煤矿井筒机械安装技术分析及维护策略探究

朱小娟

（平煤神马建工集团有限公司安装处，河南 平顶山 467000）

0 引言

我国是一个煤炭大国，拥有丰富的煤炭资源，在长时间的开采过程中，煤炭开采的深度正在不断增加，这在一定程度上带来了煤炭开采工作的安全风险。目前，煤炭开采安全事故时有发生，因此需要运用更加先进的技术融入到煤炭开采之中，从而有效降低煤炭开采过程中产生的安全隐患，提高煤炭开采的效率和质量，确保煤炭开采过程中各项机械设备能够满足生产需要，保证工作人员的生命安全，维护煤炭企业的财产安全。

1 煤矿井筒机械安装技术分析

1.1 防松螺母的应用

在传统的工作模式下，煤炭企业在进行固定管道时，一般会采用尼龙螺母或者变形螺母，但是在实际的工作过程中发现这两类螺母的固定效果无法达到预期，会给煤炭开采工作带来一定的安全隐患。因此，通过防松螺母的应用，能够有效改善这一情况。防松螺母在牙根处设置了一个有效的楔形斜面，这样就可以确保螺栓牙尖能够要精准地与斜面契合，从而将斜面紧紧的顶住，避免被固定的设备出现松动的情况，比普通的螺母拥有更好的防松效果，能够避免矿山立井井筒设备在安装的过程中出现严重的安全问题[1]。普通的螺母在进行紧固之后，根据受力分析的相关研究，螺母的前两牙都会承担总负荷中至少80%以上的压力，而其他牙的螺纹面则无需承担如此大的压紧力，并且承担的力会逐渐减少[2]。如果在这一过程中存在其他负荷对螺母的冲击，例如横向脉冲负荷、震动负荷等，这会导致螺纹紧固件的紧锁力不断减少，如果没有采取有效措施进行处理，就会导致螺母脱落的严重问题，给井下施工带来严重的安全隐患。但是防松螺母能解决这一问题。将防松螺母拧紧之后，其自带的楔形斜面能够和螺栓牙顶螺纹线实现紧密的卡合，并确保螺纹线的全部长度都在紧锁力之下，同时能够在楔形斜面上施加法向作用力，从而让螺栓轴保持在600°的角度上，弥补了普通螺栓的缺陷[3]。因此，在矿山主井管道的工程中利用防松螺母进行固定既能够有效提高工作的质量和工程的质量，确保煤炭开采工作的顺利开展，又能够减少后续的维护和管理时间，提高煤炭开采工作的效率。

1.2 煤矿井筒检查施工技术的应用

这项技术是通过在井筒上钻孔的形式来对煤矿井筒做挖掘的各个地点进行检查，分析这些开挖地点的岩土物理力学特点，评估开挖地点的地层构造，预测开挖地点的地下水存储量，从而为后续的煤炭开采工作提供有效的数据参考。作为一项内容十分复杂的工作，针对不同地点的开挖要求，需要运用不同的检查手段进行仔细分析，并根据开挖地点的特性提出相应的检查需求。具体来说，主要包括以下几点：

（1）在进行孔斜和取心的工作时，如果取孔的地点位于开挖地区的不同地层，那么就应该根据不同的要求进行处理。例如，如果取孔的地点位于第四系地层，那么就应该用单动双管钻进行取孔，钻头长度以6 m为宜，同时应该使用复合片钻头进行钻进取心，确保采样率能够达到相应的标准，一般情况下应该不低于70%，以此为之后的煤炭开采工作提供有效参考。

（2）如何在基岩地层进行取款活动，通常会使用金刚石单动单管钻或金刚石单动双管钻，这主要是由于基岩地层和第四系地层现在明显的差异，通过有效的工具应用能够使地层的采样率达到80%以上[4]。需要注意的是，在进行钻孔取心的工作时，需要准确掌握倾角和地层印度之间的相互关系，从而合理设置钻头的压力以及钻头的转速，从而保证孔斜能够控制在合理的范围内，使工作的效率能够得到进一步提升。

另外，根据相关调查研究显示，无论是第四系地层还是基岩地层，都呈现出松散性地层的特征，因此在进行泥浆配方的制作时，需要进一步提高配方的相关要求，才能够确保填充工作的顺利完成。人们需要重视不同地层的泥浆配比方案，根据第四系地层和基岩地层的不同特点对泥浆配方进行合理调整，例如第四系地层的泥浆比重为：1.10~1.15，黏度应该保持在30~40 s，失水量应该在每半小时8~20 mL；而根据基岩地层的特点，泥浆比重应该在1.05~1.08之间，黏度应该保持在25~30 s，失水量应该在每半小时8~12 mL[5]。

2 煤矿井筒施工设备的管理和维护

2.1 凿井井架的管理和维护

煤炭企业在进行凿井工作时，为了能够顺利提升和悬吊掘进所需要的各种机械设备，需要搭建起良好的凿井井架。在完成相应的井筒建设工作后，需要将井架进行拆除，然后重新安装永久性的井架，确保挖掘工作的顺利进行。

目前我国煤炭施工中最常见的井架为亭式钢管井架，这种井架具有较强的稳定性，四面的稳定效果基本相同，能在井架的四周进行各类地面提升绞车和天轮的有效布置。传统施工中常见的三腿式凿井井架和亭式钢管井架相比，稳定性相对较差，在施工过程中存在一定的安全风险。在完成亭式钢管井架的布置后，煤炭企业还需要定期对井架进行有效的维护，安排专业的工作人员定期在井筒中进行巡视检查，查看井架基础是否出现问题，对井架进行有效的测量和观察时，查看在地表上是否出现较为严重的沉降问题。

同时，工作人员还需要检查井架是否存在开裂的情况，也需要查看井架的地脚螺栓是否存在损坏或锈蚀的情况，从而及时发现问题并采取有效的策略解决，避免小问题变成大隐患，给后续的煤炭开采工作带来严重的影响。工作人员还需要对井架进行定期的防腐处理，并确保井架的焊接缝保持均匀且焊接牢固，针对一些存在开裂或不稳固的焊接点，应该及时采取有效措施进行补焊，以免给井架的使用带来更为严重的问题。工作人员还需要定期对连接螺栓进行紧固或者直接更换，确保连接螺栓具有较强的承受能力，避免井架出现松动的情况。除此之外，工作人员还需要对天伦轴承定期进行注油工作，确保轴承的润滑效果达到使用需求，为煤炭开采工作的顺利开展奠定良好的基础，提高井架的使用效率和使用质量。

2.2 凿井工作盘的管理与维护

在进行立井施工的过程中，凿井工作盘是必不可少的重要机械设备，是提高凿井工作效率的重要助手。凿井工作盘的组成相对比较复杂，包括吊盘、固定盘、封口盘等，这些不同的盘根据具体的工作内容有不同的使用方向，一般情况下是钢结构。在对凿井工作盘进行管理和维护的工作中，主要是对工作盘进行定期的维护工作，并仔细检查工作盘中的相关元件连接情况，确定工作盘在工作的过程中没有出现变形或开裂的情况。工作人员还需要对工作盘的焊缝进行仔细的检查，确保焊缝分布均匀且焊接牢固，如果在检查过程中发现了不稳固或者开裂焊接点，要及时采取有效措施进行补焊。工作人员要定期检查连接螺栓，并及时将工作盘上松动的螺栓进行紧固，对于已经失效的螺栓应及时更换，确保螺栓能够承受较大的压紧力，以便提高工作盘的使用安全性。

2.3 钢丝绳的管理与维护

根据具体的工作需求不同，钢丝绳也会存在一定的差异。目前，煤矿井筒所使用的安全绳种类相对较多，依据不同的工作需要来确定具体的安全要求，从而确保钢丝绳的选择科学合理且能够有效控制材料成本。因此工作人员在选择钢丝绳之前，需要对煤矿井筒的作业情况进行仔细严格的调查和分析，了解不同的施工要求和施工流程，审核煤矿井筒作业中所使用的各类机械设备，随后对各类机械设备的自身重量和荷载力进行评估，以便更加准确地进行受力分析及计算最大荷载力，再以此为依据选择合适的钢丝绳，确保钢丝绳能够满足作业的基本需求。

在对钢丝绳进行管理和维护的过程中，工作人员应该时刻检查钢丝绳的荷载情况，并且严格禁止使用钢丝绳承载超过负荷的重物，禁止在冲击载荷下使用钢丝绳，要确保钢丝绳一直处于较为稳定的工作速度之下，才能够保障钢丝绳的使用安全。

在使用钢丝绳的过程中要注意检查荷载物品的形状，避免钢丝绳和尖锐的物体直接发生接触。同时，工作人员要时刻检查钢丝绳的状态，避免钢丝绳在使用过程中出现扭结的情况。如果发现了这个问题，应该立刻将钢丝绳抖直，避免在后续的作业中出现严重的安全问题。工作人员还需要及时检查钢丝绳所用的滑轮和滚筒，避免滑轮和滚筒上出现较为尖锐的物体钢丝绳造成严重的磨损。

工作人员需要对钢丝绳进行定期的维护，用润滑油定期对其进行保养，如果钢丝绳出现了断绳的情况，应及时检查断绳处的情况，并分析造成断绳的原因，同时根据相关的使用说明将断绳更换下来，采取有效措施处理造成断绳的相关因素，以便进一步提高钢丝绳的使用寿命。

在使用安全绳的过程中，工作人员还应该进一步加强安全管理，熟练掌握相关的安全操作规定，严格遵循安全操作的流程进行使用，严禁在钢丝绳的使用过程中无关人员在工作区域走动。另外，企业还应该进一步加强对工作人员的培训和教育，确保每一个操作人员拥有熟练的操作技巧和安全意识，能够熟练的操作相关设备，确保煤炭作业工作的顺利开展，为企业的长远发展奠定良好的基础。

2.4 凿井设备的管理与维护

凿井设备属于成套机电设备，能够在井筒断面的有些范围内进行连续性的作业，不仅能够顺利完成立井施工的相关工作，也能够在矿井建设的其他阶段发挥重要的作用。凿井设备主要包括凿井平台、井筒内设备和地面提升绞车设备等。而井筒内的设备又包括抓岩机、钻架、风筒、吊泵、安全梯、绞车等等；凿井平台便凿井工作盘；提升绞车则包括了主副提升绞车、稳绳绞车、吊盘绞车、管线电缆吊挂绞车等。

由于煤矿井筒是一个相对具有限制性的工作场所，因此如何进一步完善煤矿井筒内的空间布局，关系到煤矿井筒内的各项机械设备和工作人员能否顺利安全的开展工作，因此需要建立一套更加科学合理的管理制度，优化施工组织安排、落实管理的具体责任、有效监管施工过程中的各项安全、确保机械设备的稳定运行，才能够真正提高工作的效率和质量，在对凿井设备进行翻译和维护的过程中，要始终遵循安全第一、预防为主、管理规范、科学落实的基本原则。煤矿企业应该建立起机电设备的管理台账，由设备管理部门的相关工作人员根据不同的项目工程建立相应的管理台账，例如《机电设备登记卡》《施工设备购置申请表》《施工设备维修计划》等等，并根据施工的具体要求建立起相应的巡检制度，定期对施工过程中所使用的各类机械设备进行有效的检查和维护，并将责任落实到具体的责任人身上。在对凿井设备进行管理和维护时，应注意以下几点内容：

（1）应该由项目经理对机械设备的日常管理活动进行监管，并要求使用机械设备的人员向该设备负责，确保使用的规范性和安全性，同时由机电部门对机电设备的使用进行有效指导，并定期开展检查工作。

（2）企业应该聘请专业的设备管理人员，确保设备管理人员具有高水平的机械设备管理水平，了解煤矿井筒施工过程中所使用到的各类机械设备的基本情况和使用方式。

（3）在进行煤矿井筒作业时，企业需要确保每一台机械设备有足够的操作人员，并且有相应的指挥人员和检修人员辅助工作，同时需要审核工作人员的工作资格证，保证工作人员能够持证上岗。

（4）要确保使用机械设备的相关工作人员具有相应的专业知识并且能够完成对机械设备的维护和保养工作。

（5）所有的机械设备必须严格遵循使用说明进行操作，严禁出现超负荷运载的情况。

（6）所有的机械设备需要定期进行检查和维护，并将检查和维护的内容记录在相关工作日志中，严禁出现损坏或故障的设备进入作业现场。

（7）要对井下的机械设备做好相应的防爆管理工作，严格安置隔爆开关、防爆电机、隔爆启动器、隔爆照明灯、电气保护装置、信号装置等，应定期对装置进行检查，一旦出现损坏应及时进行维修和更换，确保防爆工作落实到实处。

3 结语

综上所述，煤矿井筒机械安装技术和维护保养技术是确保煤炭开采工作顺利进行的重要因素，因此优化安装技术和维护管理技术，提高管理人员的安全意识和管理水平，能够为煤炭企业工作的顺利开展奠定良好的基础，促进企业经济效益的提升。