煤矿塔式主井提升钢丝绳更换施工安全质量技术研究

2019-01-13邓亚东

魅力中国 2019年31期

邓亚东

（平煤股份一矿，河南平顶山 467000）

摩擦式提升机因提升能力强、提升高度高、提升速度快、电动机功率消耗低、使用安全可靠等优势，在地下矿山开采中的应用越来越多。摩擦式提升机依靠提升钢丝绳与摩擦轮衬垫间的摩擦力带动提升容器在井筒中运行。钢丝绳在运行中承受拉伸应力、扭转应力、弯曲应力、接触应力，以及各种冲击载荷的综合作用，同时受到井筒中淋水、潮气的影响，使钢丝绳产生断丝、缩径、锈蚀等损伤。当损伤超过标准规定时，就需要报废或更换。提升钢丝绳的使用寿命受多种因素的影响，需要综合考虑矿井提升系统设计以及使用过程中的维护保养等方面的因素，以改善钢丝绳的作业条件和受力状况，达到延长使用寿命的目的。

一、钢丝绳使用状况介绍

某矿区煤业集团目前有12对生产矿井，在用64套摩擦式提升机。使用的立井摩擦式提升机钢丝绳有国产的和进口的，进口钢丝绳主要为英国、德国、南非等国企业生产，国产钢丝绳为中美合资、中英合资企业生产；从结构上以三角股和圆股钢丝绳为主。近年来随着新建矿井深度的增加，从800m到1000m，提升循环次数大幅降低，一般在15万次。单台车年提升量在300万t以上的矿井，钢丝绳的使用寿命维持在一年左右，一个捻距内断丝10根左右，达到6%，后期发展较快且有锈蚀，一般达不到合同约定的30万次。

二、施工技术方案

（一）施工方案

根据现场实际情况，确定更换首绳施工方案如下：在井口房内套架北侧铺设钢板，用于支放绳盘架及保护地砖。将新绳盘连同绳盘架利用叉车叉运至钢板上并进行固定。施工时新绳头由井口向上第一层套架梁下方进入套架内，利用双环结将新绳头与旧绳连接，利用旧绳带动新绳向上依次经过导向轮、滚筒，再次到达井口，将新绳与旧绳分开并将新绳锁在套架上。提升南侧箕斗到井口位置，通过做临时绳头的方法将新绳头与南侧箕斗固定在一起，运行提升机，用旧绳带动新绳下放。南侧箕斗到井底后，用首绳起重装置锁住旧首绳，做北侧箕斗永久绳头。新、旧绳负荷转换后，上提南侧箕斗，利用新绳带动旧绳，在井口北侧回收旧绳。南侧箕斗到井口后，利用座卡锁住北侧箕斗四根新首绳，利用首绳起重装置上提南侧箕斗后，拆除新绳临时绳头及对应旧绳头，做南侧箕斗新绳永久绳头，下放南侧箕斗回收剩余旧绳。最后运行调试，回收施工工器具，清理施工现场。

（二）提升系统合理设计

新建矿井要进行科学合理的设计，主要应注意以下方面。(1)条件允许时，采用较大的D/d比、较小的衬垫比压，降低提升钢丝绳弯曲应力和接触应力。(2)采用井塔式提升机时，摩擦轮与导向轮中心高差宜在0.5~1.0倍提升速度值或200~400倍提升钢丝绳直径范围内合理选取(按两种方法下限计算出的较大值和按两种方法上限计算出的较小值之间，合理取值)，减缓正反向弯曲对提升钢丝绳的疲劳破坏[5]66-96。(3)在满足防滑计算要求的前提下，在摩擦轮上提升钢丝绳采用较小的围抱角，降低提升钢丝绳弯曲疲劳程度。

（三）日常维护管理

对井筒碱性出水进行治理。通过对井筒外围进行注浆，封堵水源，同时对少量出水通过引水槽，将水引至井下，降低碱性水质对钢丝绳的腐蚀。验绳时发现断丝一定要进行处理，防止断丝经过天轮、滚筒时因挤压造成新的断丝，而迅速演化成断股。防止钢丝绳锈蚀要定期涂油。在钢丝绳使用后期，如有锈蚀现象要及时进行涂油(增摩脂)，减缓锈蚀速度。及时进行窜绳或降低加减速度。当某1根主绳断丝明显或比其他绳断丝量增多时，可能是断丝量多的钢丝绳受力过大，可适当对其提升绳进行调整，使4根绳受力均匀。钢丝绳断丝情况发展较快，通过降低加速度，并减少一次提升量，可有效遏制断丝快速发展。调整电控与闸控配合，使闸控在监测到提升机达到停车位置，运行速度为零时驱动液压抱闸机构准确施抱，消除因电控、闸控配合不合理，造成施闸时提升机运行速度不为零，而对钢丝绳产生冲击。变化停车位置。当提升机长时间不运行时，其停车位置不要固定在某一处，要适当变换停车位置，避免钢丝绳最大受力点始终固定在某一段。

（四）施工质量技术措施

（1）所有施工前准备工作，必须在施工前一天完成，并将完成情况向施工总负责人汇报。施工所用的设备、工具、配件、材料等提前备齐，并认真检查核对后运至施工现场。（2）施工前指定专人对起吊或紧固用的手拉葫芦、钢丝绳套、钢丝绳夹等安全、制动装置等进行全面细致检查，确认无问题后方可使用。（3）施工现场照明亮度要充足，照明、电动工具等用的电缆要吊挂整齐，以不妨碍现场施工为原则。（4）带新绳时，必须派1名专人监视新绳、旧绳的运行情况，防止新旧绳缠绕，若钢丝绳发生扭结和其他异常现象，立即停车处理。（5）提升机运行时，在滚筒及导向轮处安排专人观察钢丝绳入槽情况，严防挤伤新钢丝绳。（6）看护钢丝绳盘的施工人员要时刻警惕不得使绳盘转动太快，以免使绳盘脱盘，造成钢丝绳损伤或跑绳现象。（7）制作新绳临时绳头时，严格按照相关要求打设绳卡，绳卡在使用前必须进行检查，严禁使用有缺陷、锈蚀严重的绳卡，绳卡规格必须与钢丝绳匹配。（8）新钢丝绳在截取前要认真计算并确认准确，防止绳过长或过短，影响施工质量及进度。（9）因施工需要所作的各种标记，必须清楚可靠，不得错位。