煤矿用多绳摩擦式罐笼换绳工艺的研究

白旭东， 李博强

（山西新景矿煤业有限责任公司， 山西 阳泉 045000）

引言

目前由于煤矿开采深度越来越深，多绳摩擦轮提升技术逐渐被广泛应用，主钢丝绳的安全应用是这一技术、投入生产的关键一环。钢丝绳的要求与标准必须明确、严格，由于摩擦式提升机的载荷量呈逐渐增大的趋势，故主钢丝绳的直径和长度朝着向粗向长的方向发展，如果钢丝绳的断丝、锈蚀情况不符合《煤矿安全规程》的要求，就必须更换，否则会影响到提升机的安全运行，进而影响煤矿安全生产。如何安全实施换绳施工成为实践开展过程中一直探讨和关注的问题。

1 换绳工艺的发展历程回顾

1.1 旧绳带新绳

当一根旧绳使用时间达到了应用年限后，便需要更换新绳。将罐笼固定，使钢丝绳不再受力，用强力绳卡将旧绳与新绳卡在一起，旧钢丝绳依靠自重带动新钢丝绳移动，经过提升机、导向轮后进入井筒，到达井底后，割断旧绳，将新绳接入提升容器的楔形绳环。在井口将新绳割断，接入井口罐笼的楔形绳环，最后将罐笼固定设施拆除由新绳承担负荷，这项工艺的重点是调整好各根钢丝绳的受力平衡，用时较短，也不需要太多的施工人员上场，但是花费的成本相对多很多，过程也不是很安全，调整各个绳子之间受力的这个过程也很复杂。

1.2 同步入出

也被称为钢丝绳进和出的同步技术，该技术同样也是换掉旧绳，不过是在井口处将其割断，之后连接上新钢丝绳需要一个专用的旋转环来配合施工，新绳进入这个系统之后，旧绳同时退出。这一技术总体来看比较简单，也不需要太多的装备，但是工时较长，危险系数较高，施工设备用的卡子和旋转环儿价格贵，施工成本高，设备不能二次使用。

1.3 更换车单绳

井口处设有专用换绳施工平台，通过这个台子，新绳可直接放入井筒，而旧绳也可同步上提回收，这个过程类似于四绳摩擦式提升机，该设备会循环两次完成钢丝绳的更换工作。该技术与第种工艺一样，施工人员少，施工难度小，缺点是施工时间较长，会妨碍后续生产工作的顺利开展，施工成本较高，设备很难实现同时换绳，很容易出现不平衡的现象。

1.4 更换车多绳

车多绳更换的施工原理与车单绳相像，施工难度小，主要工序在地面上进行，连接好井下设备，拆掉尾绳连接的设备就可以进行施工。该工艺无论是直接较大的淋水井还是深井都可以应用。但该工艺还有两个缺点：一是没有相应的保护设备。只有用工具固定新绳，已进入井筒的新绳才能进入，二是钢梁和到绳轮的契合度决定了轮轴强度，需要反复调整钢梁和绳轮的契合度[1]。

以上四种换绳工艺，各有优劣，但共性问题是要依次经过导向轮和提升机，实践起来速度慢，效率低，需要进一步完善和改进。

2 多绳摩擦式罐笼换绳工艺

2.1 基本方法及原理

在上述几种传统换绳工艺的基础上，山西新景矿煤业有限责任公司通过优化和试验，摸索出一种新的工艺——多绳摩擦式罐笼换绳工艺，其基本方法及原理如下：

先通过设备将新绳绕过提升机的天轮，待新绳到达井口之后将其固定好，再用腹钩将钢丝绳牵引住，不出井筒内部便可将钢丝绳放至井底。待这一步完成之后，在井底进行更换窄罐笼钢丝绳绳头的施工。对于刚安装好的新钢丝绳，可用其中的一端环绕天轮和主导轮，这样就可以在井口对住主钩。上述工序完毕后，利用窄罐笼，将旧绳从井筒里带出，同时换好新绳。

施工人员如果运用这一技术进行换绳,就可以直接在井口施工,不用下井,具有安全、效率高、各项成本小、稳定性能好等优点。

2.2 具体换绳步骤

1）安装好新绳的各个部件，包括绞车和滑轮的部件。纹车的工作性能一定要核查仔细，这对后续工作有着很大影响。

2）将新绳向对应的主导轮处牵引，找到主导轮的出绳口和旧绳位置，在慢速状态下检修绞车流程，完成后便将窄罐笼移动过来，找到之前标记好的地方。旧钢丝绳起到牵引的作用，可将新绳牵引至天轮部件处。施工人员要遵守要求，依次拆掉下锁设备，即用于更换新钢丝绳的部件，下锁设备就可以将新钢丝绳和旧钢丝绳锁起来，牵引至井口工作平台，之后固定在钢梁上，确定固定牢靠，这样慢速绞车才可以顺利运行。

3）罐笼不再继续运行后，把新钢丝绳锁在窄罐笼附近，缓慢下放罐笼。在这一过程中，旧绳就可以牵引新绳一起下放，并且井筒里也能做一系列如下放处理的工作，这些步骤都要搭配着卡锁进行，否则在更换过程中新绳和旧绳会出现交缠的情况。

4）工字钢可以在窄罐笼到达井底时将其锁紧，这样锁紧的方法同样适用于下天轮和旧钢丝绳。施工人员所在井口的位置要基于新绳伸出去的长度来拉住手拉葫芦，人工完成上提罐笼设备的任务[2]。

5）各种绳环、旧绳头，包括窄罐笼与新绳都要在井底连接好。地面施工人员必须把新绳拉出来从绳盘上部，这样旧绳就可通过宽罐笼中的连接位置取出一边的绳来与新钢丝绳绳头衔接。依赖慢速绞车，用慢速绞车拉出需要的绳头。

6）手拉葫芦等设备需要拆掉，在拆掉这一设备之后，就可以继续把窄罐笼向上提，操作完成，拆掉井口安好的工字钢。该工序重点是，一定要连续向上拉这一设备，不能间断，拉至地面后再拆掉各个设备如钢丝绳，罐笼。

7）工序图如图1所示。

图1 工序图

3 结语

新设计的换绳工艺，操作步骤较简单易学，且效率较高。在实践中要注意用导向轮更改方向，避免出现由于导向轮弯曲半径小而可能造成钢丝绳压力过大的现象。必须要安装卸载钩头去连接新绳和旧绳，才能下放，两根钢丝绳便能同步旋转，不受外力影响，从而达到减小自身压力的目的，使钢丝绳更耐用、持久，在使用时间内不易损坏，降低工业成本。