塔式摩擦轮提升机更换主钢丝绳方法的探讨3.2

塔式摩擦轮提升机更换主钢丝绳方法的革新

摘要：任楼煤矿副井井筒延深后，采用传统的用旧绳带新绳一次性换全绳的方法时，提升机的载重量、载重差超标，不满足提升机安全运行的要求，必须寻求新的换绳方法。可行的方案有两种，方案一是分两次更换；方案二是一次性全部换完，但要在新绳没换完前收掉一部分旧绳。通过对两种换绳方案的比较，认为方案二是最佳方案，并进行了相关的校核。 关键词：传统的换绳方法；计算依据；两种换绳方案；比较；校核

1 概况

皖北煤电集团任楼煤矿副井为立井，副井提升采用两套提升设备，其中2#提升机为塔式多绳摩擦轮提升机，1个1t双层4车宽罐笼带平衡锤提升，井筒于2004年由第一水平-520m延深至第二水平-720m，此套提升设备同时为两个水平生产服务。根据《煤矿安全规程》对钢丝绳的相关要求和实际使用情况，决定于2011年元月对现用的提升钢丝绳进行更换。

2 传统的换绳方法

传统的换绳方法，即：先把新绳头用钢丝绳卡固定在相应的旧主绳绳头处，开动绞车用旧绳带动新绳下放，为确保旧绳带动新绳同步下放和方便旧绳的回收，每隔一定距离用长板卡把新绳固定在相应的旧绳上。把新绳带到位后，分别做好两个提升容器的楔形装置，用新绳把旧绳替换掉，再反向开动绞车用新绳把旧绳同步带上来进行回收，这样一个提升循环就可以实现新绳的更换。

3 计算依据

3.1 提升机的主要性能参数

型号：JKM-2.8×6（I）A

摩擦轮直径：2800mm

最大静张力：50T

最大静张力差：14T

最大载重量：11.65T

最大载重差：5.825T

3.2 其它相关数据

宽罐笼重量：G罐笼=11.55T

平衡锤重量：G平衡锤=16.889T

摩擦衬垫的比压[q]≤20kg/cm2

提升高度：Ht=747m

钢丝绳悬垂长度：HC=802m

主提升钢丝绳直径：Φ=28mm

主提升钢丝绳根数：n=6根

主提升钢丝绳单重:Pk=3.21kg/m

主绳总重：G主绳=3.21×747×6=14.387T

尾绳总重：G尾绳=15.5T

换绳时使用的长板卡总重量G长板卡=0.528T

换绳时使用的钢丝绳卡总重量G钢丝绳卡=0.09T

4 传统换绳方法不适用

如果采用传统的换绳方法一次性把6根旧绳全部换完，当宽罐笼运行到-720m水平时，此时提升机的载重量G载重及载重差G载重差均最大。

G载重=G主绳＋G长板卡＋G钢丝绳卡

=14.387＋0.528＋0.09=15.005T＞11.65T

G载重差=G载重＋G罐笼－G平衡锤

=15.005＋11.55－16.889=9.666T＞5.825T

从以上计算可知，采用传统的换绳方法当6根旧绳带6根新绳到-720m水平时，绞车的载重量及载重差均超标，不满足安全提升的要求，因此传统的换绳方法不适用，必须寻求新的换绳方法。

5 新方案

5.1 方案一

采取分2次更换，先换中间的2根，再换剩余的4根。先换中间的2根旧绳：往下带2根新绳时6根旧绳受力，回收2根旧绳时，可认为4根旧绳受力；换剩余的4根旧绳：往下带4根新绳时可认为4根旧绳受力，回收4根旧绳时6根新绳受力。通过计算，提升机的载重量，载重差及摩擦衬垫的比压等均满足要求，故此方案是可行的。

5.2 方案二

采用一次性6根绳全部换完，但与传统方法不同的是，当旧绳带新绳到第一水平-520m时，做好宽罐笼侧的楔形装置用新绳把旧绳替换掉。然后再继续从第一水平-520m往第二水平-720m下放剩余的新绳，并同时在-520m水平井底车场先收掉200米旧绳（新旧绳在200米处已提前在上井口用钢丝绳卡卡牢），这样绞车的载重量、载重差及摩擦衬垫的比压也均满足提升机安全运行的要求，故此方案也是可行的。

6 两种方案的比较与选择

方案一是比较简单的，就是采用2次传统的换绳方法把一套绳换完，其优点是程序简单，但施工时间长，材料消耗多，劳动强度、工作量较

大；方案二的程序稍复杂一些，但其施工时间短，材料消耗少，劳动强度及工作量都大大降低，只要施工前准备工作做充分，施工人员熟悉施工程序，合理安排组织好现场施工，做到有条不紊，忙而不乱，方案二的优点是比较突出的。我们换绳就选择了第二种方案。

7 方案二的校核

7.1 当宽罐运行至-720时，其载重量G载重：

G载重=G旧主绳＋G长板卡＋G钢丝绳卡

其中:G旧主绳=6×3.21×(747-200)=10.535T

G载重=10.535+0.528+0.09=11.153T＜11.65T

7.2 载重差G载重差：

G载重差=G载重＋G罐笼－G平衡锤

=11.153+11.55-16.889=5.814T＜5.825T

7.3 摩擦衬垫的比压q

q T1j T2j

D d n (11.153 11.55 16.889 15.5 15.4) 103 15kg/cm2 20kg/cm2

280 2.8 6

7.4 钢丝绳的安全系数

根据《煤矿安全规程》第400条之规定：摩擦轮式提升装置专为升降物料时钢丝绳安全系数最低值Ma=7.2-0.0005Hc，

故：Ma=7.2-0.0005×802=6.799

实际钢丝绳的安全系数M=（n×Qq）/Fjmax

其中：n：钢丝绳根数，n=6

Qq：钢丝总破断力，Qq=53.9T

Fjmax：最大静拉力

Fjmax =Q旧绳+ Q新绳+Q罐笼

=10.535+15.4+ 0.528+0.09+11.55

=38.1T

M=53.9×6/38.1=8.49＞Ma=6.799

以上校核均满足要求，此方案可行。

8 实际施工中的注意要点

在带新绳阶段，是利用钢丝绳卡级铁丝将新旧绳扎在一起利用绞车旧绳带新绳并且在井口套架梁处利用钢丝绳卡留住新绳。原计划是每2米将新旧绳用铁丝扎在一起，而实际施工中考虑到2#车新绳比主井主钢丝绳直径小新旧绳之间接触面小摩擦力不足因此改为每隔800㎜将新旧绳扎在一起防止串绳，提高了安全性；另外在利用夹绳木夹绳放新绳阶段，以往换绳由于夹绳木夹绳时预紧力不够，导致在拆除完长板卡和钢丝绳卡后新钢丝绳伸长量比原基础上伸长2米，而本次换绳夹绳木则预紧力足够并且在放绳阶段根据夹绳木新绳槽的变化而多次加紧，在最后长板卡和钢丝绳卡拆完后伸长量和以往相比减少到1.5米，提高了施工质量。

在回收旧绳阶段，原计划是施工人员在5楼拆除长板卡和钢丝绳卡，同时把平衡锤侧的旧绳头从井塔3楼东、西边的窗户（每边3根）穿过后放在外面的平台上，把旧绳在平台上盘成圈进行回收。而施工中则是在井口收旧绳，当12付钢丝绳卡到达5楼后，留一付不拆除，用钢丝绳卡将在导向轮下方的新旧绳卡在一起，然后将宽罐侧预留的一付钢丝绳卡拆除，将绳卡上方的旧绳截断并安排人员拉到六楼，利用电梯打到井口装车。原方案需要人员在井塔外收旧绳，而实际施工时人员则在井口两侧回收，由于天气寒冷新方案改善了施工环境，并且直接将旧绳盘

在了车皮里避免了原计划中将旧绳从楼回收后再盘放装车的二次作业，节省了人力和时间。

9 结语

我矿于2009年2月和2011年元月都采用上述方案二的方法对副井2#提升机的提升钢丝绳进行了更换。实践证明，此种换绳方法是比较切实可行的，并为以后类似的施工提供了有益的借鉴。

参考文献：

[1]国家煤矿安全监察局.煤矿安全规程 [M ].北京：煤炭工业出版社，2010.11

[2]马新民，钟光耀，梁兴义等.矿山机械[M ].徐州：中国矿业大学出版社，1999.8

作者简介：

韩飞，任楼煤矿机电科四大件

联系地址:安徽省淮北市烈山区任楼煤矿机电科

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