丁 帥， 周思強(qiáng)

(金誠信礦業(yè)管理股份有限公司， 北京 100070)

0 概述

某鉬鉛鋅多金屬礦進(jìn)風(fēng)豎井掘砌工程，井筒設(shè)計凈直徑8 m，設(shè)計深度1 090 m，配有兩套鑿井提升系統(tǒng)。其中，主提升系統(tǒng)采用直徑4.0 m雙卷筒單繩纏繞式提升機(jī)，直徑44 mm多繩股不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩，直徑3.5 m鑿井天輪，G13鉤頭裝置，搭配5 m3座鉤式吊桶。副提升系統(tǒng)采用直徑3.2 m單繩纏繞式提升機(jī)，直徑42 mm多繩股不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩，直徑3.0 m鑿井天輪，G13鉤頭裝置，搭配5 m3座鉤式吊桶。

施工中途在-380 m水平處開拓平巷掘砌工程。水平巷道里程超過50 m后，傳統(tǒng)耙渣機(jī)效率緩慢。根據(jù)巷道規(guī)格與出渣量，采用無軌設(shè)備，選用3 m3鏟運(yùn)機(jī)進(jìn)行矸石運(yùn)輸作業(yè)。

該豎井配有雙提升系統(tǒng)，-380 m水平巷道與主提升系統(tǒng)處于同側(cè)，主提升系統(tǒng)負(fù)責(zé)大件下放；副提升系統(tǒng)負(fù)責(zé)人員、工具、材料運(yùn)輸、同時作為緊急安全通道。

主體思路為：在地表將鏟運(yùn)機(jī)從中央鉸接處解體，先下放后車體，以中央交接上、下鉸接孔為懸吊點(diǎn)，下放至-380 m水平馬頭門處，巷道內(nèi)人員使用手拉倒鏈將后車體拉入巷道中；再下放前車體，使用鋼絲繩將鏟斗、大臂與前機(jī)架固定牢固，以鏟斗側(cè)前機(jī)架為懸吊點(diǎn)，便于鏟運(yùn)機(jī)前后車體在狹小巷道內(nèi)的組裝，如圖1所示。

1.主鑿井提升機(jī) 2.多層股不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩 3.鑿井天輪 4.鑿井井架 5.倒鏈 6.鏟運(yùn)機(jī)后機(jī)體 7.鏟運(yùn)機(jī)前機(jī)體 8.吊盤 9.副提升系統(tǒng)圖1 鏟運(yùn)機(jī)分體下放示意圖

1 樣本參數(shù)

進(jìn)風(fēng)豎井-380 m水平處，井筒深度460 m。提升系統(tǒng)設(shè)備及待下放鏟運(yùn)機(jī)參數(shù)如表1、表2所示。

2 下放車體尺寸、強(qiáng)度校核

(1)井蓋門尺寸2 555×2 810 mm，兩罐道繩間距2 450 mm，鏟運(yùn)機(jī)懸吊時最大投影輪廓為2 125×2 200 mm，滿足安全運(yùn)輸間距。

(2)鏟運(yùn)機(jī)解體后，前車體長4 730 mm，后車體長4 480 mm，滿足豎井下放要求，滿足馬頭門進(jìn)入尺寸。

(3)鋼絲繩安全系數(shù)計算。

(1)

式中M—計算的鋼絲繩安全系數(shù)；

F′0—鋼絲最小破斷力總和，kN；

表1 提升系統(tǒng)參數(shù)

表2 鏟運(yùn)機(jī)參數(shù)

Q0—提升鋼絲繩終端載荷，kN；

Ps—鋼絲繩單位長度重量，kg/m；

H0—鋼絲繩最大懸吊高度，m。

(2)

式中K′1—鋼絲繩破斷拉力換算系數(shù)；

K′—鋼絲繩最小破斷拉力系數(shù)；

d—鋼絲繩公稱直徑，mm；

R0—鋼絲繩公稱抗拉強(qiáng)度，MPa。

Q0=QZ+Q

(3)

式中QZ—輔助設(shè)施重力，kN；

Q—提升物體重力，kN。

H0=Hsh+Hj

(4)

式中Hsh—井深，m；

Hj—井架含天輪高度，m。

(5)

式中m—規(guī)程要求升降物料安全系數(shù)7.5。

(4)最大靜張力差計算

(6)

式中Fj—計算的鋼絲繩最大靜張力差，kN；

Pb—鋼絲繩標(biāo)準(zhǔn)長度重量，kg/m。

(5)工具鋼絲繩選用計算

1.鏟運(yùn)機(jī)后車體 2.懸吊工具鋼絲繩 3.提升鋼絲繩 F.后車體的重力 Ff.懸吊工具繩上收到的分拉力圖2 懸吊工具鋼絲繩受力分析

(7)

3 施工步驟

(1)施工前的準(zhǔn)備工作

施工現(xiàn)場設(shè)有一名施工負(fù)責(zé)人進(jìn)行統(tǒng)一指揮調(diào)度。作業(yè)前將所需的施工工具、聯(lián)系通信工具準(zhǔn)備齊全。鑿井吊盤提前提升至-380 m水平，使上層盤與巷道底板水平。馬頭門后方15～20 m處提前打錨桿作為手拉倒鏈的固定點(diǎn)。

鏟運(yùn)機(jī)在拆裝時，嚴(yán)格按照其本身結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理拆解和安裝。拆除上、下中央鉸接銷軸，轉(zhuǎn)向油缸銷軸，前傳動軸，中央鉸接處的所有液壓油管。拆解后，需放凈柴油箱、液壓油箱油液、冷卻水，并使用自封袋、尼龍扎帶包扎閥口、管路接頭。將所有獨(dú)立部件和易損、易變形部件進(jìn)行拆除。所有拆解下的零件，由專人管理存放，待鏟運(yùn)機(jī)主體下放后使用吊桶運(yùn)至井下。

吊運(yùn)工具、提升設(shè)備、保險裝置及安全防護(hù)用品在使用前必須仔細(xì)檢查，在確認(rèn)工具完好后方可使用。調(diào)試好對講機(jī)并時刻保持通話狀態(tài)。調(diào)整提升機(jī)過卷保護(hù)系統(tǒng)，提升機(jī)設(shè)置為檢修模式，運(yùn)行速度不大于0.3 m/s。

(2)具體步驟

將保護(hù)傘固定于二層平臺，使用2個45#卸扣，分別環(huán)扣在保護(hù)傘下方的2根罐道鋼絲繩上，并用工具鋼絲繩懸吊于二層平臺。

把需吊運(yùn)的鏟運(yùn)機(jī)體用鋼絲繩套捆綁好(尤其對于前機(jī)體，鏟斗、大臂與前機(jī)架需固定牢固，使用鋼絲繩與卸扣捆綁機(jī)體，使用3噸手拉倒鏈鎖緊)。將提升鉤頭與38 mm鋼絲繩套連接，并穿好安全繩及防跳銷。捆綁及拴吊等操作完畢，現(xiàn)場施工負(fù)責(zé)人檢查并確認(rèn)各連接部位緊固完好后。指揮井口信號工發(fā)信號，慢提鉤頭，至大件物體與地面垂直。待其穩(wěn)定后，再次檢查鋼絲繩套固定情況、鋼絲繩受力情況。確保繩套不松動、鋼絲繩無異常。懸吊觀察3分鐘，確保無傾翻、滑動危險。使用自制滑架分別固定車體上下兩端于罐道繩上。在車體下部固定牽引繩，便于井下人員連接、拖拽。

在下放操作前，由現(xiàn)場施工負(fù)責(zé)人與井口上、下信號工和提升機(jī)司機(jī)聯(lián)系好升、降信號。通知井下等待拖拽人員，進(jìn)入巷道內(nèi)部躲避。無井下班組長通知，人員不得接近馬頭門。慢提鏟運(yùn)機(jī)體，使懸吊最低點(diǎn)高于井蓋門200 mm以上。打開井蓋門。通知信號工發(fā)送慢下信號，緩慢下放鏟運(yùn)機(jī)。鏟運(yùn)機(jī)體接近井口封口盤、二層平臺時，各崗位把鉤工應(yīng)注意鏟運(yùn)機(jī)體與井口各結(jié)構(gòu)鋼梁、設(shè)施的安全間距，通過目測，發(fā)現(xiàn)有刮碰情況，提前向信號工發(fā)出停車信號。待自制滑架、鏟運(yùn)機(jī)體、鉤頭裝置完全進(jìn)入井筒后，關(guān)閉井蓋門，防止落物。下放過程中，若發(fā)現(xiàn)意外問題或井筒內(nèi)有響聲，應(yīng)立即停車，查明原因并處理后方可繼續(xù)下放。

提升機(jī)司機(jī)根據(jù)深度指示器刻度，提前20 m停車(考慮鋼絲繩承重后被拉伸長度，鋼絲繩實(shí)際長度大于深度指示器顯示數(shù)據(jù))，通知井下班組長，井下班組長通過強(qiáng)光手電等設(shè)施在巷道內(nèi)遠(yuǎn)距離觀察鏟運(yùn)機(jī)是否到位。任何人不得將頭探出馬頭門，向井筒上方張望。未見鏟運(yùn)機(jī)則繼續(xù)發(fā)送慢下信號，直到鏟運(yùn)機(jī)就位，通知地表信號工停車。人員佩戴安全帶，可靠固定后在上層盤上解除自制滑架與鏟運(yùn)機(jī)體的連接。使用長鉤，鉤取尾繩，任何人員不得處于提升重物下方，也不許在懸吊重物下方通過。將準(zhǔn)備好的手動倒鏈與尾繩連接。井下平巷人員專人與地表信號工聯(lián)系，提升機(jī)緩慢下放，平巷內(nèi)人員配合將鏟運(yùn)機(jī)體拉入巷道內(nèi)部。拖拽時，專人觀察鉤頭裝置、提升鋼絲繩與馬頭門頂板的相對位置，防止鉤頭裝置卡掛其上，防止提升鋼絲繩在井壁處磨損。

后機(jī)體拖拽到位后，解除鉤頭裝置與鋼絲繩套連接。發(fā)出慢上信號，人員將鉤頭送回井筒中，無誤后慢提至井口。重復(fù)以上步驟，將前機(jī)體同樣下放至水平巷道內(nèi)。懸吊前機(jī)體時，鏟斗向上，鉸接部位向下，便于拖拽后直接對接。

下放施工完成后，鉤頭裝置提升至井口，頂起保護(hù)傘，拆卸鎖住保護(hù)傘的卸扣，恢復(fù)滑架系統(tǒng)?；謴?fù)提升機(jī)過卷保護(hù)，恢復(fù)提升機(jī)至“運(yùn)行”模式。

4 安全注意事項

(1)作業(yè)前，所有參加作業(yè)人員必須認(rèn)真學(xué)習(xí)施工方案方法，做到熟悉施工程序，知道安全注意事項，服從分工安排。作業(yè)時嚴(yán)格按照施工方法執(zhí)行，施工現(xiàn)場由施工負(fù)責(zé)人統(tǒng)一指揮。

(2)作業(yè)前嚴(yán)禁喝酒，有恐高癥、高血壓等疾病者嚴(yán)禁參與作業(yè)。

(3)進(jìn)行搬運(yùn)、起吊及下落時必須聽從施工負(fù)責(zé)人統(tǒng)一指揮，所有施工人員要精力集中，遵守勞動紀(jì)律，以確保施工過程安全高效。

(4)作業(yè)前準(zhǔn)備齊全所需的施工工具，鋼絲繩、鉤頭裝置等設(shè)施需按制度檢查，安全無誤后方可使用。

(5)施工人員在井口、二層平臺、馬頭門附近作業(yè)時，應(yīng)系好安全帶，高掛低用，并將安全帶掛在牢固可靠的生根點(diǎn)上，由現(xiàn)場施工負(fù)責(zé)人檢查并確認(rèn)可靠后方可作業(yè)。

(6)施工過程中，井口10 m范圍內(nèi)設(shè)置警戒帶，專人看護(hù)，無關(guān)人員不得入內(nèi)。

(7)提升機(jī)司機(jī)要持證上崗，提升機(jī)運(yùn)行時必須一人操作、一人監(jiān)護(hù)。提升機(jī)模式選至“檢修”狀態(tài)，速度控制在0.3 m/s以內(nèi)。

(8)使用人力搬抬重物時，要有負(fù)責(zé)人統(tǒng)一指揮，齊心協(xié)力，喊齊口號，防止傷人或損壞物品(設(shè)備)，所有人員要注意保護(hù)自己及他人安全。

(9)井口、井下、提升機(jī)房各配備對講機(jī)一臺，并保持可隨時通話狀態(tài)。

(10)馬頭門處拖拽時，與提升機(jī)下落速度配合，實(shí)時溝通，遇任何問題，立即發(fā)出停車信號。

5 結(jié)語

(1)對金屬礦山大型豎井單繩纏繞式提升系統(tǒng)中，單繩纏繞式提升機(jī)、提升鋼絲繩的承載能力進(jìn)行計算校核，并對工具鋼絲繩的選型進(jìn)行計算。

(2)總結(jié)了基建期豎井下放大型無軌設(shè)備的方法及主要注意事項。