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利用礦井永久提升系統更換井筒裝備技術探討

文章出處:培新礦機責任編輯:suqing作者:秩名人氣: 發表時間:2021-09-17 10:41 字體大小:【

井筒裝備主要由罐道梁、托架、罐道、梯子間、管路、電纜、井底套架、防撞梁、擋繩梁以及托管梁,以及電纜支架等組成。礦井因井筒裝備老化、故障等原因需要拆除和更換,影響礦山的正常生產,而井筒裝備工程施工又往往是工期緊、任務重、難度高、危險性大、專業性強的重點施工項目。

為了確保施工安全,縮短施工工期,研究了一套利用礦井永久提升設備更換井筒裝備的施工技術,減少了臨時設備的投入,簡化了施工環節,保證了施工安全。

1 單繩雙容器提升系統井筒裝備更換施工方案

1.1 工程概況

圖1 所示為荊各莊礦主井采用單繩纏繞式雙箕斗提升機,井筒直徑 5 m,井深 404.893 m,罐道梁 101層,標準段層間距 4.168 m。施工內容為:更換井筒內鋼軌罐道,包括 120 根長 12.5 m 的標準節罐道,8根井底非標罐道、2 根井底標準罐道、14 根井口非標罐道和 606 塊缺口板等。

圖1 荊各莊礦主井單繩纏繞式雙箕斗提升機平面圖

1.梯子間 2.偽罐道 3.罐道

1.2 設備布置方案

(1) 制作 2 套 4 層臨時吊架,多層同時作業效率高。

(2) 利用 1 臺 16 t 鑿井絞車和礦井永久提升絞車,配合永久天輪懸掛 2 個臨時吊架進行罐道的拆除與安裝,永久提升絞車吊架作為主吊架,鑿井絞車吊架作為副吊架。

(3) 利用主吊架將當班所需的全部工器具、材料及待更換的罐道等裝到吊架上,人員隨吊架一起到達指定位置。

(4) 在井架天輪平臺上懸掛 2 套 16 t 單滑輪作為導向輪,井口布置 1 臺 10 t 和 1 臺 16 t 的鑿井絞車,繞過導向輪的繩頭作為井上下接件繩使用,拆除的舊罐道吊掛至吊架上。

(5) 上井口制作井口固定盤 1 套,設計大井口門,方便吊架進出井口,便于安裝工件倒運。

(6) 井筒施工時吊架利用原鋼軌罐道導向。

1.3 施工步驟

(1) 由下至上進行罐道拆除與安裝。

(2) 每班開工前主吊架裝好當班需要安裝的新罐道、罐道卡子等附件入井。

(3) 副吊架側的罐道由主吊架運至安裝位置,再利用接件鑿井絞車將罐道由主吊架送至副吊架安裝位置。

(4) 在第 2 層和第 3 層吊架之間設置折頁板,防止氣割產生的火星燙傷人,防止卡皮、道心磚、螺栓等在拆除過程中墜落傷人。

(5) 利用 10 t 和 16 t 接件鑿井絞車的繩頭將罐道吊住,松開螺栓后,利用劈斧將卡子與罐道分開,罐道卡子拆除后再拆除罐道,拆除邊道時必須先將偽罐道用 6×19-φ6 mm 鋼絲繩栓綁,防止偽罐道墜入井筒,偽罐道拆除后放到吊架上清理備用。

(6) 將拆除的舊罐道懸吊在吊架上等候上井。

(7) 用氣焊將需要更換的缺口板割掉,并清理干凈。更換缺口板時,下缺口板不更換,直接拆除上缺口板,以下缺口板為安裝基準點安裝新的缺口板,然后安裝罐道并用罐道卡子卡固。

2 多繩摩擦式混合井井筒裝備更換施工方案

2.1 工程概況

開灤范各莊礦新井井筒直徑 7.8 m,井深 580 m,罐道梁 168 層,層間距 3.5 m,井塔式結構,井筒內布置主、副井 2 套提升系統。集中停井 30 天,更換罐道 60 根,新安裝罐道梁及管子梁 20 層,范各莊礦新井布置如圖 2 所示。

2.2 設備布置方案

(1) 在井口周圍布置鑿井絞車 3 臺并纏繩,其中 1臺用于吊壓風管和電纜,2 臺用于井筒內接件。

(2) 分別為罐籠和箕斗布置加工操作平臺 4 套、保護盤 2 套和折頁盤 1 套,供施工人員在井筒內施工。

圖2 范各莊礦新井布置

1.北溝箕斗 2.南溝箕斗 3.東溝罐籠 4.西溝罐籠

(3) 箕斗作為人員上下和物料的運輸工具。20 層罐道梁安裝完成后,拆除罐籠頂上的折頁盤,在罐籠和箕斗上部安裝更換罐道用的操作平臺,更換 60 根罐道 。

2.3 施工順序

檢查鑿井絞車的纏繩→加工施工平臺→打眼安裝錨桿、托架→安裝施工平臺→安裝新罐道梁 20 層→更換 60 根罐道→拆除臨設→調試驗收。

2.4 罐道梁安裝 (以北側罐道梁為例)

施工人員站在西溝罐頂及折頁盤組成的施工平臺上,利用北溝箕斗西側首繩吊起罐道梁,送箕斗至施工位置,用 1 號件車將罐道梁接過,提 1 號件車及北溝箕斗,北溝箕斗頂與施工平臺打平,用 2 號件車吊住罐道梁,慢送 1 號件車,慢提 2 號件車,直至將罐道梁吊到兩端托架上,找正罐道梁,安裝連接螺栓,如圖 3、4 所示。

圖3 副井折頁平臺布置

1.北溝箕斗 2.南溝箕斗 3.西溝罐籠

圖4 穩車及井筒吊點布置

2.5 罐道更換

(1) 拆除罐籠頂的折頁盤,在罐頂安裝操作平臺2 套,位置如圖 5 所示。1.2 號吊件穩車 2.北溝箕斗 3.2 號機械信號 4.南溝箕斗 5.1 號吊件穩車 6.吊風管和電纜穩車 7.1 號機械信號 8.西溝罐籠 9.東溝罐籠

圖5 罐道更換示意

1.罐籠頂 2.新罐道 3.舊罐道 4.罐道梁 5.2 t 手拉葫蘆

(2) 用專用板卡纜在首繩上卡好,在卡纜上提前焊接好吊點,懸掛繩扣 2 條,作為罐道吊運繩扣。

(3) 起吊罐道,將罐道與吊運繩扣連接好后,緩慢提升罐籠,罐道下端用調度絞車拉緊,隨著罐籠的提升緩慢松調度絞車,將罐道吊進井筒,速度不超過0.5 m/s。

(4) 將罐籠送至需要更換罐道位置,在上道頭的上層梁懸掛 2 t 手拉葫蘆,在舊罐道上道頭用氣割加工起吊孔,用手拉葫蘆吊好舊罐道。

(5) 施工人員由上往下拆除舊罐道螺栓,將舊罐道上道頭與主繩上的吊運繩扣連接,松手拉葫蘆,將舊罐道送至吊運繩扣受力為止,拆除手拉葫蘆與舊罐道連接。

(6) 將手拉葫蘆與新罐道上道頭連接,操作手拉葫蘆至新道吊運繩扣不受力為止。調整新罐道位置,使新道上下道頭與舊道頭接口符合規范要求。

(7) 由下至上安裝罐道螺栓。

(8) 罐籠吊運舊道上井,利用上井口調度絞車牽出舊道,運至指定存放地點。罐道更換用平臺如圖 6所示。

圖6 罐道更換用平臺

1.平臺保險 2.保護盤 3.平臺欄桿 4.施工平臺 5.平臺固定卡纜 6.平臺立柱 7.罐籠頂

3 新工藝的優點

(1) 在單繩纏繞式提升系統井筒裝備更換過程中,利用永久提升機取代臨時提升機懸掛吊架在井筒內施工,設計符合要求的井口固定盤及井口門,施工用的物料、人員隨吊架一同入井,避免井筒吊運,提高了施工安全性。

(2) 該工藝簡單,降低了施工投入,減少了工作量,減少了人員,提高了施工效率,降低了施工風險,增加了利潤率。

(3) 在摩擦式提升系統中進行井筒裝備更換,罐籠、箕斗等提升容器的拆除和安裝工藝復雜,不便拆除,無法將吊架作為工作平臺,在罐籠頂部加裝 1 個折頁平臺并加裝欄桿等安全設施作為施工操作平臺。用提升繩的卡繩扣吊運構件,更換構件隨施工人員同時上下井。

4 結語

利用礦井永久提升系統更換井筒裝備技術,與傳統的井筒裝備施工方法相比,不需要重新布置臨時提升機,減少了施工準備工程量,縮短了準備工期;優化了勞動力結構、機具材料配置及施工工序,降低了施工費用;施工人員與材料等同時上下井,避免了井筒內的平行作業,提高了施工安全性。該技術在開灤荊各莊礦主井罐道的更換、唐山礦 3 號井排水管路更換、范各莊礦混合井罐道及罐道梁更換等工程中得到了成功應用,取得了良好的經濟效益和社會效益,具有良好的推廣價值。

 

 

引文格式: 

[1] 邢貴坡用礦井永久提升系統更換井筒裝備技術探討[J].礦山機械,2020,48(5):76-78.


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