煤矿副井提升系统智能化改造技术的应用研究

胡华斌，王先科

(1.河南焦煤能源有限公司 中马村矿，河南 焦作 454150； 2.河南省煤炭科学研究院有限公司，河南 郑州 450001)

《煤矿安全规程》第386条规定，罐道间隙超标、罐道轨头间隙超标以及罐道磨损达到一定程度时,必须更换。某矿副井井筒装备由于长年使用，罐道锈蚀严重，存在罐道间隙超标、罐道轨头间隙超标、第11棚、14棚罐道梁锈蚀严重，井筒下部原安装的罐道与运行中心线有偏差，罐道磨损超标后造成罐笼运行震动增大等问题，对矿井的安全生产造成很大的威胁，提升故障率高，影响正常提升，不能满足目前矿井生产的需要。

副井提升系统是煤矿系统的咽喉，罐道、罐道梁、罐笼作为副井提升系统的重要组成部分，对副井提升系统的改造迫在眉睫。

1 改造方案

某矿副井主要用于升降人员、提升矸石、下放材料等；副井井筒内现有4趟43 kg/m钢轨罐道，位于罐笼两侧居中布置。由于钢轨罐道经过多年的使用，磨损腐蚀严重，现决定对副井罐道进行改造，将钢轨罐道改为方钢罐道，在原有的3根旧罐道梁上布置2根新罐道梁，新罐道梁的北端采用梁窝固定，中间与旧罐道梁采用设计的U型卡固定后焊接，南端与南侧的旧罐道梁焊接固定，新安装的方钢罐道布置在罐笼进出车侧。

2 罐道更换

2.1 主要步骤

(1)改变井筒内原有的罐道(43 kg/m道轨)布置在罐笼两侧的模式，选用方钢罐道，布置在罐笼两端，采用滚轮替代滑块。

(2)罐道梁的固定，利用了原有的3根旧罐道梁，在其上布置了2根新罐道梁，新罐道梁的北端采用梁窝固定，中间与旧罐道梁采用设计的U型卡固定后焊接，南端与南侧的旧罐道梁焊接固定，固定方式简单可靠。

2.2 注意事项

在罐道的安装与焊接时，应该严格执行《煤矿安全规程》规定。经过缜密研究和论证，该项目在6个月内完成，达到了不停产对罐道进行更换的目的。

3 罐笼更换

作为提升煤炭使用，罐笼是矿井提升中的重要设备之一。罐笼按罐笼的层数可分为单层、双层和多层罐笼。按罐笼的罐道型式可分为钢丝绳罐道罐笼和刚性罐道罐笼2种。该矿将使用新的单层钢丝绳罐笼，如图1所示。

图1 单层钢丝绳罐笼的现场示意Fig.1 Site schematic of single-layer wire rope cage

3.1 施工前准备

①确定施工方案;②准备工器具及材料，如钢丝绳扣、手拉葫芦、卸扣等; ③清理副井井架附近施工现场;④清挖副井底罐座；⑤准备φ21.5 mm钢丝绳30 m，液压张紧装置4套。

3.2 施工步骤

(1)拆除第一条罐道绳并固定一井口安装液压张紧装置:罐道绳上端固定在液压张紧装置上，一罐道绳固定在井底罐座上，一罐道绳张力调整[1-2]。

(2)更换时，把北罐笼上提到井口，用4根5 m长的工字钢把罐笼托住;同时应将另一边井口用木板绷实;由机电队负责拆除罐笼上的钢丝绳绳套及防坠器;然后，利用导链拉住罐笼底部，把罐笼向西方移动，同时，慢慢下放绞车，使罐笼平放在井口位置。拆除罐笼上的连接装置，在连接装置拆除前，应在井架上对主钢丝绳进行固定，以防拆除连接装置后钢丝绳拉出天轮。

(3)用导链把旧罐笼拉到密闭房出口处，由铲车配合将旧罐笼拉出密闭房，运至机修车间空闲地方[3]。

(4)新罐笼由铲车配合运进密闭房，然后用导链把罐笼拉到井口安全门处，开始与连接装置进行连接;随后慢慢开动绞车，使用导链配合，利用绞车将罐笼提起。

(5)校对并安装东北及西北角的罐笼制动绳，在调整制动绳时，应把提前测量数据与更换罐笼的实际数据现场进行核对，严禁盲目施工造成罐笼不能正常运行[4-5]。

(6)安装绳套及防坠器，由现场负责人进行确认后，方可对罐笼进行空载试验。GB 16542—2010《罐笼安全技术要求》对罐笼的安全运行有详细的规定，这里不再赘述。

4 罐笼试运行注意事项

(1)检查主绳。确保主绳完好，没有断绳、断丝现象。

(2)检查罐笼。检查罐笼、主体板架连接是否牢固;确保罐笼与钢丝绳的连接组件齐全、无变形、裂缝;确保罐笼内装置齐全;各部位连接螺栓、平垫以及弹垫齐全,螺母无松动现象。

(3)检查防坠器。检查防坠器各部件是否完好,连接是否牢固;检查防坠器各组楔盒内楔子与楔背的滚道间及滚栅处是否润滑(若不润滑，应涂满油脂) ;检查防坠器各组楔盒中心线是否与罐笼中心线平行，是否同罐笼两侧的间距相等;检查防坠器各组楔子露出的长度是否一致。

5 改造内容及创新点

(1)对罐笼、罐道进行了改造，更换2台配套的新罐笼。

(2)实现了不停产状态下更换改造副井罐道。井下提前准备材料；合理调配劳动组织，改3班8 h制为2班12 h制；通过对旧罐笼改造、安装施工平台、加装临时罐耳和罐道过渡头等有效措施，即确保副井安全上下人，又保证更换罐道的施工时间和进度。用时短，在不停产状态下，罐道更换改造工程仅用时15 d;原定停产6 d，按照新方法不停产施工，6 d可以产出煤1.2万t，减少损失720万元。

6 结语

中马村矿副井罐道改造工程在不影响矿井正常生产的情况下，将使用的钢轨罐道两侧布置改为方形钢罐道，罐笼两端布置。完成了新罐道梁的安装、方形钢罐道安装、旧钢轨罐道拆除、更换2台新罐笼、提升系统试运行等工作，消除了影响提升安全的隐患，改善了提升系统的运行状况。