煤矿井架安装中箱形钢结构工艺研究

郭科峰 李清

摘 要：自从上世纪八十年代以后，我国大部分煤矿生产均普遍采用了箱式钢制采煤井架；因为其构造繁杂、自重大，组装困难度和操作标准较严。紧密联系中煤开采企业最近几年在箱式钢质井架组装过程中的操作经验，阐释一下此类井架的多项组装工艺。

关键词：箱式钢质井架；安装技术；实践操作；工艺

箱式钢质煤矿井架被广泛应用于着陆型多组绳索摩擦轮和独绳环绕型绞索车的矿井提升方式，依照井架功能及提升设备的台数，可将其区分为L式构架和A式构架等。L式构架是由斜型架及立型架组装而成，A式构架由主、辅斜型构架及立式构架组合而成，其中斜型构架呈现出由钢板焊成的同断面及异断面的箱式构体，立型构架呈立体桁式架组合形式，高低天轮和承重横梁设置在斜型构架上，立式架中设置稳罐通道及阻撞横木等。由上世纪八十年代开始，我们煤建企业曾承建了我国数座大型煤矿采煤井箱式提升架的安计安装工程。

1 箱式矿井提升架的构建方案选取

箱式钢制矿井提升架的设计安装工艺，现阶段一般都选取依托桅杆提升法进行施工作业。桅杆法提升又可划分为单体桅杆及多组桅杆两种操作方式，且可细分为“半体翻转”、“整体翻转”和“滑动起吊”等数种方式。在确定施工操作工艺时，须由井提升架的构成、品质、工地作业条件、作业安全规范、施工操作设施及施工周期等项要素上实施整体平衡分析，编制出科学的操作工序。下面阐释一种井架的構建工艺，其是依据实际的作业环境而拟定出来的。

2 箱式井提升架的组装工艺

2.1 井提升架的制作和工地组装

遵循前煤炭工业部制定的矿山工程建设行业规范，并依照钢构架组装工艺标准，特别编制出“箱式钢体井提升架制造安装质量基准”（本厂级执行标准）和“焊接工序操作卡”，以此作为本企业安装加工、工程验收的工艺基准。设计安装的矿井提升架须经过相关的各道环节检验，先在本厂内进行提前组装并达到合格标准，且拿到产品出厂检验合格凭证之后才允许其出厂。矿井提升架的工地组装须依照提升工艺的指标要求实施合理设置，立型架须确保其结构中的各个断面各项参数和螺栓结构紧固标准规范；斜式井架须在满足各处立体结构尺寸、水平程度和焊缝技术指标等满足规定要求之后，把各衔接处焊缝实施点式焊接，尔后再依照“现场作业操作票”规定实施打磨之后再开始焊接，而且再通过X光及透视检验，以便切实达到焊接要求。

2.2 L式矿井提升架的吊装工艺

依照L式矿井提升架的功能特点和工地组装设置，在矿井主体井提升架及辅助井提升架的现场作业过程中，选取了“斜型架及立型架以垂直形式安装（顺井体轴心呈垂直线型布置），两个提升架分别各用1条桅杆单独控制，采用半体翻转工艺须首先竖立起斜型井架，之后再竖起立架”的安装工艺。此类工艺的特点为，斜型架与立型架的安装和进行吊装操作的准备环节一同实施，而且在其竖立过程中彼此不相影响，其两个井架进行竖立操作的时间连续性强，操作连贯。

其中在某一煤矿的主体井提升架安装过程中，因为受到选矸楼体空间位置的限制，把它和井轴线以成3°夹角型安装（让其一支脚落在基础之上，另外一只脚处于基础之外2m半区域）。基于此，在斜型架支腿部位安装柔式拌腿结构，而且在需要产生位移的斜型支脚底端安装滑型通道；在斜架吊装开始时，须先缩回拌腿结构，在其顶端高于选矸楼顶端时，终止提升，重新设置拌腿式滑动装置，让斜型支架旋转支腿到预订部位之后，再重新实施提升操作。

某一矿井辅助提升架的安装，因为所预定的时间非常紧迫，出于不挤占井口的目的，实施了先在工地之外进行整体组装。在进行井架竖立作业之前再把斜体支架及立体支架平行移动到井口部位，它们都运用钢型铰链和锁口横梁跟地面基础相连接。矿井提升架的精准设置须重点调整斜型架天轮运行平台的中心点偏差，其测量过程是：在斜型提升架竖立起之前首先设置好天轮运行平台的中心点并利用油漆做好标记，当立体支架竖立起来之后再松开斜体支架实施合拢式衔接，尔后利用经纬观测仪由四个方位进行观测并做好标记。而且之后再依照地表面上设置的基桩部位，依托精准布置，让其偏差限制在0.6/1100H（其中H是地表面到天轮运行平台的高差）范围之内，最高不大于16毫米界限内。

2.3 A式井架的吊装方法

A式井架有4条支腿，其结构尺寸和质量均较同规格的L型井架大。在梁家矿主井架和陈四楼矿副井架的施工中，根据不同的现场条件，采用了不同的吊装方法。

施工方法为“半翻转”与“滑动提升”相结合，即将主副斜架按平面位置对头组装，立架在其垂直方向上同时组装，采用双桅杆半翻转法先竖立主斜架，再用主斜架滑移提升副斜架，空中对接后放倒桅杆，最后再用斜架扳立架，主斜架和立架均采用铰链固定。桅杆竖立时，先用1根辅助桅杆竖起1号主桅杆，再用1号主桅杆竖起2号主桅杆。

3 结语

综上所述，煤矿井架安装中的关键控制要点包括：①箱型井架的安装，方案选择是关键，合理的施工方案对安全施工、缩短工期、减少高空作业及提高工程质量具有重要意义。②吊耳及铰链的使用，改进了施工工艺。起吊采用刚性吊耳和销轴，能避免绳套捆绑容易滑动、产生死弯及易折断而造成事故等问题，滑车通过卸扣和销轴相连，拆装方便。③平衡滑车的应用，对解决提升系统多组复式滑车间的受力不均起到了关键作用，保证了井架、桅杆和提升稳车间的受力均衡。

参考文献

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[2]邱跃勇，耿业强，李绪涛，等.荣华立井主井井架安装[J].江西煤炭科技，2013，（2）：21-23.

[3]杨念海.提高箱形井架安装速度的新工艺[J].建井技术，2005，（1）：18.

（作者单位：中煤第五建设有限公司第五工程处）