2］ 中华人民共和国住房和城乡建设部，中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.有色金属矿山井巷安装工程施工规范［S］.北京:中国计划出版社，2011.

The Housing and Urban-rural Development Ministry of the People＇s Republic of China，the State Administration of Quality Supervision、Inspection and Quarantine of the People＇s Republic of China. Nonferrous Metal Mine Installation Engineering Construction Specifications［S］.Beijing:China Planning Press，2011.

［3］ 中华人民共和国住房和城乡建设部，中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局. 有色金属矿山井巷工程施工规范［G］. 北京:中国计划出版社，2011.

The Housing and Urban-rural Development Ministry of the People＇s Republic of China，the State Administration of Quality Supervision、Inspection and Quarantine of the People＇s Republic of China. Nonferrous Metal Mine Engineering Construction Specifications ［G］.Beijing:China Planning Press，2011.

［4］ 中华人民共和国冶金工业部，中国有色金属工业总公司，中华人民共和国劳动部.冶金地下矿山安全规程［S］. 北京:中国计划出版社，1990.

The Ministry of Metallurgical Industry of the People＇s Republic of China，China Nonferrous Metals Industry Corporation，The Labor Department of the People＇s Republic of China. Metallurgical Underground Mine Safety Procedures［S］. Beijing:China Planning Press，1990.