落地式多绳摩擦提升机天轮更换方案及实施

黄荣庆

（福建马坑矿业股份有限公司）

落地式摩擦提升机天轮安装在井架上，用于改变钢丝绳的运行方向。落地式摩擦提升机天轮使用多年后，因其零部件磨损，出现振动、异响等故障，无法在现场进行检修，按照规程要求需对其进行更换。更换天轮不同于安装新天轮，其更换过程存在很大的安全风险，制定一套完整的更换施工方案，不但能保证施工作业安全，而且可有效缩短施工时间，从而达到生产安全规程［1］要求，以保障生产安全顺行。

1 概述

落地式摩擦提升机的天轮安装在井架上，可改变支承卷筒到提升容器之间的钢丝绳的运行方向，起导向作用。天轮由固定轮、游动轮、天轮轴、轴承、轴承座等组成。对天轮进行更换，不同于安装新天轮，而是要将提升钢丝绳从旧天轮中脱槽、固定，拆除旧天轮从井架上下放到地面，将新天轮从地面起吊到井架上，进行安装、调整，提升钢丝绳合槽。为提升钢丝绳脱槽或合槽，要对提升系统的罐笼侧或平衡锤侧进行卡绳，一侧卡住提升钢丝绳，一侧用吊车缓慢提升容器，使提升钢丝绳松弛而脱槽。由于罐笼侧或平衡锤侧的质量很大，需要用到大吨位的吊车［2］，需要计算提升系统所受的力。更换过程中，吊车司机的操作需分层作业，无法直视现场情况，须用对讲机进行相互联系，因此在更换过程中存在很大的安全风险。制定一套完整的施工方案及施工工艺过程，以保证施工作业安全，缩短施工时间，意义重大。本文以福建马坑矿业股份有限公司井下矿山更换落地式多绳摩擦提升机天轮为例，进行论述与分析。

2 安装实例

福建马坑矿业股份有限公司矿山安装1 台落地式多绳摩擦提升机作为副井使用，罐笼带平衡锤提升方式。提升机型号为JKMD2.8×4，提升高度695 m，罐笼自重11 t，最大载重7 t，平衡锤质量14.5 t，提升首绳4 根、直径28 mm，尾绳2 根、直径40 mm，天轮直径2.8 m、质量12 t，从地面到井架上天轮距离30 m高度。提升系统示意见图1。

2.1 施工方案

此次需要更换的为上天轮，需要将平衡锤提升至井口，提升机停止运行，在罐笼侧下天轮下方搭设工字钢梁，用卡绳器将4 根首绳卡住，在平衡锤侧起吊平衡锤，使平衡锤上部提升钢丝绳松弛，将钢丝绳从上天轮上脱槽，考虑到平衡锤下部的尾绳及尾绳隔离装置，平衡锤不能起吊过高。在4根钢丝绳全部脱槽后进行固定，用型钢固定好平衡锤，吊车此时可松绳离开。在井架上拆除旧上天轮侧的编码器检测装置，拆除轴承盖等，放置好吊车，起吊旧上天轮至地面，再将新天轮起吊到井架上，找正安装到位，安装编码器检测装置等，拆除固定的钢丝绳，并落到新天轮绳槽，起吊平衡锤拆除固定型钢，拆除罐笼侧卡绳器，恢复井口其他设施，提升系统试运行，直至正常运行即可。

2.2 提升系统计算

此次更换上天轮，罐笼下放到井底，平衡锤提升到井口，以此计算提升系统质量。罐笼侧质量为罐笼自重+首绳质量为19.5 t，平衡锤侧质量为平衡锤质量+尾绳质量为23.5 t。以平衡锤侧质量为依据，根据标准规范，起重用钢丝绳安全系数不小于6的要求，选用起吊用钢丝绳型号为6×19S+FC-1770-φ32，2根作为起吊用钢丝绳，其长短根据现场实际进行量取。

吊车的主要工作是提起平衡锤侧的质量，使提升钢丝绳松弛。同时考虑井架高度30 m，以及受环境条件限制，吊车不能离施工现场太近、吊臂的角度等，依据上述要求选用300 t 吊车作为起吊设备［3-5］。考虑到提升钢丝绳从旧天轮中脱槽，放置到一边固定，平衡锤下部尾绳及尾绳隔离装置等，不能提升过高，经测算平衡锤侧的提升高度约0.5 m即可。

3 施工工艺

（1）将平衡锤提升到井口适当位置，搭好平台，作好起吊准备工作；在罐笼侧的下天轮下部搭好平台，放置45 号工字钢梁，架好卡绳器，卡住罐笼侧4根首绳；在卡好4 根首绳检查无误后，准备起吊平衡锤，平衡锤侧的总质量为23.5 t，采用选用的钢丝绳套、卸扣等吊具连接好。

（2）吊车准备好后，用对讲机联系开始起吊平衡锤，向上起吊0.5 m左右，检查罐笼侧卡绳器有无松动或溜绳，一切正常，即可固定锁住平衡锤，使吊车松动绳套、吊具等，吊车可以移开。

（3）起吊平衡锤后，平衡锤以上至罐笼侧卡绳器段提升首绳松动，使其首绳从天轮绳槽上脱开，对其进行固定捆扎。

（4）拆除旧天轮两端轴承上盖、轴头检测装置等，使天轮带轴承松动；吊车选好停放位置，钢丝绳套、卸扣等吊具准备好，准备起吊旧天轮；确定旧天轮起吊点，试吊天轮把控平衡点，轴承离开位置后，要对轴承进行捆扎以防滚珠脱落伤人；旧天轮落地放入支承进行固定，准备好绳套、吊具等，起吊新天轮，对新轴承进行包扎，确定吊点，试吊没有问题后，正式起吊新天轮，从地面到井架直到新天轮缓慢、准确落位；新天轮落位后，拆除轴承包扎，检查、调整轴承配合间隙，盖上轴承盖进行紧固，安装好轴头检测装置等。

（5）拆除固定的提升钢丝绳，使其进入新天轮绳槽；吊车准备起吊平衡锤，按前述程序起吊平衡锤，拆除其固定装置，下放平衡锤使其处于正常状态；拆除罐笼侧的首绳卡绳器，使首绳处于受力状态；拆除搭设的作业平台，恢复提升系统的各项保护及联锁装置等。

（6）检查提升系统，使各项装置恢复正常，提升机可试运行两趟无误后方可正式运行，天轮更换结束。

4 结论

以福建马坑矿业股份有限公司落地式多绳摩擦提升机天轮更换为实例，详细论述了天轮的更换过程。对于落地式摩擦提升机天轮的更换，首先需确定施工方案，再对提升系统的受力进行分析计算，以确定选用的起吊设备及设施。通过对施工工艺过程进行细化，可确保施工过程的安全，以期为同类矿山检修更换天轮提供有益参考。