矿井主提升机平衡尾绳更换工艺的研究与应用

刘坤亮 李明 王博文

摘 要：对于立井开拓矿井来说，主提升系统制约着整个矿井的生产，是整个矿井煤炭运输的咽喉要道，因此矿井要保证主提升系统安全、稳定地运行。更换矿井主提升机平衡尾绳是矿井重大检修项目之一，本文介绍了一种矿井主提升机平衡尾绳的更换工艺。该更换工艺相对简单、安全、高效、省时，对其他矿井主提升机平衡尾绳更换作业具有很好的借鉴意义，值得推广和应用。

关键词：主提升机;平衡尾绳;更换工艺

中图分类号：TD633文献标识码：A文章编号：1003-5168（2021）12-0062-03

Research and Application of the Replacement Process of the

Balance Tail Rope of the Mine Main Hoist

LIU Kunliang LI Ming WANG Bowen

（Shaanxi Binchang Xiaozhuang Mining Co.， Ltd.，Binzhou Shaanxi 713500）

Abstract： For vertical shaft development mines， the main hoisting system restricts the production of the entire mine and is the main throat for coal transportation in the entire mine， therefore， the mine must ensure the safe and stable operation of the main hoisting system. Replacing the balance tail rope of the mine main hoist is one of the major mine maintenance projects， this paper introduces a method for replacing the balance tail rope of the mine main hoist. The replacement process is relatively simple， safe， efficient， and time-saving， and has a good reference significance for the replacement of the balance tail rope of the main hoist of other mines， and is worthy of promotion and application.

Keywords： main hoist;balance tail rope;replacement process

陜西彬长小庄矿业有限公司位于陕西省彬州市西北方向，距离市区约18 km，矿井设计生产能力为6.0×106 t/a。主立井井筒直径为7.5 m，采用双套提升机系统（双钩箕斗提升系统），按设计建成1号、2号主井提升机房，主立井提升高度为412.76 m。提升机房安装由上海冶金矿山机械厂生产的2套JKMD-4×4（Ⅲ）E型落地式多绳摩擦轮提升机，其采用TDBS3000-24型交流变频调速同步电动机，电机功率为3 000 kW。制动系统为西门子多通道恒减速液压制动系统。摩擦轮直径为4 m，天轮直径为4 m，最大提升速度为10.47 m/s。平衡钢丝绳采用扁钢丝绳，宽×厚=157 mm×25 mm，质量为11.2 kg/m，抗拉强度为1 370 MPa，最小钢丝破断拉力总和为1 670 kN。每套提升系统配有2根。

1 施工准备

1.1 矿井提升机尾绳更换工艺

1.1.1 施工方法和工具准备。在主井提升机尾绳更换工艺中，首先必须做好工器具准备工作，确定基本施工方法。工器具准备工作是保证施工质量的基础，准备工作是否能够做到位直接决定了整体作业的效率和质量，要提前将新尾绳缠到专用绳车上，缠绕时必须仔细进行外观检查和长度校核。要准备两套切割用具，包括2瓶氧气、2瓶乙炔、2个风动扳手及其配套风管。还要准备好手拉葫芦、钢丝绳套、长吊装带（2条）。要准备尾绳板卡10副、2副带吊环的专用板卡及其螺栓，准备60 mm×300 mm×2 000 mm木板10块，主要功能在于搭设井筒作业平台。另外，还要准备相应的通信器材、专用电话以及报警装置，提前清理上井口、下井口以及井筒钢梁，将积煤清理干净。在更换新尾绳前，注意将新旧尾绳车运往水平更换尾绳车专用巷道，并做好间距固定[1]。

施工前，要检查缠绳车的电机和制动系统，及时更换尾绳前连接缠绳车电源，提前将缠绳车运至主井一侧，准备好扳手、手锤、撬棍、大锤等常用工具。尾绳更换基本方法如下：采用旧尾绳、新尾绳通过分产夹的方式，进行旧绳回收，然后装配新绳。

1.1.2 尾绳更换基本方法及基本要求。更换尾绳时，新绳头通过2台压绳器及导向轮引入箕斗侧，并与旧尾绳相连，其基本要求为：新绳头朝下方，磨绳的部分需要用木板托起尾绳，新绳使用压绳器压住，人工进行下放速度的调节。下放尾绳时，要使用油漆做好标记，在下放过程中，尾绳不得呈反面，要保证连接尾声时不发生反面，尾绳板卡安装要求板卡必须卡接牢固，螺栓紧固后以露出2～3个螺距为宜，板卡共有5副，第一副距悬挂边缘50 mm，最后一副距绳头300 mm。其他间距为160 mm，绳车与提升机的速度必须保持一致，以0.5 m/s为准，开车时必须严格要求司机执行一人操作一人监护制度。

这种方法能够使用机械化绳车，并利用小绞车进行牵引作业，只需要1人就可实现操作，且使用小绞车牵引盘绳车，机械化程度较高，小绞车既能够提供充足动力，也可以作为刹车使用，旧尾绳更换工艺采用马腿固定绳滚放绳，需要用人工在绳滚两侧进行刹车，作业期间会产生一定的风险。而本方法使用盘绳车，其具有良好的牢固性和耐用性，作业期间安全牢固可靠，不仅提高了施工效率，也能够确保施工期间的安全水平[2]。

1.2 所需材料

11.4 kW调度绞车2台，[Φ]12.5 mm钢丝绳套5根，[Φ]12.5 mm钢丝绳100 m 2根，风动扳手1台，36-41梅花扳手4把，5 t手拉葫芦2台，3 t手拉葫芦2台，1 t手拉葫芦2台，12#铁丝50 kg，5 t起吊带2根，12#U形环10个，5 t滑轮2台，氧气乙炔10套，30 m氧气乙炔带2套，3#割嘴20个，G01-100割枪4把，1.5 m撬棍3把，10# 6 m×2 m工字钢2根，3 000 mm×300 mm×42 mm木板8块，100 mm×2500 mm圆钢1根，对讲机4把，尼龙绳20 m，157 mm×25 mm板卡4副。

1.3 准备工作

将工器具由副井下放，运输至主井装载硐室，摆放整齐备用;将三角支架通过地锚固定于距离装载皮带机尾7～8 m的地板上，将新尾绳绳盘放至三角支架上;将7.5 kW回柱绞车通过M24螺栓固定于皮带张紧油缸后南侧地板上;将导向托辊固定于一平台沿1部、2部皮带中间通道且离井筒40～50 cm的位置;清理主井天轮平台杂物、井筒套架上浮煤及撒煤斜巷的煤塵，并用水管将地面浇湿;在主井口10 m范围内、主井底装载硐室门口及主井底撒煤斜巷20 m范围内设置警戒线，并安排专人看护;在一平台箕斗套架上用木板和10# 6 m×2 m工字钢搭设作业平台并用铁丝绑扎牢固，保证作业平台稳固、牢靠。

2 工艺流程

旧绳回收与新绳上提展开工艺流程如图1所示。

首先，北箕斗上提（换绳期间绞车速度≤0.2 m/s），南箕斗下降至作业平台上方2 m位置;然后，沿一平台平面，用油漆对北侧尾绳进行标记;再将南箕斗上提，北箕斗下降至北侧尾绳标记处，到达尾绳轮平台上方1 m的位置;使用氧气乙炔在尾绳轮平台沿标记处截断北侧尾绳;将南箕斗上提，北箕斗下降至南箕斗下方，尾绳端头到达一平台，停止绞车运行;将回柱绞车钢丝绳与南箕斗尾绳端头通过板卡相连，利用手拉葫芦及氧气乙炔将旧尾绳从尾绳悬挂上拆除，回收南箕斗下方旧尾绳;南箕斗下方尾绳回收完成后，将回柱绞车钢丝绳与北箕斗尾绳端头通过板卡相连，再将调度绞车钢丝绳与新尾绳端头相连，通过滑轮拉至井口位置，穿过导向托辊上方导向孔，通过调度绞车和手拉葫芦配合将新尾绳安装于南箕斗下放尾绳悬挂装置上[3]。新绳穿过导向托辊的示意图如图2所示。

之后，南箕斗上提，北箕斗下降，回收北箕斗下方旧尾绳，同时新绳通过南箕斗上提;当北箕斗下降至一平台时，利用手拉葫芦及氧气乙炔将旧尾绳从尾绳悬挂上拆除，回收北箕斗下方旧尾绳，然后从一平台处开始量取90 m新尾绳截断，将新尾绳端头穿过送绳小车滚筒，利用调度绞车及滑轮将新尾绳端头穿过导向托辊上方导向孔，送至井筒一平台处，送绳车与新绳及调度绞车连接如图3所示;利用调度绞车控制送绳小车，将尾绳端头缓慢下放至尾绳轮平台处;利用回柱绞车上拉新尾绳，同时新尾绳缓慢下放，当送绳小车到达导向托辊时，拆除导向托辊中间的托辊和送绳小车滚筒，利用倒链将新绳完全下放至井筒内;将新尾绳端头拉至一平台，利用手拉葫芦和回柱绞车配合将新绳与北箕斗悬挂相连，完成尾绳更换工作。

3 注意事项

3.1 高空作业

作业平台必须搭设牢固，用工字钢与符合强度要求的木板搭设作业平台，用铁丝对木板进行捆绑，确保木板不会滑落或翻转;所有作业人员必须穿防滑鞋、戴安全帽和安全带，安全带必须高挂低用且保证生根牢靠;施工所用工器具必须系有保险绳，工器具要手递手传递，严禁抛掷[4]。

3.2 起吊作业

进行起吊作业时，必须设专人统一指挥，精神集中，严禁说笑打闹，指挥信号应清晰可靠，满足各起吊点施工要求，起吊工作不影响其他物件的安全;用手拉葫芦起吊重物时，首先检查悬吊梁的强度和稳定性。拉小链时，应双手均匀用力，不得过快过猛。起吊重物悬空停留时，要将小链拴在大链上;起吊前，检查起重链是否扭链，严禁甩掉起重钩而直接用起重链起吊重物;起吊时，应将起吊绳逐渐张紧，使物体微离原地进行试吊，起吊物应平衡、捆绑应无松动，如有异常应立即停止吊运，将物体放回原处进行处理[5]。

3.3 井筒作业

在主井口10 m范围内、主井底装载硐室门口及主井底撒煤斜巷20 m范围内设置警戒线，并安排专人看护，严禁非工作人员进入施工现场;清理井筒套架上浮煤及撒煤斜巷的煤尘，用水管将地面浇湿。

4 结语

本文结合工作实际情况，对陕西彬长小庄矿业有限公司尾绳更换工艺进行了介绍。与之前尾绳更换方式相比，此次尾绳更换工艺的改进节省施工时间8 h，减少施工人员10人，节省施工经费7万元。对不同的矿井来说，施工环境不同，可以参考本文工艺，在具体操作时还需要具体情况具体分析。

参考文献：

[1]张育英.摩擦轮提升机平衡钢丝绳的更换办法[J].煤，2005（3）：34-35.

[2]张建忠，李有.更换多绳摩擦式提升机尾绳的工艺[J].煤矿机械，2003（9）：117-118.

[3]陈新永.多绳摩擦式提升机尾绳快速更换法[J].中国西部科技，2011（23）：22.

[4]姚运萍，马成文.多绳摩擦式提升机主绳更换实践[J].矿业快报，2008（2）：73-74.

[5]王守军.煤矿立井多绳摩擦式提升机平衡尾绳选型、损坏原因简析[J].科技与企业，2013（3）：273.