井塔式多绳摩擦提升机快速更换首绳工艺

赵春雷

(北京天地华泰矿业管理股份有限公司， 北京 100013)

0 引言

伊泰红庆河煤矿设计生产能力1 500万t/a，井筒直径9.5 m，主井装备2套西马格特宝公司生产的5.0×6塔式多绳摩擦提升机，提升速度为15.18 m/s，提升高度770.9 m，箕斗自重57 t，最大载重50.0 t，提升周期106 s，采用内装式电动机设计，电动机额定功率为9 000 kW，提升绳为6根50 mm: 6×28TS-NFC B 1770 ZZ/SS型钢丝绳，单根质量10.3 kg/m；尾绳为1根206×33 ZAB 8×4×19-1370、2根216×34 ZAB 8×4×19-1370型扁钢丝绳，单根质量为20.63 kg/m。按照标准《煤矿安全规程》2016版 第四百一十二条规定的要求，摩擦式提升机提升钢丝绳报废标准为2 a，若钢丝绳断丝、锈蚀等相关指标符合要求，可继续使用1 a，因此矿井提升机安全、可靠地更换提升钢丝绳尤为重要[1]。

1 采用换绳车换绳与旧绳带新绳工艺对比

1.1 旧绳带新绳工艺

目前新开发煤矿多为千万吨级立井开拓方式，提升高度多在千米左右，提升钢丝绳直径多在50 mm以上，给高效、安全、稳定更换大型提升机首绳带来难度。此类矿井更换首绳大多仍采用旧的换绳工艺，即旧绳带新绳更换法，就是利用主箕斗缓慢下放，采用旧绳带新绳，下放过程中新绳和旧绳固定在一起，每隔10 m距离绳卡固定，每隔40 m距离用一副长板卡(横担卡)使6根绳同时固定，直至主箕斗下到下井口位置，在井上口从副箕斗上拆除旧绳与相应首挂的连接，同时安装新绳与首挂连接，再反向动车，上提主箕斗，逐一拆除绳卡和长板卡，同时回收旧绳，直至主箕斗上提至上井口，相应首挂拆除旧钢丝绳，连接新绳，如图1所示。

图1 旧绳带新绳更换首绳工艺

采用旧首绳带新首绳的工艺主要缺点是耗人力，与更换首绳相比较，换绳车换绳法时间长；在固定新绳旧绳横担卡时和新绳旧绳固定后箕斗上提和下放时，容易使新首绳损伤，影响首绳使用寿命。

1.2 换绳车更换首绳法

主要是采用YHC型换绳车更换摩擦式提升机首绳。如图2所示，该换绳车装备配套钢丝绳相应尺寸摩擦衬垫夹持首绳，使钢丝绳受力状态与摩擦滚筒相同，保证夹持可靠且不损伤新绳，创新的换绳车液压控制系统，实现了钢丝绳直线连续收放；换绳车收绳、放绳速度与提升机随动且保持一致。采用履带行走方式，就位自如。更换主井六绳塔式提升机换绳过程中保持4根提升绳提升，避免提升机张力超差，保证提升机运行的安全。采用@TT型双码择绳调换智能保护装置配合更换首绳，利用该装置上、下机械手组，可把提升机一侧容器锁绳固定，另一侧容器提起，使得首绳松弛，便于更换首绳时的部分施工流程安全、稳定执行[2]。

图2 换绳车更换首绳工艺

2 换绳车更换首绳工艺步骤

以红庆河煤矿主井1#车首绳更换为例，首先更换1#、6#钢丝绳，然后逐步更换其余4根钢丝绳，如图3所示和图4所示。

1) 停箕斗、断主箕斗旧绳。

(1) 主井1#车副箕斗停井上口，调整各平衡油缸伸出200 mm左右，关闭副箕斗上1#、6#钢丝绳张力平衡装置截止阀，然后主箕斗上提井上口，关闭1#、6#钢丝绳张力平衡装置截止阀。井口YHC型换绳车就位，固定换绳车导向轮[2-3]。

(2) 下放主箕斗至低于井口20 m位置停车。将引绳穿过换绳车，使其与更换旧首绳通过绳卡紧固连接，换绳车收紧钢丝绳，保证绳卡不滑绳。

图3 换绳车更换首绳示意图

图4 换绳车换绳设备布置

(3) 换绳车放引绳，提升绞车以0.2 m/s的速度将主箕斗上提至井口合适位置停车。换绳车以换绳设定张力的1.2倍拉力收紧引绳，检验各连接位置是否牢固可靠。

(4) @TT型双码择绳调换智能保护装置一侧机械手卡住副箕斗侧1#、6#钢丝绳上提0.5 m后，主箕斗侧泄1#、6#钢丝绳张力平衡装置油压，使1#、6#钢丝绳松弛。主箕斗侧安装悬挂固定装置，固定1#、6#张力平衡装置，断1#、6#钢丝绳。

2) 收2根旧绳。

(1) 换绳车调整系统压力，持续收紧引绳，提升机下放主箕斗。

(2) 当引绳与旧首绳连接点到达换绳车导向轮前端时停车，@TT型双码择绳调换智能保护装置机械手卡住主箕斗侧1#、6#提升绳，锁绳，换绳车放松引绳，反向留住旧绳。拆除引绳与旧首绳的连接绳卡，换绳车退出引绳并将旧绳穿入，拆除旧绳的留绳。

(3) 换绳车收紧旧绳，提升机下放主箕斗，换绳车持续收旧绳直至副箕斗到达井上口。

3) 断副箕斗旧绳、翻绳。

(1) 换绳车放松旧绳并反向留住，断开换绳车前端1#、6#钢丝绳，退出旧绳并穿入新绳使其与1#、6#旧钢丝绳连接，新绳捻向与旧绳捻向必须一致。

(2) 断开副箕斗悬挂上方1#、6#旧钢丝绳,固定相应首绳悬挂，换绳车后部收绳绞车旧绳头与副箕斗侧1#、6#旧绳连接。副箕斗下放，换绳车放新绳随动，收绳绞车同时收副箕斗侧少量旧绳。

(3) 新绳过提升机导向轮及滚筒时注意保护衬垫不被钢丝绳卡损伤，当新绳头到达井口副箕斗时停车。1#、6#新绳固定在井上口套架梁上，主井9楼2根新绳脱离滚筒衬垫，并用行车钩头留住这两根钢丝绳。

(4) 副箕斗上提至井上口，直至副箕斗首绳悬挂到达井口平台处停车。

4) 新绳与副箕斗连接。1#、6#新绳分别与对应悬挂连接。车房使1#、6#钢丝绳入主滚筒相应衬垫绳槽，连接好后换绳车收紧新绳。

5) 下放2根新绳。换绳车调定放绳阻力，启动换绳车进入放新绳状态，副箕斗下放，换绳车随动定阻力放新绳。主箕斗上提到井上口时，停车，1#、6#钢丝绳新绳放绳结束。

6) 新绳与主箕斗连接。

(1) @TT择绳调换智能保护装置机械手卡住副箕斗侧1#、6#新绳，并向上抽拉5次，每次油缸上提量在300 mm，使得首绳预拉收紧长度为1 500 mm；抽拉过程中，换绳车时拉紧2根新绳，通过提拉刚放1#、6#新绳，收绳放绳时的松弛量，并对钢丝绳预拉伸，以便6根钢丝绳换绳完毕后，有效减小调绳量[4]。

(2) 换绳车内2根新绳在井口留住并计算出预留连接长度后截断，然后与1#、6#楔形绳环连接，连接后向1#、6#张力平衡装置油缸打压，直至新绳完全张紧受力。

(3) @TT择绳调换智能保护装置机械手松副箕斗，6绳受力后，撤出调绳装置，打开各张力平衡装置油缸截止阀，恢复提升系统，1#、6#2根钢丝绳更换完成。

7) 利用上述步骤依次更换2#、5#首绳和3#、4#首绳。更换其他编号的首绳时，必须注意关闭、打开张力平衡截止阀的编号及调绳装置上提钢丝绳编号。

8) 对罐调绳。换绳结束后，按照实际提煤要求，量取箕斗对应装、卸载位置，进行调绳。

3 两种换绳工艺对比

两种换绳工艺对比见表1。

表1 两种换绳工艺对比

4 结论

红庆河煤矿主井采用换绳车更换首绳，有效缩短了更换时间，在施工中利用换绳车的摩擦衬垫夹持钢丝绳进行收旧绳、放新绳，采用该工艺避免了井筒中卡设长横担板卡、钢丝绳卡的环节，保护了新钢丝绳，避免了钢丝绳可能受损伤的安全威胁，同时利用@TT型双码择绳调换智能保护装置，锁绳、调绳、预提拉伸新绳，使得整个换绳工艺，安全、高效、简捷、紧凑，参与施工人员及换绳时间较以往旧绳带新绳换绳法大大降低，为主井节约了提煤生产时间，该换绳车换绳工艺具有一定的推广价值。