特大型箱形钢结构永久井架安装工艺探讨

张富贵

(西山煤电集团 马兰矿，山西 古交 030200)

特大型箱形钢结构永久井架安装工艺探讨

张富贵

(西山煤电集团 马兰矿，山西 古交 030200)

为了研究特大型箱形钢结构永久井架在安装过程中遇到的各种困难，提出了“万”字式吊装工艺，成功进行了井架的安装，缩短了施工工期，保证了工程质量和安全，节省了成本。

特大型箱形钢结构井架；复杂环境；吊装；万字式

1 工程概况

某矿深部进风井井架安装工程是该矿二水平延深及安全改建工程的关键项目之一。该井架为四斜柱式钢井架，采用多绳摩擦轮、双向提升布置，主要构件采用箱形截面。设计总高度为检修起重平台上平标高+61.000 m；箕斗天轮：上天轮中心标高为+53.000 m，下天轮中心标高为+47.000 m；罐笼天轮：上天轮中心标高+40.500 m、下天轮中心标高32.000 m. 井架柱脚设计为铰接，总重835 t，属于特大型箱形钢结构井架。该井架的结构示意图见图1.

图1 进风井井架结构示意图

2 井架安装中存在的主要困难

1) 深部进风井井筒掘砌正在施工，与矿建队伍垂直交叉作业。井架吊装工程作业的空间范围内，还存在凿井井架、东西提升机房、东西稳车群、地面混凝土搅拌站、散装水泥罐等设施，给正常的安全施工带来很大的困难。

2) 深部进风井井架设计东、西方向为主副斜撑方向，即井架西侧为两主腿，东侧为两副腿。正常施工工艺为井架两主腿组装为一扇，两副腿组装成一扇，但现场情况是井筒东西两侧均被提升机房及稳车群占据，无施工空间，施工现场布置图见图2.

图2 施工现场布置图

3) 井架组装及吊装施工现场为原工业生产场地，矿区主干道、构筑物较多，相对于新建矿井的工业广场来讲，明显的狭窄，不明的施工障碍可能在施工中还会出现。

4) 受场地影响只能利用井筒南北两侧空地组装井架，即为“万字式”，但井架组装面不规则。虽然对原设计进行了修改，但是组装时井架斜撑的上、下两部分依然存在18.48°的夹角。若要保证组装角度的准确，还必须采取非通常的组装方法。

5) 井架分南北，主副腿组成一扇后几何尺寸不规矩，重心不对称，抱杆、滑车组等起吊设施受力不均匀，受力状态不稳定。

3 “万”字式井架吊装施工工艺

针对本工程环境条件复杂，井架大，施工难度大等难点，该矿制定了“万”字式井架吊装施工方案，保证了安装工程的成功实施，主要工艺流程有以下几点：

1) 施工前的准备。

a) 井架基础、稳车锚桩基础施工，平整场地。b) 针对施工场地狭窄问题，对井筒南侧部分道路进行改道，为后期施工留出空间。为保证井架构件顺利进入施工现场，对影响车辆通行的障碍进行整改。c) 确定井架施工期间施工用电方案，提供电源及变压器，形成施工用电系统。d) 井架制作：在制造厂分段进行，运到安装现场后再组装。e) 抱杆起立方案确定：在井架斜撑地面组装的同时，在井口的东西两侧分别组装两座B=1.6 m、L=65 m的起重抱杆。f) 为配合井架安装单位施工，矿建单位在起重抱杆进场前完成固定吊盘、动力电缆落地及保护、锁钢丝绳、钢丝绳落地及保护等工作。g) 布置4台25 t稳车、8台16 t稳车、13台8 t稳车，用于井架吊装施工。同时完成稳车缠绳、滑轮组穿绳等施工。

2) 井架组装。

井架构件按照组装顺序进入施工现场后，在井筒南北两侧进行地面组装，南侧场地组装GZ1、GZ2，北侧场地组装GZ3、GZ4，其中GZ1、GZ4为井架主腿，GZ2、GZ3为井架副腿。井架地面组装基本程序为：构件吊装到位、找正、焊接，其中井架主副腿与铰链连接安装尤其重要。施工过程中，要对构件找正质量、焊接质量进行现场验收。

3) 井架吊装。

a) 起立两座B=1.6 m、L=65 m起重抱杆。

b) 北侧斜撑GZ3、GZ4抬头，与转折点以上部分对接。由于该井架采用“万字式”组装，存在组装面不规则，井架斜撑的上、下两部分存在18.48°的夹角。针对此，井架地面组装工序中，井架斜撑转折点以下部分在地面进行组装，然后利用起重抱杆将转折点以下部分抬头。转折点以上部分地面组装后用300 t汽车吊吊至高约14 m的组装平台与下半部分进行对接，找正后进行焊接。

c) 起吊北侧斜撑。开动4台25 t稳车，利用栓挂好的起重抱杆上的250 t滑车组起吊北斜撑，至北斜撑与抱杆的夹角接近10°时，停止提升；与此同时设在井筒北侧500 t锚桩处的北斜撑主绷绳已经与北斜撑连接好，处于预备受力状态。用抱杆南侧的绷绳稳车做动力，向南牵引抱杆的顶部，使抱杆连同北斜撑向南倾斜，北斜撑接近垂直状态为止。

d) 放倒起重抱杆。以北侧斜撑为基点，用250 t滑车组分别放倒东西抱杆，同时使用东西两侧稳车配合，使抱杆侧向受力，避免抱杆碰触到临时凿井井架，将抱杆放倒在原组装位置，之后组织施工人员拆除运走，现场图见图3.然后矿建单位恢复钢丝绳，确保井筒提升。

图3 放倒起重抱杆现场图

e) 北侧斜撑调整、南侧斜撑抬头。利用井筒北侧4台稳车继续旋转北斜撑，使之到达设计角度，在北侧绷绳及自身重心作用下达到稳定静止状态。然后牵引南侧250 t滑车组，使之与南侧斜撑吊点连接，起吊南斜撑下部抬头至一定角度；利用已经安装好的组装用平台，用汽车吊将已组装好的南侧斜撑上半部分调至组装平台上，完成两部分对接、找正、焊接。现场图见图4.

图4 南侧斜撑抬头与转折点以上部分对接现场图

f) 起吊南侧斜撑。使用4台25 t稳车作为起吊动力，利用250 t滑车组回收钢丝绳，南侧井架斜撑开始缓慢起立，南侧井架在起立到接近垂直位置时，开动南侧4台16 t稳车，收紧南侧绷绳，确保南侧斜撑安全起立。现场图见图5.

g) 南、北斜撑对接。利用4台25 t稳车、8台16 t稳车将南北两斜撑对接，开始找正，找正完成后由测量部门配合验收，达到设计要求后开始焊接。

h) 安装平台栏杆等附属构件。

4 结 论

图5 起吊南侧斜撑现场图

本文针对特大型箱形钢结构永久井架吊装过程中，地面环境复杂，井口场地狭窄、井架组装面不规则等困难，采用“万”字式吊装工艺，很好地实现了井架的安装。实践表明，采用“万”字式吊装工艺，施工速度快、安全，对井口周边构筑物损坏少，节省成本，为企业带来了很高的经济效益。这是在大型机电设备安装中非常成功的一次探索。

[1] 崔碧海.起重技术[M].重庆：重庆大学出版社，2006：39-42.

[2] 樊兆馥.重型设备吊装手册[M].北京：冶金工业出版社，2006：113-114.

[3] 朱甲军.单家村煤矿主井井架安装[J].建井技术，2010,31(2)：67-69.

Discussion on Installation Technology of Permanent Headframe for Large Box Steel Structure

ZHANG Fugui

In order to study the problems encountered in the installation of the large-scale box-type steel structure permanent headframes, the a type lifting technology was put forward, the installation of the headframe was successfully completed, the construction period was shortened, the engineering quality and Safety improved ,and cost also saved.

Large box steel structure head frame; Complex environment; Lifting

2017-04-24

张富贵(1981—)，男，山西祁县人，2002年毕业于山西省煤炭工业学校，助理工程师，主要从事煤矿机电安全工作(E-mail)szp6356@163.com

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1672-0652(2017)06-0051-03