快速换绳设备在千米竖井首绳更换中的应用

快速换绳设备在千米竖井首绳更换中的应用

宋忠良

兖州煤业股份有限公司鲍店煤矿 273513

摘 要 ：获各琦铜矿3#其主井是千米竖井，已使用6 a，首绳更换3次，其在更换过程中受钢丝绳的问题受到严重影响，因此多次返工。为更便捷的在保障安全的前提下迅速更换首绳，新购置了快速换绳设备，使用复合板卡，采取新型的换绳方法，以新绳带旧绳整个换绳过程中钢丝绳表面未损伤，内部结构未受到破坏，相对之前的方案有效延长了钢丝绳的寿命，首绳更换工作高效安全。

关键词： 快速换绳 复合板卡 电动缠绳机

获各琦铜矿3#主井深达1 106 m， 以提升矿石为主，使用JKM-3.3×(Ⅲ)E-(HGQ)型多绳摩擦式提升机，选用6V×37S+NF型镀锌三角股钢丝绳，订购长度为1 230 m。自2012年安装投入使用以来，已经进行了3次首绳更换工作,每次换绳都会有不同程度、不可预见的问题导致返工，本次采用快速换绳设备进行更换，以期取得好的效果。

1 原换绳工艺及存在的问题

1.1 旧绳带新绳

旧
绳带新绳方法普遍应用于井深300 m以下的首绳更换工作，属于比较成熟的换绳方法。在回收旧绳时发现扁担卡变弯曲(图1)，新绳松紧度也不一致，扁担卡扭力较大，

图1 扁担卡弯曲示意

拆除难度大。同时，由于扁担卡材质为钢材，弯曲变形造成钢丝绳表面不同程度划伤，减少了钢丝绳的使用寿命。

1.2 单根更换

单根更换钢丝绳，新绳下放过程中容易和其他绳缠绕，绳头自由旋转下放，使钢丝绳自身结构发生变化，导致新绳在悬挂后捻距增大，钢丝绳的使用寿命大打折扣。

2 换绳新装置的应用

为避免钢丝绳之间的相互缠绕，利用旧旋转器制作了简单滑架装置(图2)。在下放新绳过程中，将滑架的限位辊装在井筒中靠井壁的2根罐道钢丝绳上，新钢丝绳和滑架用连接卡固定。旋转器转动灵活性试验没问题后，下放新绳，随着新绳的自身旋转，绳头连接的旋转器释放了钢丝绳自上而下传递的自身扭力，整体滑架束缚了钢丝绳在井筒中的摆动，从而保证新绳顺利下放更换。

图2 滑架安装示意

1—新绳；2—滑架；3—罐道绳；4—新绳卡；3—旋转器；6—限位辊

本次使用快速换绳设备和首绳起重装置更换首绳，快速换绳设备是由复合板卡和电动缠绳机组成，采用旧绳带新绳的方法，钢制扁担卡换成复合板卡，调整首绳长度，使用首绳起重装置，快速更换提升机首绳。

经过多次计算并校核，在各种技术参数满足的情况下分2次更换，每次更换3根，依据目前更换提升钢丝绳“以旧带新，以新吐旧”工艺更换。采用GFK型高分子复合板卡，有效防止新旧绳缠绳、新旧绳打弯、滑绳等事故的发生，保证新绳有一定预张力的同时，承受新钢丝绳的重量，分段卡住新旧绳，并同时下放。回收旧绳时使用电动缠绳机，大大减少了劳动力，缩短了收绳时间。

收完旧绳，做好新绳头，新钢丝绳的长度需要再次调整，使用首绳起重装置(图3)调绳，改变了以前人拉倒链费时又费力的情况。

图3 首绳起重装置结构

1—标牌；2—标尺；3—支脚；4—滚轮；3—导向柱；

6—上吊装孔；7—大油缸；8—卡楔；9—小油缸；

10—下吊装孔；11—导轨；12—护绳架

首绳起重装置由行走机构(跑道、滚轮等)实现主机工作位置的进入与撤离，由上层卡楔与下层卡楔的配合实现容器步进提升。卡楔采用楔紧自锁原理，当容器被提起，钢丝绳处于卡楔上端松弛不受力、下端绷紧受力的状态时，卡楔会实现自锁，无法直接打开。如想打开卡楔，只有上层卡楔与下层卡楔相配合，使卡楔上、下端钢丝绳均绷紧受力(或松弛不受力)方可打开卡楔。使用此装置调整钢丝绳的长度，安全可靠，省时又省力。

3 具体施工过程

3.1 在副立井井口房外的西侧布置两台收（旧）绳车和两台放（新）绳车,副罐笼内加10吨左右的矿车配重。

3.2 将主罐笼悬挂顶部平台停在井口稍下2m处,施工人员用木板搭起工作平台,并固定牢靠。

3.3 施工人员站在平台上用1副长板卡夹住4根旧提升钢丝绳,然后用风动扳手上紧螺栓,使板卡紧固。

3.4 主罐笼以0.3m/s的速度下放,每间隔30米打紧一副长板卡。

3.5 当副罐笼顶部到达上井口位置时停车。

3.6 在北侧的天轮平台处打一副长板卡锁住四根旧绳。

3.7 在北侧的上井口用木板搭建工作平台。

3.8 给1、4悬挂油缸卸压,使1、4钢丝绳松动不受力。

3.9 将副罐笼侧1、4两根旧钢丝绳头从悬挂中拆出,并将两个悬挂分别捆扎固定到2、3悬挂上。

3.10 将1、4两根旧绳头分别与两辆收绳车牵引钢丝绳相连,在井口挂两只导向滑车,分别对1、4两根旧钢丝绳进行导向。

3.11 用风动扳手拆除天轮平台处的长板卡。

3.12 开动绞车以0.3m/s的速度慢速下放副罐笼,同时开动收绳车回收1、4旧绳。

3.13 回收旧绳的同时,拆除主罐侧钢丝绳上的长板卡,每间隔30米拆除1副。

3.14直到主罐笼提到上井口工作平台处,绞车停车闭锁,天轮平台的钢丝绳上南、被两侧各打一副长板卡。

3.15将主罐笼的1、4两根旧钢丝绳从悬挂中投出,将2根新钢丝绳从放绳车上引出,将新钢丝绳头牵到井口处。

3.16 将旧绳在井口处截断,收绳车的旧绳一端与悬挂中取出的1、4两根旧钢丝绳分别相连,另一端与新绳车上的钢丝绳头分别相连。

3.17 将天轮平台钢丝绳上主、副两侧的长板卡拆除。

3.18 开动绞车以0.2m/s的速度慢速下放主罐笼,新绳车上的新钢丝绳随旧钢丝绳绕过上天轮、滚筒、下天轮到达井口主侧罐笼悬挂上方。

3.19 在绞车房的滚筒上,将1、4两根新钢丝绳拾出绳槽（同时非游动天轮的钢丝绳也需拾出绳槽）。

3.20 开动绞车以0.2m/s的速度慢速上提主罐笼,直至主罐笼到达上井口。

3.21 在天轮平台主侧的钢丝绳上打上一副长板卡。

3.22 将新、旧钢丝绳连接卡子拆除,将新绳头穿入1、4悬挂,并打紧楔形环。

3.23 开动绞车以0.3m/s的速度慢速下放主罐笼,新绳轮开始下放新绳。

3.24 同时在主罐笼侧每间隔30米打一副长板卡,卡紧（新旧旧新）四根钢丝绳,在打长板卡前用,须用3t葫芦将主侧1、4新钢丝绳向上拉紧,拉出部分张紧力和结构变形。

3.25一直到副罐笼运行至上井口工作平台,停车闭锁。

3.26 在天轮平台上将副侧1、4新绳向下拉紧。

3.27 在井口将新绳截断,分别穿入1、4悬挂,并打紧楔形环。

3.28 给 1、4油缸打压,使2、3悬挂的钢丝绳松力。（此时新钢丝绳受力,可以拆除另2根旧钢丝绳）

3.29 1、4新绳更换完毕。

3.30 以同样方法更换将2、3绳。

3.31 1、4、2、3钢丝绳换完后绞车试运行。

3.32 清理天轮平台、井口四周和井口西侧的施工现场。(在清理施工现场的同时,即可将旧钢丝绳分别回缠到原四个新绳轮盘上)

3 结 语

经过多次的首绳更换工作，总结出宝贵的经验。GFK型高分子复合板卡保证了换绳工作中钢丝绳结构不受破环，使钢丝绳在井筒中的长度一致且受力均匀；电动缠绳机和首绳起重装置缩短了钢丝绳更换时间，减少了人力投入。更换钢丝绳工艺的改进和快速换绳装备的使用，大大缩短了换绳时间，提高了换绳工作效率，相对延长了钢丝绳的使用寿命，值得同行借鉴。

参考文献

[1]程居山.矿山机械[M].徐州：中国矿业大学出版社，2005.