旧绳带新绳在提升绳更换中的应用

唐怀勇

（中煤矿山建设集团机电安装工程处， 安徽宿州 234001）

旧绳带新绳在提升绳更换中的应用

唐怀勇

（中煤矿山建设集团机电安装工程处， 安徽宿州 234001）

近几年来，随着煤矿的产量逐渐增加，提升绳的直径也逐渐增大；另外，在更换首绳时，矿方给定工期较紧，一般在矿井大修时进行，再加上作业时间长，动用人员多，劳动强度大，作业环境差，作业难度大；研究一种经济实用、简便快捷、安全高效的换绳方法，是一项关系煤矿安全生产工作的迫切任务；介绍旧绳带新绳在皖北煤电集团钱营孜煤矿副井多绳摩擦式提升机中的应用。

多绳摩擦式提升机； 提升绳； 更换； 施工准备； 施工工序

1 引言

多绳摩擦式提升机借助首绳与滚筒衬垫之间的摩擦力实现提升和下放重物的功能。根据《煤矿安全规程》第403条规定：立井多绳落地摩擦式提升机提升钢丝绳使用的使用年限不应超过2a。当有一根首绳损坏而需要更换时，必须同时更换所有首绳，以保持各首绳具有相同工作条件。所以，提升钢丝绳的更换是矿山提升维护工作中一项常见而十分重要的工作任务。近几年来，随着煤矿的产量逐渐增加，提升绳的直径也逐渐增大，另外，在更换首绳时，矿方给定工期较紧，一般在矿井大修时进行，再加上作业时间长，动用人员多，劳动强度大，作业环境差，作业难度大。因此研究一种经济实用、简便快捷、安全高效的换绳方法，是一项关系煤矿安全生产工作的迫切任务。本文介绍皖北煤电集团钱营孜煤矿副井多绳摩擦式提升机快速换绳法。

2 工程概况

钱营孜煤矿为年产180万t的大型矿井。其副井提升系统采用JKMD—4×4（Ⅲ）型多绳摩擦式提升绞车，钢性罐道，双层双车宽窄罐各一只，其主提钢丝绳已达到使用年限，为达到安全生产，须对其进行更换。主要设计技术参数如下：

绞车型号：JKMD—4×4（Ⅲ）；

钢丝绳型号：6×28TS－40－1770－左右捻各二根。

3 施工前期准备

3.1 施工机具、索具的准备

利用副井井口南侧两台永久稳车基础位置布置两台JZ16/1000稳车，用于提升罐笼，稳车上各缠6×37－1770－Φ28钢丝绳1根，并准备4只H50×3D滑车配成2套滑轮组，用于罐笼提升，其导向滑车采用H20× 1D3只；同时在靠近稳车位置（稳车前方）再布置两台25kW JD1.6调度绞车用于新、旧绳的牵引及工器具的起吊。牵引绳采用两根6×19－Φ15.5钢丝绳，长度约为260m。小绞车生根用钢丝绳卡固在后面稳车底盘上。另需准备长板卡50副、Φ40钢丝绳夹260副，用于新、旧钢丝绳卡接。

3.2 蹬新绳

根据副井井口现场条件，利用吊车将新绳分别蹬到绞车房东侧和井口房西侧位置中间，其相邻之间的捻向相反，并与原旧绳相同，全部采用下出绳。利用钢管Φ89×10作为导向，两头分别安装滚动轴承作为传动装置。

3.3 稳车及小绞车布置

在井口房南侧的矿永久基础上布置两台JZ16/1000稳车，并且在稳车前方分别布置两台25kW JD1.6调度小绞车。

3.4 确定支架的位置

在下天轮北侧保护栏处焊接一支撑架，中间用Φ60×10钢管连接，钢管外套上橡胶管以保护钢丝绳，支架的高度大于钢丝绳与天轮接触点的位置，且不能与天轮相碰，如图1、图2所示。

图1 换绳系统图

图2 支撑架导向装置放大图

4 施工工序

根据施工现场情况及准备条件，本次换绳采用旧绳带新绳的方法来完成。各工序尽可能平行交叉作业，以提高工作效率。其具体步骤如下：

4.1 索具、滑轮组的悬挂

利用窄罐把两组H50×3D滑轮组分别悬挂在窄罐东西两侧套架梁上。此步骤可以利用正常检修时间来完成。根据现场条件只能挂设钢丝绳套，手拉葫芦和滑轮组挂设后会影响其副井正常生产。

4.2 卡绳下放

让窄罐停在上井口检修位置，用Φ19长棕绳把1＃调度绞车钢丝绳从上井口经过下天轮带至地面，把新绳头和其用倒扣的方式，用细铁丝搭接在一起卡接固定，再用破雨衣将其钢丝绳绳头包住（以便于其绳头过天轮绳槽），并使新绳依次通过各天轮绳槽，由小绞车牵引经下天轮至上井口，并且让四根新绳按其捻向排列在下天轮绳槽内，并将其四根新绳与窄罐连接牢固，其具体方法如下：

新绳每根留出7～8m放在窄罐内，新绳和旧绳用Φ40的钢丝绳夹卡接并卡死，每根绳卡15副钢丝绳夹，钢丝绳夹间距300 mm。

在下天轮平台用两根槽钢对靠在一起，两头用螺栓紧固。新旧钢丝绳在两槽钢之间。在槽钢上每根新绳卡一付板卡，板卡之间垫上尼龙衬垫，板卡螺栓调整到一定程度，以下放绳时新绳不自动下落为宜，同时在井口位置搭设两层平台。

缓慢开动绞车，让窄罐以检修速度0.5 m/s下放，同时下放新绳，新绳绳滚处应加设刹车措施。在下放过程中新绳和旧绳固定在一起，新绳跟着旧绳一同下放。在井口位置卡长板卡、上层平台卡钢丝绳夹，将新、旧钢丝绳用钢丝绳夹固定在一起，每隔5m距离用钢丝绳夹将新、旧钢丝绳卡接固定，每15m距离卡一副长板卡，将四根钢丝绳同时固定并卡牢靠，直至窄罐下放至下井口位置，卡绳完毕。

4.3 蹬罐

宽罐上至上井口后停车，在井口套架顶部用两根I40a工字钢横放在大梁上，再用两I40a工字钢横放在两I40a工字钢上且背靠背卡住钢丝绳，将I40a工字钢两端用穿心螺栓固定好。并用四只快速锁绳器放置到两工字钢上且锁住窄罐旧绳，在快速锁绳器上面各卡一副小板卡，使窄罐固定。然后启动稳车，利用滑轮组向上提宽罐。让宽罐悬挂装置松驰，并使其悬挂装置到达二层平台位置时停止起吊。

4.4 拆旧绳换新绳

把多绳摩擦式提升机的盘形闸全部打开，使滚筒两侧的钢丝绳自由受力，在滚筒下部把旧绳割断。割绳前，留住钢丝绳头，防止钢丝绳突然脱落。由于本次更换钢丝绳时，需更换其所有的悬挂装置，这样就不需要拆除楔形环和抽出旧绳头，直接将其钢丝绳从悬挂装置上口割掉，并利用2＃调度绞车从天轮处洞口向下依次吊离抽去联接销的悬挂装置。

旧绳全部抽出后，倒出绳滚上的新绳，用1＃调度绞车牵引，使新绳从车房下绳孔入滚筒，过滚筒及上天轮后至宽罐，量好尺寸，割去余绳，再分别用1t手拉葫芦将四根新提升钢丝绳在悬挂装置上口位置向下带劲，把新绳头穿过新的悬挂装置的楔形环后锁紧固定，再将新的悬挂装置与宽罐进行连接。

4.5 收旧绳

宽罐首绳连接好后，松稳车使宽罐呈自由状态，开动绞车，慢慢下放宽罐至锁绳器位置，利用内齿轮将快速锁绳器及工字钢挪至宽罐位置的大板梁上，以备窄罐上到上井口时再将宽罐锁住。然后把在多绳摩擦式提升机滚筒下部割断的旧绳拿出并缠在绳滚上（或先临时盘在地面上，待工程施工完毕后再一并回收）。并在松罐前把旧绳从下天轮轮槽中拿出，让新绳进入绳槽。开动绞车、下放宽罐，提升窄罐，使新绳带旧绳上提，上提过程中拆除绳卡，在蹬绳处收回旧绳（或将旧钢丝绳临时盘在地上，等工程完工后再进行回收）。回收旧绳时一定要注意在下天轮平台下层位置利用一钢管搁置四根新绳与旧绳中间，将新旧四根钢丝绳分开，且要固定牢靠，以利用其在上提窄罐收旧绳时破钢丝绳绳劲用。旧钢丝绳绳头需有留绳，防止天轮至罐笼段旧钢丝绳突然下落。

4.6 窄罐锁绳

待窄罐上至上井口后停车，把两组滑轮组挂在窄罐上，同时井口套架上平面用上述工字钢和锁绳器把宽罐固定。然后开动两台稳车上提窄罐，拆除钢丝绳夹，松开新绳，把旧绳从楔形环上方割除，并利用1＃调度绞车将旧绳后留从下天轮上抽出缠到绳滚上。再将旧的悬挂装置拆除，利用小绞车打到地面，根据测量确定罐笼调整位置，把新绳穿进新的楔形环锁紧固定，绳头留1.5m左右，再将新的悬挂装置与罐笼连接一体。松下并拆除滑轮组及钢丝绳套，使罐笼处于自由状态（此操作步骤同上第4条）。再将宽罐上提，拆除上井口工字钢及锁绳器。

4.7 试车

新绳挂好后，即可分别给两侧罐笼油缸打压，将井口周围清理干净，开动绞车，先空载试运转，再进行重载运转。

5 强度校核

5.1 锁绳工字钢选用

本次施工蹬锁绳器的工字钢选用两根I40a，其Wx＝1 090cm3，［σ］＝1 550kg/cm2；罐笼及4根提升绳（含悬挂装置）总重Q＝38.5T，共四个支点受力，则每个支点受力9 625kg；钢梁受力支点间距300mm（绳间距），M＝9 625×30＝288 750kg·cm；［σ］＝M/WX＝288 750/1 090＝265kg/cm2＜［σ］＝1 550kg/cm2故强度足够。

5.2 提升钢丝绳、滑车的选用

此次罐笼提升选用6×37－1770－Φ28钢丝绳，查表得破断拉力P＝50.05t，滑轮组效率为0.87罐笼及尾绳绳（含悬挂装置）总重Q＝38.5t，选用H50×3D滑车，故跑头拉力S＝Q/ng＝38.5/6×0.87＝7.38 t；安全系数n＝50.05/7.38＝6.8＞5，故提升钢丝绳安全可靠。因荷载总重38.5 t，因此选用50 t滑车强度足够。跑头力为7.38 t，则跑头滑车选用20 t，强度足够。

5.3 钢丝绳夹选用

此次施工采用旧绳带新绳方式，在罐笼上方新旧绳连接处，每根绳采用15副Φ40的钢丝绳夹，共4根绳，60副钢丝绳夹。绳夹使用数量的计算：根据《起重吊装技术手册》，n＝T/2Nf2。

式中：T为钢丝绳上所受的力；N为栓紧绳夹的螺帽时，螺栓上所受的力（可根据螺栓直径，查表得出）；f2为钢丝绳在绳夹夹箍上的摩擦系数（取0.2）；此次施工每根钢丝绳受力T＝38.5/4＝9.625 t；Φ40的钢丝绳夹，螺栓直径25 mm，查表得N＝4600 kg；所以：n＝T/2Nf2＝9 625/2×4 600 ×0.2＝5.23，即6个。

为安全起见，按2根绳受力计算，则：

n＝T/2Nf2＝（38 500÷2）/2×4 600 ×0.2＝10.46，即11个。因此，每根绳选用15副钢丝绳夹，强度足够。

多绳摩擦式提升机提升绳更换工作量及难度较大，因为牵扯到安全、施工提前准备工作、以及现场施工的协调等。该方法简化了工序、节省了准备时间，加快了换绳进度，缩短了占用井口时间。该方法已经成功在钱营孜矿副井提升绳更换中得到了应用实践，效果较为良好。

［1］ 本书编委会.煤矿安全规程，北京：煤矿工业出版社，2011.

［2］ 胡志廉.运行矿井提升绳的更换方法［J］.煤矿现代化，2005，（4）：66－67.

［3］ 叶大干，阙胜利，崔建井，等.立井提升绳更换施工技术［J］.煤炭科技，2006，（2）：17－18.

［4］ 祁雪来.多绳摩擦提升机快速换绳方法［J］.煤矿机电，2007，（3）：76－77.

［5］ 岳芹.庞庄矿张小楼新副井提升绳更换施工工艺［J］.能源技术与管理，2008，（4）：104，125.

［6］ 杨文渊.起重吊装技术手册［M］.北京：人民交通出版社，1981.

The Practical Application of an Efficient Way to Improve the Replacement of the Old Steel Wire Ropes

TANG Huai－yong
（Engineering Department of Mechanical an d Electrical Installation，China Coal Construction（group）Cooperation Ltd.，Suzhou Anhui234001）

In recent years，with the rapid increase of the colliery output，the diameter of the pulling ropes becomes more and more enlarged.In addition，during the course of head ropes replacement，the given time is limited，and generally during the time of the entire colliery overhaul.And in the meanwhile，this project has the features of long working time，a large member of workers，great labor intensity，etc.So，it＇s very essential to create a more economical，practical，efficient and easier way to replace the ropes.This is an urgent task that should be paid more attention，related to the collieries＇safe production.This paper produce a new rope－replacing method used in the multi－rope pulling machines in the Subsidiary of Qian Yingzi Collieries，Wanbei Coal－electricity group Co.Ltd.

multi－rope pulling machines；pulling ropes；replacement；construction preparation；construction procedure

TD532

B

1671－4733（2012）01－0009－04

10.3969/j.issn.1671－4733.2012.01.003

2012－01－05

唐怀勇（1986－），男，安徽濉溪人，助理工程师，从事机电安装工程工作，电话：13966153983。