關(guān)于召開第六屆山西省煤炭總工程師論壇暨山西省煤炭安全綠色智能開采論壇的通知

一、項(xiàng)目背景

《煤礦安全規(guī)程》第四百零三條規(guī)定：摩擦輪式提升鋼絲繩的使用期限應(yīng)不超過(guò)2年，如果鋼絲繩的斷絲、直徑縮小和銹蝕程度不超過(guò)本規(guī)程第四百零五條、第四百零六條、第四百零八條的規(guī)定，可繼續(xù)使用，但不得超過(guò)一年。因此，對(duì)于主副井提升均使用多繩摩擦式提升機(jī)的礦井來(lái)說(shuō)，平均每年需要換一次主提升鋼絲繩。在更換過(guò)程中，如果設(shè)備選用不當(dāng)或操作錯(cuò)誤，將會(huì)造成鋼絲繩扭勁、打死彎、新鋼絲繩與舊鋼絲繩、新鋼絲繩與新鋼絲繩扭在一起，導(dǎo)致新繩受損。這將嚴(yán)重影響換繩質(zhì)量，甚至可能導(dǎo)致鋼絲繩打滑、斷裂、造成墜罐等惡性事故的發(fā)生。因此，更換多繩摩擦提升機(jī)主提升鋼絲繩是一項(xiàng)操作難度大、技術(shù)性強(qiáng)、危險(xiǎn)性高的工作。

目前，多繩摩擦式提升機(jī)在我國(guó)礦山企業(yè)已得到廣泛應(yīng)用，但多繩摩擦式提升機(jī)的換繩工藝卻無(wú)統(tǒng)一規(guī)定，各單位都是根據(jù)自身經(jīng)驗(yàn)組織實(shí)施。整個(gè)施工中大致存在幾個(gè)問(wèn)題:更換鋼絲繩的工藝繁雜、多地點(diǎn)施工、井筒內(nèi)作業(yè)、施工時(shí)間長(zhǎng)、人力、物力耗費(fèi)較大，職工勞動(dòng)強(qiáng)度大，進(jìn)度緩慢，且由于沒(méi)有正規(guī)的設(shè)計(jì)和強(qiáng)度計(jì)算，存在著安全性和可靠性方面的問(wèn)題。因此，怎樣利用煤礦現(xiàn)有的通用設(shè)備，合理選擇安全可靠、快速有效、操作方便、投資少的換繩工藝，對(duì)保障煤礦企業(yè)生產(chǎn)安全、提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

二、設(shè)計(jì)原理

引用BHS多繩摩擦提升機(jī)主提升鋼絲繩快速更換裝置，該裝置可將多繩摩擦提升機(jī)主提升鋼絲繩同時(shí)更換。其步進(jìn)式鋼絲繩引入裝置，將鋼絲繩引入天輪和滾筒，極大得提高了換繩效率減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。具有能夠方便調(diào)節(jié)夾緊力大小和控制其開閉環(huán)狀況的步進(jìn)固定裝置和相互閉鎖的步進(jìn)移動(dòng)裝置，解決了引繩、送繩、防纏繞以及張力不平衡等問(wèn)題；具有雙摩擦加楔形塊的能夠安全自鎖的可控防跑繩裝置；具有能夠監(jiān)測(cè)監(jiān)控快速換繩裝置全過(guò)程的自動(dòng)控制系統(tǒng)。

采用舊繩帶新繩更換工藝，主要是在井口特制作業(yè)平臺(tái)，利用提升機(jī)舊提升鋼絲繩的自身動(dòng)力，新繩通過(guò)導(dǎo)繩輪翻過(guò)滾筒引致提升容器上，用繩卡將新、舊鋼絲繩連接，通過(guò)舊繩下放帶動(dòng)新鋼絲繩，然后在懸吊裝置處將新舊鋼絲繩對(duì)應(yīng)更換，回收舊繩，完成整個(gè)換繩作業(yè)。

圖一：鋼絲繩更換示意圖

三、結(jié)構(gòu)形式

1.裝置介紹

BHS型多繩摩擦提升機(jī)主提升鋼絲繩快速更換裝置主要由防跑繩裝置、行走機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向輪，液壓站，電控箱等組成。

根據(jù)空間尺寸選擇換繩裝置的布置形式，布置形式分為直線式和直角式布置方式，一般空間尺寸比較小時(shí)選擇直角布置方式。此處介紹直線式布置方式，如圖二所示。

圖二：裝配圖

2.換繩步驟

（1）井底安裝腳手架、分繩器、懸掛起吊裝置；

（2）井口罐籠安裝腳手架、懸掛起重導(dǎo)鏈；

（3）棚架、起吊罐籠；

（4）新舊鋼絲繩連接、割舊繩；

（5）下放新繩，回收舊繩；

（6）掛罐籠；

（7）拆除罐籠托梁；

（8）滑動(dòng)試驗(yàn)。

分別給東碼和西碼罐籠平衡裝置注油，保證東西兩碼罐籠處于正常停車位置，然后分別以2m／s、4.7m／s、7.97m/s速度空載、半載、全載進(jìn)行防滑試驗(yàn)，防滑試驗(yàn)時(shí)必須在上提重物的等速運(yùn)行階段進(jìn)行緊急制動(dòng)停車，觀察鋼絲繩是否產(chǎn)生滑動(dòng)現(xiàn)象。

四、創(chuàng)新點(diǎn)

1.大大提高了換繩效率和安全性

主提升鋼絲繩更換過(guò)程中新繩的下放多采用人工下放，但其存在安全性低、勞動(dòng)強(qiáng)度大等問(wèn)題。為此，采用BHS型換繩裝置來(lái)完成新繩的下放，該裝置采用雙移動(dòng)小車實(shí)現(xiàn)換繩過(guò)程的連續(xù)步進(jìn)換繩，兩移動(dòng)小車交替實(shí)現(xiàn)夾緊和步進(jìn)的順序工作，能夠?qū)崿F(xiàn)手動(dòng)/自動(dòng)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，可實(shí)現(xiàn)PLC自動(dòng)換繩控制，可將4根主提升鋼絲繩同時(shí)下放，僅需半天就可將多根鋼絲繩下放完畢。采用BHS型換繩裝置下繩改人工作業(yè)為機(jī)械作業(yè)，施工的安全性得到極大提高，且該裝置實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化換繩，大大縮短了換繩時(shí)間，下繩工作僅需要1名作業(yè)人員即可，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度。

2.改進(jìn)起吊工藝

在換繩作業(yè)中必須將罐籠吊起或下放，使主提升鋼絲繩松弛或承載。目前主要的提升方式有以下兩種：

（1）傳統(tǒng)的手拉葫蘆起吊；

（2）主提升鋼絲繩起重裝置起吊。

傳統(tǒng)的手拉葫蘆起吊在起吊過(guò)程中倒鏈容易出現(xiàn)跳鏈、掉槽、卡鏈等現(xiàn)象，且人力拉動(dòng)時(shí)會(huì)出現(xiàn)脫手現(xiàn)象，起吊物升降不平穩(wěn)，作業(yè)安全性低；主提升鋼絲繩起重裝置起吊需花費(fèi)近50萬(wàn)元購(gòu)置主提升鋼絲繩起重裝置，且購(gòu)置新設(shè)備需有加工周期，影響主提升鋼絲繩的及時(shí)更換。為保證快速有效起吊罐籠，節(jié)約換繩所需時(shí)間，經(jīng)選型計(jì)算，采用32T液壓油缸串聯(lián)的方式起吊罐籠，在保證將罐籠安全起吊到有效高度的前提下，大大縮短了起吊時(shí)間，節(jié)省了人力和資金投入。同時(shí)為保證起吊鋼絲繩合理受力，在主起吊繩頭部安裝了直徑為240mm的導(dǎo)繩輪，確保鋼絲繩不受棱銳器具損傷。

五、效果評(píng)價(jià)

1.社會(huì)效益

該換繩工藝對(duì)提升機(jī)更換主提升鋼絲繩的前期準(zhǔn)備工作、安全技術(shù)措施、快速換繩裝置及材料的設(shè)計(jì)、選型計(jì)算等進(jìn)行了系統(tǒng)的分析，形成了一套科學(xué)合理的鋼絲繩更換工藝，突出了安全高效的理念要求，優(yōu)化和提升了多繩摩擦式提升機(jī)主提升鋼絲繩更換的技術(shù)，確保了鋼絲繩更換的安全性和高效性，豐富和完善了鋼絲繩更換技術(shù)，在全國(guó)類似礦井主提升鋼絲繩的更換工作中具有很大的推廣和應(yīng)用價(jià)值。

2.經(jīng)濟(jì)效益

在某礦實(shí)施該工藝使其主井更換主提升鋼絲繩每次可節(jié)約時(shí)間21個(gè)小時(shí)，副井每次可節(jié)約11個(gè)小時(shí)，平均每次更換主、副井主提升鋼絲繩將節(jié)約32個(gè)小時(shí)的提升時(shí)間，按照該礦主井每天10000t的提升能力計(jì)算，采用該快速換繩技術(shù)后，可增加產(chǎn)煤量14500t，按噸煤銷售價(jià)560元/t計(jì)，可增加產(chǎn)值800余萬(wàn)元。

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