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礦用無極繩絞車鋼絲繩更換方法優(yōu)化與應(yīng)踐
發(fā)布時間：2021-09-29 15:16 文章來源：未知 文章作者：admin 點擊數(shù)：
0引言 在煤礦生產(chǎn)過程中，提升系統(tǒng)屬于一個重要環(huán)節(jié)，尤其是鋼絲繩在整個系統(tǒng)中有重要作用鋼絲繩由于磨損及疲勞，要不定期進(jìn)行更換。礦用無極繩絞車鋼絲繩的更換歷來是一項費
0引言
在煤礦生產(chǎn)過程中，提升系統(tǒng)屬于一個重要環(huán)節(jié)，尤其是鋼絲繩在整個系統(tǒng)中有重要作用·鋼絲繩由于磨損及疲勞，要不定期進(jìn)行更換。礦用無極繩絞車鋼絲繩的更換歷來是一項費時費力，操作難度大的工作任務(wù)，目前通用的方法主要利用無極繩梭車牽引新的鋼絲繩，以實現(xiàn)對新繩的布設(shè)，同時在尾輪處設(shè)置滑輪做臨時尾輪，從而達(dá)到導(dǎo)向的目的。此種方法所需用工器具及準(zhǔn)備工作較多，工序上費時費力，且人力作業(yè)量較大，實際操作過程中困難也較多，不利于安全作業(yè)。為了礦井的安全高效生產(chǎn)，某煤礦嘗試從主運輸大巷無極繩絞車鋼絲繩更換方法上進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，研究摸索出更加省時省力、操作簡單的換繩工藝方法戰(zhàn)。
1背景技術(shù)
礦用無極繩絞車作為一種常用的輔助運輸裝備，應(yīng)用十分廣泛。作為提供直接拉力的媒介，絞車鋼絲繩承受著負(fù)荷及摩擦，特別是主要運輸巷道的無極繩絞車，運行繁忙，工作量大，容易疲勞磨損，鋼絲繩必須加強(qiáng)繩徑及斷絲情況的日常檢查，不能滿足安全使用要求，需及時進(jìn)行更換。由于鋼絲繩的使用時限及疲勞造成強(qiáng)度下降，一般鋼絲繩運行每半年就需進(jìn)行更換。目前通用的方法主要利用無極繩梭車牽引新鋼絲繩，以實現(xiàn)對新繩的布設(shè)，同時在尾輪處設(shè)置20T滑輪做臨時尾輪，從而達(dá)到導(dǎo)向的目的。新鋼絲繩穿過軌道底部又道及通過無極繩絞車張緊器和滾筒時，均需人工操作，完成后重新將新繩固定在梭車上。新繩布設(shè)完成后，最后進(jìn)行緊繩試車，完成整個換繩工作。
此種方法主要存在以下不足·一是所需用工器具及準(zhǔn)備工作較多，需要提前準(zhǔn)備并安裝3臺調(diào)度絞車，其中2臺分別安設(shè)于前后尾輪處用于繩頭換向時拉繩，第3臺調(diào)度絞車則用于回收舊繩，同時要單獨安裝20T滑輪做臨時尾輪。二是工藝上費力，人工作業(yè)量較大，需作業(yè)人員約15人，要多次拆卸、安裝梭車鋼絲繩，將新繩從岔道下穿過；3臺調(diào)度絞車打運、安裝穩(wěn)固需多人分組進(jìn)行；新繩穿入張緊器及纏繞無極繩絞車滾筒時，也需多人人工操作。三是所用時間較長，整個換繩過程所用時間器2個單班共計16h以上，各個工序之間還要合理安排，緊密配合。四是作業(yè)安全性不高，作業(yè)過程中由于工序多、人工作業(yè)量大、人員交又作業(yè)多，實際操作中困難也較多，不利于現(xiàn)場指揮，作業(yè)安全性難以有效保障。
2換繩工藝優(yōu)化改進(jìn)的思路和方法
2.1主要思路
為了克服以往技術(shù)方法存在工序繁多、準(zhǔn)備工作量及人工作業(yè)量大、工藝上費時費力，且作業(yè)的安全性難以得到可靠保證等問題和不足，聯(lián)系井下斜巷運輸皮帶裁剪、更換方法，研究探索一種新的鋼絲繩更換方法，簡化工序，節(jié)約人力、物力和時間成本，進(jìn)一步提高作業(yè)的安全高效性。
2.2皮帶更換方法概述
根據(jù)常見斜巷皮帶輸送示意圖.如圖1所示。
對皮帶更換方法進(jìn)行概述。裁切、更換皮帶時，首先將要裁切的部分起點轉(zhuǎn)到K點，并將皮帶夾緊，防止滑脫；從K處裁切，將K點上端帶頭與新帶進(jìn)行硫化搭接；硫化結(jié)束后，拆除夾帶裝置，用鋼絲繩捆綁K點處的舊帶頭，與提前安置的調(diào)度紋車相連；然后同時開啟調(diào)度絞車和皮帶機(jī)，保持二者同速，硫化的新帶由皮帶機(jī)滾筒向上拉，調(diào)度絞車從K點向外拉舊帶頭，從而完成舊帶的裁切及回撤；舊帶裁撤后再硫化另一處皮帶接頭，最后完成緊帶及調(diào)試工作“。
優(yōu)化后的鋼絲繩更換方法思路來源于此，即利用原驅(qū)動裝置及調(diào)度絞車實現(xiàn)一進(jìn)一出、循環(huán)轉(zhuǎn)動，采用新舊皮帶及鋼絲繩搭接的方法一次性完成新
帶、新繩的鋪設(shè)，減少準(zhǔn)備工作量，節(jié)約時間，提高工
作效率。
媒
：。
圖1斜巷皮帶輸送示意
Fig.1 Bel conveying in inclined roadway
2.3鋼絲繩更換技術(shù)方案
無極繩絞車鋼絲繩更換過程示意圖，如圖2所
示。首先準(zhǔn)備好新鋼絲繩盤，將無極繩梭車停在軌
道端頭處，分別取下舊繩兩端并固定好以防滑脫，然
后用電機(jī)車將新繩頭拉至梭車處，將新繩繩頭和舊
繩下行端拆解開，將2個繩頭的繩股各剁去一半，然
后進(jìn)行編織纏繞、完成插接，插接部分用細(xì)鐵絲緊扎，舊繩另一端固定在電機(jī)車尾部·準(zhǔn)備工作就緒
后，開啟無極繩絞車緩慢下行，同時電機(jī)車上行拉舊繩，運行過程中保持二者速度一致，這樣就完成了新
舊繩的循環(huán)更換。
新別絲
湖鏈庭鋼絲繩循接段
無極繩紋車
l oomo一也機(jī)車前導(dǎo)向輪H后導(dǎo)向輪
無板組滾簡及張緊器
圖2無極繩絞車鋼絲繩更換過程示意
Fig.2 Wire rope replacement process of endless rope winch電機(jī)車向外拉繩時可根據(jù)井下環(huán)境實際情況，分段拉出，將舊繩回收，也可采用專用的收繩裝置回
收舊繩。過程中，新繩繩頭通過無極繩絞車碼室張緊器及絞車滾筒時，需要密切關(guān)注。新繩布設(shè)到位后，將兩端頭分別取下并選取合適長度固定在梭車
上，再進(jìn)行緊繩試車，完成整個換繩工作-1。
3優(yōu)化丁藝實施流釋
下面結(jié)合技術(shù)方案對工藝作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
3.1新繩準(zhǔn)備
準(zhǔn)備好新鋼絲繩，在軌道端頭適當(dāng)位置將新鋼
絲繩盤用支撐架吊起來，支撐架需提前加工，包括左右對稱的一副支撐架及一根橫軸，橫軸穿過繩盤，坐
洛于支撐架上。整個支撐架要求穩(wěn)固牢靠，能支撐
整盤鋼絲繩重量，繩盤能靈活轉(zhuǎn)動，并且現(xiàn)場準(zhǔn)備制動桿，用于系統(tǒng)停車時臨時制動，防止繩盤由于慣性繼續(xù)轉(zhuǎn)動她。
3.2無極繩梭車準(zhǔn)備
將無極繩梭車停在軌道端頭、新繩盤附近，從梭車上分別取下舊繩兩端，并用繩卡固定好以防滑脫，兩端頭均需額外留足長度以利于作業(yè)，其中下行端外留部分用以和新繩插接，上行端需和電機(jī)車連接。
3.3新舊繩頭插接
將新繩頭用電機(jī)車牽引至梭車處，分別拆解開新繩繩頭和舊繩下行端，并將2個繩頭的繩股各刷去一半，接著將2個繩頭對在一起編織纏繞，進(jìn)行插接。插接長度參考有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，小插接一般不小于鋼絲繩直徑的40~50倍《煤礦安全規(guī)程》第414條規(guī)定，鋼絲繩接頭的插接長度不得小于鋼絲繩直徑的1000倍·這2種插接長度的要求是為了確保鋼絲繩正常安全使用·以小插接法為例計算，礦井常用無極繩絞車為SQ-120（132）P型變頻式無極繩絞車，鋼絲繩直徑為28mm，計算插接長度約11.2～
14m?？紤]到換繩過程中無極繩絞車不帶負(fù)載、低速運行，且插接段僅在換繩過程中使用一次，結(jié)合實際試驗情況，插接長度一般不小于5m8。編制插接過程中要注意鋼絲繩的捻向，對繩頭時要拉緊使兩端繩的捻距一致。插接完成后，再用細(xì)鐵絲（14#）對插接段進(jìn)行緊扎以提高連接強(qiáng)度，最后將舊繩另一端用鋼絲繩卡重新固定在電機(jī)車尾部，由電機(jī)車向外拉M。
3.4新舊鋼絲繩更換
一切準(zhǔn)備工作就緒后，開啟無極繩絞車緩慢下行，速度控制在0.5~1m/s之間，同時電機(jī)車反方向運行向外拉舊繩，運行過程保持二者速度一致。電機(jī)車?yán)f繩時，受巷道長度限制，可分次進(jìn)行，每次需取下固定的鋼絲繩并裁切拉出的部分，電機(jī)車空車返回并重新固定鋼絲繩，如此反復(fù)。舊繩的回撤、回收也可采用專用的收繩裝置或調(diào)度較4。無極繩絞車運行時，沿途需安排多人進(jìn)行監(jiān)護(hù)，過程中要密切關(guān)注插接頭運行情況，特別是過夾繩輪、尾輪及無極繩絞車酮室張緊器和絞車滾筒，發(fā)現(xiàn)插接繩頭或緊扎的細(xì)鐵絲有松動現(xiàn)象則立即停車處理。
無極繩絞車過后導(dǎo)向輪時，需拆除原固定的兩端繩頭，調(diào)換方向并重新固定，然后再換向上行，從而完成新繩的鋪設(shè)。
3.5緊繩試車
當(dāng)無極繩絞車牽引新繩頭運行至前導(dǎo)向輪附近時，此時舊繩已經(jīng)回撒完畢，取下舊繩繩頭；然后將新繩盤的繩頭取下，繞過前導(dǎo)向輪后選取合適長度固定在梭車上；最后再緊繩試車，完成整個換繩工作。
4實際應(yīng)用效果分析
優(yōu)化后的鋼絲繩更換方法經(jīng)過試驗，并多次在實踐中得到應(yīng)用，取得了良好效果。目前新的方法已經(jīng)運用成熟，并得到推廣。
4.1工藝簡單，準(zhǔn)備工作量及作業(yè)環(huán)節(jié)顯著減少作業(yè)過程不需用提前打運、安設(shè)臨時尾輪、調(diào)度絞車等工具和設(shè)備，準(zhǔn)備工作大大減少；換繩過程中不需要人工將鋼絲繩穿過道岔，且鋼絲繩進(jìn)入無極繩絞車張緊器、纏繞滾筒不需人工作業(yè)，整個作業(yè)過程中間作業(yè)環(huán)節(jié)少，工藝簡單，易于操作。
4.2現(xiàn)場作業(yè)安全性較高由于準(zhǔn)備工作量及中間作業(yè)環(huán)節(jié)大大減少，人員數(shù)量便可以有效縮減，人工作業(yè)量降低，且易于操作，作業(yè)人員的安全性大大提高；工藝簡單，交又作業(yè)量小，易于現(xiàn)場管理人員指揮、監(jiān)護(hù)，現(xiàn)場作業(yè)安全風(fēng)險大大降低。
4.3節(jié)省人力，降低作業(yè)人員勞動工作量新鋼絲繩的布設(shè)由舊繩牽引，動力主要由無極繩絞車和電機(jī)車形成閉合循環(huán)，不需用操作調(diào)度絞車，也不需人力穿過岔道及無極繩張緊器。相較以往換繩方法，所需作業(yè)人員數(shù)量從15人降至6~10人，可以有效減少近一半的作業(yè)人員數(shù)量，并大大降低工人的勞動強(qiáng)度和工作量。
4.4節(jié)省時間，創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益新工藝方法準(zhǔn)備工作及中間環(huán)節(jié)大大減少，整個換繩過程中除新繩頭過后導(dǎo)向輪及暫停分次裁撒舊繩外，幾乎不停車。整個換繩過程所用時間由2個單班共計16h以上可以降至一個單班8h之內(nèi)，顯著節(jié)約礦并正常生產(chǎn)時間，可以創(chuàng)造直接生產(chǎn)效益l-1國，也減少了其他區(qū)隊不必要的勞動力及時間浪費，降低成本。
5結(jié)語
隨著國家宏觀經(jīng)濟(jì)政策改革和煤炭能源行業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的推行，煤炭工業(yè)要朝向高質(zhì)量發(fā)展的道路。煤礦企業(yè)，要依靠科技創(chuàng)新，減員增效，實現(xiàn)煤礦安全高效生產(chǎn)?？焖?、安全的完成鋼絲繩更換便是礦井安全性、經(jīng)濟(jì)性的內(nèi)在要求。新的鋼絲繩更換方法便是從實際工作中不斷摸索并經(jīng)過試驗，優(yōu)化形成的一種新的成熟工藝。優(yōu)化后的鋼絲繩更換方法，工藝簡單、省時省力、作業(yè)安全性大大提高，對于提升礦井運輸安全、創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益有顯著作用，具有很好的推廣意義。
控制巷道北幫幫距30m的鉆孔設(shè)計為長孔，控制巷道的鉆孔設(shè)計為短孔，相鄰長孔間、相鄰短孔間的終孔間距為30m，長短孔結(jié)合施工有效進(jìn)尺共控制巷道37m平距范圍，即北幫向北30m、南幫向南3m和巷道寬度4m。根據(jù)現(xiàn)場試驗，單回次鉆孔能夠控制巷道范圍全部空區(qū)，相鄰回次鉆孔的長短孔相疊加達(dá)到相互驗證和有效消除空白區(qū)的效果。
3.5鉆探施工情況
31151回風(fēng)巷累計施工252個低位巖巷穿層探放水鉆孔，總進(jìn)尺為18802m，下設(shè)dl08mm套管1512m，施工鉆孔大部無水，個別鉆孔釋放有少量空區(qū)水。經(jīng)過探放水工程的施工查明了采空區(qū)積水情況，消除了原有積水區(qū)，減少了礦井老空積水面積5377m2、積水量5507m3。
3.6低位巖巷穿層探放老空水效果驗證根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)和條件，采用瞬變電磁超前物探方法對鉆探效果進(jìn)行驗證。根據(jù)物探結(jié)果顯示物探成果與鉆探結(jié)果一致，驗證了鉆探結(jié)果的準(zhǔn)確性，巷道掘進(jìn)后實揭地質(zhì)及水文地質(zhì)情況對鉆探、物探結(jié)果進(jìn)一步驗證，三者在很大程度上達(dá)到了一致性，表明低位巖巷穿層探放水技術(shù)在采空區(qū)水害治理中的應(yīng)用具有很強(qiáng)的操作性。
4結(jié)語
低位巖巷穿層探放水的施工一方面實現(xiàn)了采空區(qū)煤巷掘進(jìn)期間的零影響，相較于煤巷迎頭探放水節(jié)省了約2個月的時間成本，在一定程度上減緩了采掘接續(xù)緊張的局面·另一方面，實現(xiàn)了鉆探控制范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超前掘進(jìn)工程，巖巷排水系統(tǒng)的優(yōu)化，減少了煤巷誤揭積水區(qū)導(dǎo)致淹工作面的可能，有效節(jié)省了災(zāi)害治理成本，創(chuàng)造了較高的經(jīng)濟(jì)效益，可以為相似條件的礦井提供較高的參考價值。
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