石余海

摘要:鋼結(jié)構(gòu)井架的安裝,目前小型井架多采用吊車,大型井架主要采用金屬桅桿起吊。自80年代以來,大中型礦井廣泛應(yīng)用了箱形鋼結(jié)構(gòu)井架,由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、重量大,安裝難度及要求較高,本文根據(jù)近年來在箱形鋼結(jié)構(gòu)井架安裝方面的成功實(shí)踐,簡單介紹了這種井架安裝方案,這對箱形鋼結(jié)構(gòu)井架在煤礦上的應(yīng)用具有一定得借鑒意義。

關(guān)鍵詞:箱形鋼結(jié)構(gòu) 井架 安裝

0 引言

井架作為礦山立井提升的主要構(gòu)筑物,在礦井工程中占有重要地位。井架按提升方式分為單繩井架、多繩井架;按用途分為主井井架、副井井架、風(fēng)井井架、臨時(shí)井架(鑿井井架)、兩用井架等;按結(jié)構(gòu)材料分為鋼井架、鋼筋砼井架等。目前磚井架、木井架已基本不用,應(yīng)用最多的是鋼結(jié)構(gòu)井架。

在鋼結(jié)構(gòu)井架的安裝上,目前小型井架多采用吊車,大型井架主要采用金屬桅桿起吊。隨著新技術(shù)、新工藝的應(yīng)用,如“門式架—無錨吊推法”在井架吊裝中的應(yīng)用以及利用有限元法、CAD技術(shù)進(jìn)行井架起吊相關(guān)力學(xué)分析;建立井架吊裝的計(jì)算機(jī)安全監(jiān)控模擬系統(tǒng)等,必將對井架的安全快速起吊、提高安裝技術(shù)水平起到積極的促進(jìn)作用。

80年代以來,大中型礦井廣泛應(yīng)用了箱形鋼結(jié)構(gòu)井架;箱形鋼井架適用于落地式多繩輪摩擦輪及單繩纏繞式絞車的礦井提升,根據(jù)井架用途和提升機(jī)的數(shù)量,分為L型(櫓式)結(jié)構(gòu)及A型結(jié)構(gòu)等。L型井架由斜架和立架組成,A型井架由主、副斜架和立架組成,其中斜架為鋼板焊接的等斷面或變斷面的箱型結(jié)構(gòu),架為空間桁架結(jié)構(gòu),上下天輪及起重梁布置在斜架上,立架內(nèi)安裝穩(wěn)罐道和防撞木等。

1 安裝方案的提出

箱形鋼結(jié)構(gòu)井架的安裝,目前多采用桅桿起吊法施工,桅桿起吊又有單桅桿、多桅桿及門式桅桿之分。具體有半翻轉(zhuǎn)、大翻轉(zhuǎn)(倒桿式)、滑移式等多種形式。半翻轉(zhuǎn)式在井架剛抬頭時(shí)起吊力最大。隨著起吊角度的增大,起吊力減小,即吊裝開始就對有關(guān)機(jī)具索具進(jìn)行最大負(fù)荷考驗(yàn)。如有問題能及早發(fā)現(xiàn)處理,比較安全可靠,但需要足夠的場地和機(jī)械具;大翻轉(zhuǎn)布置緊湊,適用于場地狹小的工程安裝,井架起吊時(shí)穩(wěn)車開動(dòng)較多,對其安全指揮協(xié)調(diào)要求較高;滑移式對桅桿的高度強(qiáng)度穩(wěn)定性有較高的要求,適用于輕型井架,有時(shí)需雙桅桿才能完成作業(yè)。綜合比較各自的特點(diǎn)。根據(jù)我礦井架結(jié)構(gòu)重量和現(xiàn)場條件,充分考慮工期安排。經(jīng)反復(fù)研究決定,采用“主副斜架分片組裝,單桅桿半翻轉(zhuǎn)起立,空中對接”的施工工藝方案。

2 安裝方案的實(shí)施

2.1 方案實(shí)施過程中應(yīng)注意的問題 第一,井架組裝場地要回填平整夯實(shí),以防支承點(diǎn)出現(xiàn)不均勻沉降,增加工程量,影響工期和質(zhì)量。第二,為防止鉸鏈鋼板受水平推力的破壞,對主斜腿在底部進(jìn)行剛性連接。第三,為減少二次搬運(yùn)及安裝質(zhì)量,井架出廠前與安裝單位聯(lián)合驗(yàn)收,按預(yù)組裝以編號,注明聯(lián)接組別,并按順序裝卸車。第四,雨天嚴(yán)禁焊接,電焊條要有防潮措施,焊縫為1級焊縫,經(jīng)探傷合格方能防腐處理。第五,繩卡、地錨要做明顯標(biāo)志,起吊過程設(shè)專人觀測。

2.2井架制作及現(xiàn)場施工 按照原煤炭部頒布的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(MT5010-95),參照《鋼結(jié)構(gòu)施工及驗(yàn)收規(guī)范》及有關(guān)設(shè)計(jì)要求,專門制定出“箱型鋼井架加工制作質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)”(廠標(biāo))及“焊接工藝卡”,作為工廠加工制作、檢查驗(yàn)收的規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)。加工制作的井架經(jīng)過各工序檢查,廠內(nèi)預(yù)組裝合格,并出具出廠合格證后方能出廠。井架現(xiàn)場組裝采用平面分片組裝方法,主斜架在副斜架之上,副斜架沿組裝方向下傾7°。為減少高空作業(yè),保證安裝質(zhì)量,主斜架+25.350、+31.350平臺在地面與主斜架一起組裝,副斜架G1-13在主斜架起立后再地面組裝。主副斜架均采用基礎(chǔ)鉸鏈定位組裝起立,基礎(chǔ)鉸鏈按照圖紙要求的標(biāo)高和軸線定位,組織有關(guān)工程技術(shù)人員檢驗(yàn)后,方可按工藝要求施焊,焊接完畢,再對其進(jìn)行復(fù)驗(yàn),確定無誤后,方可進(jìn)行組裝。井架軀體組裝應(yīng)根據(jù)廠內(nèi)預(yù)組裝的編號順序進(jìn)行。由于井口±0.000標(biāo)高,高出自然地坪5 m,而回填后組裝高度仍在2 m以上,需加工2 m高的鐵托架,井架在操平找正的托架上進(jìn)行。因重力作用,隨時(shí)用水準(zhǔn)儀觀察托架的沉降情況,并根據(jù)下沉情況隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整,以保證安裝軀體的直線度。主副斜架組裝后,全面檢查測量各部尺寸,符合規(guī)定后,進(jìn)行焊接。現(xiàn)場焊接采用直流焊機(jī),E4315電焊條,焊縫經(jīng)X射線和超聲波檢查探傷合格后,進(jìn)行防腐處理。

2.3井架起立 井架起立先起立桅桿,桅桿由L200×200×18的角鋼制成。尺寸為1.45 m×1.45 m,高40 m,重25 t。桅桿起立時(shí),用50 t吊車抬頭至39°角,即吊車起吊最高點(diǎn),然后由主斜架提升穩(wěn)車(1#、2#)拉起,起立過程中,用經(jīng)緯儀觀測桅桿頭部偏移情況,隨時(shí)用副繃?yán)K穩(wěn)車(5#、6#)調(diào)整,偏移量控制在500 mm以內(nèi),桅桿基本垂直后,用副繃?yán)K(Ⅰ#-Ⅳ#)進(jìn)行調(diào)整,并隨之使其張緊,各方向的繃?yán)K張緊程度要一致。

首先用桅桿起立主斜架,當(dāng)主斜架起立到設(shè)計(jì)位置,再利用主斜架作桅桿起吊副斜架。主斜架起吊前,應(yīng)對主繃?yán)K(3#、4#)穩(wěn)車地錨、懸吊點(diǎn)索具、鉸鏈等進(jìn)行全面檢查,確定無誤后,進(jìn)行試吊,以檢驗(yàn)其強(qiáng)度能力。當(dāng)主斜架起吊全部離開支承點(diǎn)時(shí),按起重作業(yè)要求再全面檢查一次,無問題后,方可繼續(xù)起吊,慢慢開動(dòng)1#和2#提升穩(wěn)車。隨著起吊不斷觀察,統(tǒng)一指揮,協(xié)調(diào)作業(yè),直至主斜架起立到設(shè)計(jì)位置。

副斜架起吊方法與主斜架相同,副斜架起吊前,應(yīng)將主斜架底部用墊鐵墊實(shí)。當(dāng)副斜架起立約75°時(shí),將其留繩(9#、10#)處于張緊狀態(tài),留住副斜架,副斜架起至重心變換點(diǎn)82.7°時(shí),松留繩,使其頭部與主斜架平臺對接。當(dāng)斜架就位后,檢查天輪平臺的提升十字中心線及天輪平臺的水平度,用50t千斤頂在斜架底部進(jìn)行操平找正,符合要求后,將副斜架與平臺對接處進(jìn)行焊接,墊好基礎(chǔ)墊鐵,擰緊地腳螺栓。

3 結(jié)束語

箱形鋼結(jié)構(gòu)井架的安裝,工藝方案的選擇安排是關(guān)鍵,合理的施工方案對安全施工,縮短工期,提高工程質(zhì)量具有重要意義。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)安裝此形井架,工期至少60天,由于采用以上技術(shù)措施,并在施工過程中加強(qiáng)管理和組織,使該工程的工期比計(jì)劃工期提前30天,而且實(shí)現(xiàn)了安全生產(chǎn),工程竣工驗(yàn)收和質(zhì)量認(rèn)證均為優(yōu)良,質(zhì)量全部達(dá)到設(shè)計(jì)要求和標(biāo)準(zhǔn)要求,被評為優(yōu)良工程,取得良好的施工效果,為大型煤倉施工積累了經(jīng)驗(yàn)。