煤矿主提升机平衡尾绳更换工艺研究

龙新平

（潞安化工集团五阳煤矿， 山西 长治 046200）

引言

潞安化工集团某矿矿井具有半径为3.75 m 的井筒，使用两套提升设备（双钩箕斗提升系统）来进行工作，矿井井道高412.76 m。为了满足配套需求，准备了相应的主井提升机房，机房内包括2 套多绳提升机，型号为 JKMD-4×4 （Ⅲ）E 型，内部电机为TDBS3000-24 型，此交流变频电机功率为3 000 kW。为了保障其使用的安全性，采用了西门子的多通道液压制动系统。主导轮和调节方向的天轮直径都为4 m，其具有10.47 m/s 的运行速度。与提升机配套的平衡尾绳种类为扁钢丝绳，每套提升机设备包含两根钢丝绳，质量为11.2 kg/m，宽157 mm，厚25 mm，其强度极限为1 370 MPa，最小拉力需达到1 670 kN 才能避免钢丝绳破坏。

1 施工准备

1.1 矿井提升机尾绳更换工艺

1.1.1 施工方法和工具准备

更换平衡尾绳前，需要进行一系列的准备工作，确保工具齐全，考虑好选用什么方法施工。为了满足在施工过程中的速度和质量，前期的工作要准备充足，防止在工作过程中由于准备不足而无法继续开展工作。在开始前，首先对钢丝绳外观和长度进行校核，检查好新的钢丝绳是否按照规定缠好。各两份的氧气、乙炔、风动扳手及其配套风管。另准备手拉葫芦、钢丝绳套、两条长吊装带、10 副尾绳板卡、2 副带吊环的专用板卡及螺栓。考虑到在作业时，为了操作方便，需要准备10 块60 mm×300 mm×2 000 mm 木板来进行搭设井筒平台。另外，为了操作时的沟通和安全，需准备专用的通信设备进行通信，准备报警装置防止意外。在进行作业前，作业区周围的煤矿需清除掉。在专用的尾绳更换巷道内，保持一定的距离[1]。

缠绳车在进行工作前，先确保电机正常运转，制动系统正常制动。检查完毕后给缠绳车上电，准备好扳手、大锤、撬棍等工具，并把缠绳车运往专用巷道。尾绳更换时，拆除旧绳更换新绳，同时进行旧绳的回收。

1.1.2 尾绳更换基本方法及基本要求

尾绳在进行更换操作时，将新钢丝绳顺着压绳器和导向轮的通路中穿过，之后再穿入箕斗，在新绳的一端和旧钢丝绳的一端连接。新的钢丝绳一端向下，用木板来置于磨绳的下方，压绳器置于新绳的上方压牢，然后操作人员来进行调节下放运行速度。提前做一些记号，帮助在下放时更准确地定位。尾绳在下放中不能发生出现反面的情况，为了实现目标，要检查连接尾绳的板卡接触是否紧实，螺栓的上紧也要检查，最好留有两个左右适当的螺距。各个板卡需留有一定的距离，第一个板卡与边缘的距离50 mm，最后一个板卡距离钢丝绳端300 mm，中间间距均匀分布。在换绳的过程中，提升机与缠丝绳车一起启动，所以提升机电机的速度应与缠丝绳车的速度相同。为了保证操作者的安全，在司机进行任务时至少需要一名其他工作人员看护。

1.2 所需材料

调度绞车两台，100 m、12.5 mm 直径钢丝绳两条，配套钢丝绳套 5 个，风动扳手，梅花扳手 4 个，5 t、3 t、1 t 手拉葫芦各两台，12 号铁丝 50 kg，5 t 起吊带两条，12 号 U 形环 10 个，5 t 滑轮 2 个，氧气乙炔瓶 10个，3 号氧气乙炔带 2 条，3 号割嘴 20 个，GO1～100割枪 4 把，1.5 m 撬棍 3 根，10 号 6 m×2 m 工字钢两块，3 000 mm×300 mm×42 mm 木板 8 块，100 mm×2 500 mm 圆钢，对讲机 4 个，尼龙绳 20 m，157 mm×25 mm 板卡 4 个。

1.3 准备工作

将准备材料顺着副井往下运送，工作人员将其移动到主井装载室内。将新尾绳的绳盘找出，放置于三角支架上，把其固定于装载皮带机尾部后10 m 远的地方，三角支架可通过地锚来进行固定。然后将绞车运到皮带张紧油缸后一侧，并通过螺栓固定防止溜动。导向托辊放置在离井筒半米远、又沿皮带中间通道的位置并进行加固；对搭建的主井平台进行整理，清除提升系统中的灰尘煤渣，地面浇水保持湿润。在更换作业前，在周围适当设置警戒线，防止非工作人员进入作业区；用木板和工字钢搭建平台时，为了保证安全，使用多道铁丝进行绑紧。

2 工艺流程

本工艺主要包括以下两个工艺流程：旧绳回收和新绳上提。第一步是利用绞车将北箕斗向上拉升，拉升速度为0.2 m/s，同时还要将南箕斗下放至距离工作台2 m 处；第二步需要对北箕斗的绳尾进行标记；第三步需要将南箕斗向上提升到尾绳轮上方1 m 处，同时下放北箕斗到上一步所做的标记处；第四步需要在尾绳轮上沿着之前所做的标记截断北箕斗的尾绳；第五步需要利用绞车调整南北箕斗的相对位置，使南箕斗位于北箕斗的上方，此时它们的尾绳应该处于同一高度，关闭绞车；第六步需要将回柱绞车的钢丝绳与南箕斗的尾绳末端连接，同时取下旧尾绳，换上新尾绳；第七步需要在南箕斗尾绳换好后，再将回柱绞车的钢丝绳与北箕斗的尾绳末端连接，然后将调度绞车的钢丝绳与南箕斗的新尾绳末端连接，将其提升到井口，穿过导向孔，同时控制调度绞车和手拉葫芦，将新尾绳正确的固定在尾绳悬挂装置上。图1 为新尾绳的导向示意图。

图1 新绳穿过导向托辊

完成上述工作之后，通过绞车控制提升南箕斗，下放北箕斗，利用同样的原理取下北箕斗的旧绳尾，然后新绳随着南箕斗一块向上提升；绞车将北箕斗下放至一预定位置上时，将北箕斗的旧尾绳取下来并进行回收，从绳头处截取90 cm 的新尾绳，把新尾绳一端穿过送绳小车的滚筒，操控滑轮以及调度绞车使尾绳穿过导向孔，提升至一预定的平台上，图2 是它们的连接与相对示意图。然后为了使新尾绳连接到北箕斗的尾绳悬挂上，需要调动调度绞车，绞车将送绳小车传送到尾绳轮平台位置，放下新尾绳的一端；控制绞车提升送绳小车，当其到达导向托辊的位置时，拆除小车的滚筒与导向托辊的托辊，将新尾绳正确下放至井筒内部；同时控制调度绞车和手拉葫芦，将新尾绳正确的固定在北箕斗的尾绳悬挂装置上，完成全部工作。

图2 新尾绳与调度绞车连接

3 注意事项

3.1 高空作业

高空作业由于施工位置高，危险系数大，因此必须要保证工作平台的结构牢固可靠，稳定性强。本作业平台选用工程钢板工字钢与高强度木板进行搭设，利用高强度扣件完成主体钢材的搭接，在其上铺设木板，木板通过铁丝固定在架子上，防止踩偏可能引起的木板倾倒、翻转；作业人员进入作业区，必须时刻戴好安全帽，穿好工作服，系好安全绳，施工之前必须进行例行检查，发现问题必须停工维护；对于施工细则，参照国内同类高空作业作业规范进行约束[2]，例如严禁抛掷作业工具、收工清理工作平台、清点作业工具等。

3.2 起吊作业

由于起吊作业工作范围大，内容繁琐，各个部门需要其进行物料的传输，所以起吊作业必须设立专人负责，严禁嬉笑打闹。在进行作业时，必须确保工作斗下无人，工作斗连接牢固，工作区间无遮挡物，指令清晰，目标明确。使用手拉葫芦进行起吊作业时，必须要保证悬吊梁的强度足够，结构可靠，稳定性强。具体操作时，应该双手拉动小链，尽量保证迅速提升或下放，尤其在下放过程中不得松开双手使其自由下落，在接近地面时再猛地拉住；起吊重物需要悬停时，应该做好固定措施，人不可长时间处于拉持状态；起吊前应该做好检查工作，确保各机构都能够正常工作；起吊时，应该逐渐绷紧绳索，在重物脱离地面时，要观察重物是否倾斜，是否会发生翻转，捆绑是否牢固，若是存在问题，应立即停止吊运，将物体放回原处进行处理。

3.3 井筒作业

在进行井筒作业时，需要在以井筒为圆心，10 m半径范围内、井底装载室门口以及井底撤煤巷道20 m范围内设立警戒线，并确保时刻有人看护，禁止无关人员进入施工场地；周期清理井筒套上的浮煤和巷道的煤尘，保持地面的湿润以减少煤尘的积攒，降低空气中可吸入颗粒物的数量，保证工人的安全，降低尘肺的发生概率。

4 结语

本文参照具体工作情况，对某集团矿尾绳的更换工艺进行了优化，提出了一种新的尾绳更换方案。本方案较传统的尾绳更换方式不仅节省了大量时间，而且操作简单、结构可靠、效率更高、费用更低、适用范围更广，对于工人的技术要求更低，更加安全可靠。对于同类的井下施工，可以将本方案作为一个参考。