鄺志華，李華政

（江西銅業(yè)集團公司 武山銅礦，江西 瑞昌 332204）

1 引言

提升鋼絲繩（即首繩）是多繩摩擦式提升機的重要組成部分，是影響整個提升系統(tǒng)安全運行的關鍵部件。根據我國《煤礦安全規(guī)程》第412條規(guī)定：摩擦式提升機提升鋼絲繩的報廢標準為2年［1］。在實際生產過程中，首繩更換的頻次經常高于安全規(guī)程要求。因此，如何利用更短的時間和更少的勞動力來安全更換提升機首繩，便具有重要的研究意義。

本文針對首繩更換過程存在帶新繩過滾筒、下放新繩，回收舊繩、預緊新繩張力、鎖繩和調繩作業(yè)時間長、勞動強度大等問題，提出了多繩摩擦式提升機首繩更換工藝的改進措施。

2 首繩更換原工藝

武山銅礦主井為井塔式多繩摩擦提升系統(tǒng)，提升機型號為JKM-3.5×6（Z），提升機最大靜張力820kN，最大靜張力差220kN。6根首繩型號為6V×37S-35。提升方式為雙箕斗提升，箕斗自重29t。首繩與箕斗采用楔形繩環(huán)與調繩油缸連接。該主井有10層，第10層放置提升機，第9層放置導向輪，第8層放置穩(wěn)繩座繩器，第4層卸礦，其他樓層為輔助樓層。提升機系統(tǒng)如圖1所示。

首繩更換原工藝采用“二四舊繩帶新繩法”，即先同步更換2根新繩，回收2根舊繩；再同步更換4根新繩，回收4根舊繩的方法。

2.1 首繩更換原工藝流程

如圖2所示。

2.2 首繩更換原工藝步驟

（1）準備工作。

材料、工器具（鋼制板卡、負荷卡等）、人員組織準備就緒。主箕斗停在井塔卸礦位置，副箕斗井下裝礦10t礦石配重。主箕斗爬行下放一段距離，使主箕斗首繩調節(jié)器及楔形卡處于六樓適合做繩頭的位置。

（2）帶新繩過滾筒。

封閉井塔一樓井口，利用九樓絞車把1#～6#新繩帶至九樓；用五樓絞車，把絞車鋼絲繩從主箕斗向上穿過提升機滾筒把新繩從副箕斗側，接力九樓絞車牽引新繩過滾筒，把新繩牽引到主箕斗做頭位置。帶新繩過滾筒示意圖，如圖3所示。

圖1 提升系統(tǒng)示意圖

圖2 首繩更換原工藝流程圖

圖3 原工藝帶新繩過滾筒示意圖

（3）同步更換兩側1#、6#新繩，回收1#、6#舊繩。

①做主箕斗1#、6#新繩繩頭。九樓主箕斗側1#、6#舊首繩旁擺一根厚皮鋼管，每根厚皮鋼管上穿一根短牽筋掛5t手拉葫蘆，葫蘆下接10t測力儀，以作為新首繩預緊使用。在八樓主箕斗側先用一付鋼制板卡將2根新繩同六根舊繩卡在一起，并將1# 、 6#新繩鋼制板卡以上繩段用5t葫蘆拉緊，使每根繩拉緊張力達到50kN，再在第一付鋼制板卡上方位置卡4付鋼制板卡［2］。上述完成后在鋼制板卡下1#、6#舊繩各卡兩付負荷卡。六樓搭平臺依次拆裝主箕斗1#、6#繩頭。如圖4所示。

②打板卡，下放1#、6#新繩。開動提升機，主箕斗以0.3m/s速度下降，降到鋼制板卡處于主井井口位置時停機。在八樓主箕斗側卡一付鋼制板卡，將兩根新繩同六根舊繩卡在一起，然后緊靠鋼制板卡上1#、6#舊繩分別再卡一付負荷卡；卡每一付鋼制板卡之前，兩根新繩通過九樓5t葫蘆分別同時拉緊，使每根繩拉緊張力達到50kN，其目的是使新首繩張力盡量保持一致。下降主箕斗，每隔40m卡一付鋼制板卡，連續(xù)操作直到副箕斗到達井塔正常卸礦點。如圖5所示。

圖4 原工藝新首預緊及做主箕斗1#、6#新繩繩頭示意圖

圖5 原工藝新繩預緊及打板卡，下放1#、6#新繩示意圖

③做副箕斗1#、6#新繩繩頭。將副箕斗內的礦卸到礦倉。 副箕斗在六樓適合做繩頭位置。在八樓，主箕斗側，緊靠首繩兩邊擺兩根重型工字鋼，分別用3付負荷卡將1#、6#舊繩卡住，擱在鋼梁上，再用葫蘆將新繩拉緊，用一付鋼制板卡將新舊繩卡住，擱在負荷卡上［3］。如圖6所示。

圖6 原工藝鎖繩裝置

拆裝副箕斗1#、6#繩頭。如圖7所示。拆除八樓主箕斗側的鋼制板卡及負荷卡，移開工字鋼。

圖7 原工藝做副箕斗1#、6#新繩繩頭示意圖

④拆板卡，回收1#、6#舊繩。以0.3m/s速度開動提升機機,將主箕斗往上提（把舊首繩拉出在主井地面分段割斷）當鋼制板卡到達八樓能拆除位置時停機，拆除鋼制板卡，回收舊繩。

完成兩側1#、6#新繩安裝，1#、6#舊繩回收。如圖8所示。

圖8 原工藝拆板卡，回收舊繩示意圖

（4）同步更換兩側2#、3#、4#、5#新繩，回收2#、3#、4#、5#舊繩。

比照兩側1#、6#新繩更換步驟，同步更換2#、3#、4#、5# 新繩。

（5）調繩。

運行調整，均衡新舊繩張力。拆移所有影響箕斗運行的換繩工器具，將主副箕斗油缸內的液壓油排掉一半，開動提升機箕斗慢速上下運行兩到三趟，使新舊首繩張力調整到一致，若出現偏串現象，則要消除，若新繩太長，則新繩收短。按回彈法彈繩，各繩回彈時間差應小于10%，超出該值則說明繩長度差超標，懸掛手拉葫蘆起吊主箕斗，截較長的首繩，進行收繩。

（6）試車。

3 工藝改進

通過對首繩更換原工藝整個過程的現場觀察分析，在帶新繩過滾筒、下放新繩，回收舊繩、預緊新繩張力、鎖繩、調繩存在作業(yè)時間長、勞動強度大問題。為解決上述問題，對首繩更換工藝進行了改進。采用一次性同步更換首繩法，即同步一次性更換6根首繩，舊繩帶新繩懸掛，新繩帶舊繩回收，同時針對各環(huán)節(jié)也進行了改進措施。

3.1 改進后首繩更換工藝流程

如圖9所示。

圖9 首繩更換改進工藝流程圖

3.2 改進后首繩更換工藝步驟

（1）準備工作。

材料、工器具（復合板卡、卡繩器等）、人員組織準備就緒。主箕斗停在井塔卸礦位置，副箕斗井下裝礦10t礦石配重。

（2）帶新繩過滾筒。

將副箕斗停到卸礦點。在井塔1層主箕斗側使用木板搭設施工平臺，將1#、2#、3#、4#、5#、6#新首繩繩頭通過臨時導向輥，在井口主箕斗側用13m長的Ф15.5mm軟鋼絲繩，通過打倒八扣將新首繩與舊首繩相連，每處使用6mm的尼龍繩纏繞幾圈捆綁牢固。如圖10所示。開動提升機以0.3m/s的速度下放副箕斗，引新首繩過提升機滾筒、導向輪到達井塔3層副箕斗側合適位置。將新首繩與舊首繩解開，將新首繩端頭使用36#繩卡兩兩固定在井塔3層的套架梁上。以0.3m/s的速度反向開動提升機上提副箕斗，直至副箕斗楔形繩環(huán)到達井塔3層施工平臺上方位置停車。

（3）同步更換6根新繩，回收6根舊繩。

①做副箕斗假繩頭。下放井塔10層行車，將新首繩落至提升機滾筒，按順序擺放好新首繩。分別將6根新首繩頭穿過副箕斗對應的楔形繩環(huán)，使用6付36#鋼絲繩卡臨時固定，制作假繩頭［4］。如圖11所示。

②打板卡，下放新繩。在井塔9層導向輪下方安裝2根工字鋼，在工字鋼上安裝防溜自復合板卡，用防溜板卡卡住新首繩與舊首繩，并安排專人看護適時調節(jié)防溜板卡的張緊力，以新首繩帶勁不打彎為宜。首繩預緊方式，如圖12所示。

圖10 改進后帶新繩滾筒示意圖

圖11 假繩頭

圖12 首繩預緊方式示意圖

開動提升機以0.3m/s的速度下放副箕斗，直至新首繩拉直停車，在井塔8層副箕斗側，將新首繩與舊首繩12根繩使用復合板卡一起卡牢，卡設復合板卡使用電動扳手將復合板卡螺栓打緊。開動提升機繼續(xù)下放副箕斗，新舊首繩同時進入井筒，下放時每隔30m停車卡設1付復合板卡，如圖13所示。直至主箕斗楔形繩環(huán)到達井塔3層施工平臺合適位置停車。

圖13 打板卡，下放新首繩示意圖

③做主箕斗繩頭。測量出新首繩所需長度，在井口位置留足新首繩的長度將1#、2#、3#、4#、5#、6#新首繩割斷。拆除防溜復合板卡，在井塔8層使用卡繩器，如圖14所示。將副箕斗側6根舊首繩卡住固定。在井塔3層將主箕斗側6根舊首繩打壓，然后將2#繩泄壓，拆去2#舊首繩，連接2#新首繩。將6根首繩打壓串壓，將3#舊首繩泄壓，拆去3#舊首繩，連接3#新首繩。按照2#、3#首繩繩頭制作方法，對1#、4#、5#、6#繩與懸掛裝置進行連接。如圖15所示。根據標準要求截斷多余的新首繩，使用1個36#鋼絲繩卡將尾巴繩卡住，割斷舊首繩的時候，提升機滾筒和導向輪進行新舊首繩交替入槽。

圖14 鎖繩器示意圖

圖15 做主箕斗新首繩繩頭示意圖

④拆板卡，回收舊繩。開動提升機以0.3m/s的速度下放主箕斗，從井塔3層窗戶將副箕斗側舊繩拉出，并將舊首繩拉至地面回收；當復合板卡到達井塔8層副箕斗側施工平臺停車拆除復合板卡，回收舊繩。如圖16所示。

圖16 拆板卡，回收舊繩示意圖

⑤做副箕斗繩頭。將副箕斗下放至井底裝載位置，測量標記和副箕斗的距離，此距離就是調繩的長度。將副箕斗的楔形繩環(huán)停于井塔3層施工平臺上方，在井塔8層用卡繩器將副箕斗1#、2 #、3#、4#、5#、6#首繩卡住固定。如圖17所示。

利用平衡油缸行程，縮短首繩長度：將6根首繩打壓［5］，直至平衡油缸全部伸出。將3#、4#首繩泄壓，在副箕斗上方鋼梁上固定4臺2t手拉葫蘆，將不帶勁的3#、4#繩兩個楔形繩環(huán)拉平，重新做3#、4#新首繩的繩頭。再做的1#、6#，最后做2#、5#。3#、4#繩頭做好后，將3#、4#首繩打壓。打壓 24MPa［6］。按照 3#、4#的做法，做 2#、5#，1#、6#繩頭，將6根首繩打壓串壓。按照上述方法，往復循環(huán)直至新繩長度縮短到正常位置。開動提升機上提副箕斗100mm，將鎖繩器拆除。

圖17 副箕頭做繩頭示意圖

（4）調繩對罐。

（5）換繩結束，試運行。

4 工藝改進前、后效果的對比

（1）在帶新繩過滾筒的效果。改進后，采用倒扒扣形式，利用提升機的舊繩將新繩帶過滾筒。比原工藝采用傳統(tǒng)輔助絞車，在多個樓層接力起吊，不需要動用起重設施和多地點安排起重人員。

（2）在下放新繩，回收舊繩的效果。改進后，同步一次性更換6根新繩，回收6根舊繩。比原工藝分兩步更換，大幅減少了作業(yè)時間。

（3）在預緊新繩張力的效果。改進后，由于采用了復合板卡對新繩進行預緊，下放新繩過程只需觀察和調整防溜復合板卡松緊程度，較原工藝采用人工手拉葫蘆對新繩進行預緊，大大的降低了作業(yè)人員的勞動強度，同時有效的減少了作業(yè)時間。

（4）在鎖繩的效果。改進后，采用鎖繩器卡住首繩，擱在鋼梁上。比原工藝使用鋼制板卡、負荷卡將首繩卡住，操作簡單快捷、安全可靠、不損傷鋼絲繩。

（5）調繩。改進后，利用首繩連接的調繩油缸作為首繩長度調整的起重設施，較原工藝采用手拉葫蘆起吊主箕斗，進行收繩。雖對技術要求更精細，但在減少了輔助起重設施的安裝拆除，縮短了作業(yè)時間，降低了作業(yè)勞動強度。

（6）綜合效益。如表1所示。

表1 工藝比較綜合效益表

5 結語

通過對首繩更換原工藝帶新繩過滾筒、下放新繩回收舊繩、預緊新繩張力、鎖繩、調繩工藝的改進，增強了首繩更換安全性，提高了更換效率，為礦生產起到積極作用。同時，改進后的首繩更換工藝可供落地式摩擦提升機首繩更換參考。