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      利用礦井永久提升系統(tǒng)更換井筒裝備技術(shù)探討

      2020-06-09 09:20:06
      礦山機(jī)械 2020年5期
      關(guān)鍵詞:罐道箕斗罐籠

      唐山開灤建設(shè) (集團(tuán)) 有限責(zé)任公司 河北唐山 063000

      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[1]。礦井因井筒裝備老化、故障等原因需要拆除和更換[2],影響礦山的正常生產(chǎn),而井筒裝備工程施工又往往是工期緊、任務(wù)重、難度高、危險(xiǎn)性大、專業(yè)性強(qiáng)的重點(diǎn)施工項(xiàng)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(shè)備更換井筒裝備的施工技術(shù),減少了臨時(shí)設(shè)備的投入,簡(jiǎn)化了施工環(huán)節(jié),保證了施工安全。

      1 單繩雙容器提升系統(tǒng)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(jī),井筒直徑 5 m,井深 404.893 m,罐道梁 101層,標(biāo)準(zhǔn)段層間距 4.168 m。施工內(nèi)容為:更換井筒內(nèi)鋼軌罐道,包括 120 根長(zhǎng) 12.5 m 的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)罐道,8根井底非標(biāo)罐道、2 根井底標(biāo)準(zhǔn)罐道、14 根井口非標(biāo)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(jī)平面圖

      1.2 設(shè)備布置方案

      (1) 制作 2 套 4 層臨時(shí)吊架,多層同時(shí)作業(yè)效率高。

      (2) 利用 1 臺(tái) 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(gè)臨時(shí)吊架進(jìn)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(dāng)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(dá)指定位置。

      (4) 在井架天輪平臺(tái)上懸掛 2 套 16 t 單滑輪作為導(dǎo)向輪,井口布置 1 臺(tái) 10 t 和 1 臺(tái) 16 t 的鑿井絞車,繞過導(dǎo)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(shè)計(jì)大井口門,方便吊架進(jìn)出井口,便于安裝工件倒運(yùn)。

      (6) 井筒施工時(shí)吊架利用原鋼軌罐道導(dǎo)向。

      1.3 施工步驟

      (1) 由下至上進(jìn)行罐道拆除與安裝。

      (2) 每班開工前主吊架裝好當(dāng)班需要安裝的新罐道、罐道卡子等附件入井。

      (3) 副吊架側(cè)的罐道由主吊架運(yùn)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(shè)置折頁板,防止氣割產(chǎn)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(shí)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(shí),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(zhǔn)點(diǎn)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(jié)構(gòu),井筒內(nèi)布置主、副井 2 套提升系統(tǒng)。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(shè)備布置方案

      (1) 在井口周圍布置鑿井絞車 3 臺(tái)并纏繩,其中 1臺(tái)用于吊壓風(fēng)管和電纜,2 臺(tái)用于井筒內(nèi)接件。

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

      圖2 范各莊礦新井布置

      (3) 箕斗作為人員上下和物料的運(yùn)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(tái),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(tái)→打眼安裝錨桿、托架→安裝施工平臺(tái)→安裝新罐道梁 20 層→更換 60 根罐道→拆除臨設(shè)→調(diào)試驗(yàn)收。

      2.4 罐道梁安裝 (以北側(cè)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(tái)上,利用北溝箕斗西側(cè)首繩吊起罐道梁,送箕斗至施工位置,用 1 號(hào)件車將罐道梁接過,提 1 號(hào)件車及北溝箕斗,北溝箕斗頂與施工平臺(tái)打平,用 2 號(hào)件車吊住罐道梁,慢送 1 號(hào)件車,慢提 2 號(hào)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(tái)布置

      2.5 罐道更換

      圖4 穩(wěn)車及井筒吊點(diǎn)布置

      (1) 拆除罐籠頂?shù)恼垌摫P,在罐頂安裝操作平臺(tái)2 套,位置如圖 5 所示。1.2 號(hào)吊件穩(wěn)車 2.北溝箕斗 3.2 號(hào)機(jī)械信號(hào) 4.南溝箕斗 5.1 號(hào)吊件穩(wěn)車 6.吊風(fēng)管和電纜穩(wěn)車 7.1 號(hào)機(jī)械信號(hào) 8.西溝罐籠 9.東溝罐籠

      圖5 罐道更換示意

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

      (3) 起吊罐道,將罐道與吊運(yùn)繩扣連接好后,緩慢提升罐籠,罐道下端用調(diào)度絞車?yán)o,隨著罐籠的提升緩慢松調(diào)度絞車,將罐道吊進(jìn)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(yùn)繩扣連接,松手拉葫蘆,將舊罐道送至吊運(yùn)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(yùn)繩扣不受力為止。調(diào)整新罐道位置,使新道上下道頭與舊道頭接口符合規(guī)范要求。

      (7) 由下至上安裝罐道螺栓。

      (8) 罐籠吊運(yùn)舊道上井,利用上井口調(diào)度絞車牽出舊道,運(yùn)至指定存放地點(diǎn)。罐道更換用平臺(tái)如圖 6所示。

      圖6 罐道更換用平臺(tái)

      3 新工藝的優(yōu)點(diǎn)

      (1) 在單繩纏繞式提升系統(tǒng)井筒裝備更換過程中,利用永久提升機(jī)取代臨時(shí)提升機(jī)懸掛吊架在井筒內(nèi)施工,設(shè)計(jì)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(yùn),提高了施工安全性。

      (2) 該工藝簡(jiǎn)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(fēng)險(xiǎn),增加了利潤(rùn)率。

      (3) 在摩擦式提升系統(tǒng)中進(jìn)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(fù)雜,不便拆除,無法將吊架作為工作平臺(tái),在罐籠頂部加裝 1 個(gè)折頁平臺(tái)并加裝欄桿等安全設(shè)施作為施工操作平臺(tái)。用提升繩的卡繩扣吊運(yùn)構(gòu)件,更換構(gòu)件隨施工人員同時(shí)上下井。

      4 結(jié)語

      利用礦井永久提升系統(tǒng)更換井筒裝備技術(shù),與傳統(tǒng)的井筒裝備施工方法相比,不需要重新布置臨時(shí)提升機(jī)[3],減少了施工準(zhǔn)備工程量,縮短了準(zhǔn)備工期;優(yōu)化了勞動(dòng)力結(jié)構(gòu)、機(jī)具材料配置及施工工序,降低了施工費(fèi)用;施工人員與材料等同時(shí)上下井,避免了井筒內(nèi)的平行作業(yè),提高了施工安全性。該技術(shù)在開灤荊各莊礦主井罐道的更換、唐山礦 3 號(hào)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(yīng)用,取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,具有良好的推廣價(jià)值。

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