一種特殊的礦山立井塔式提升系統(tǒng)安裝工藝研究

崔永謙 婁克建

摘 要：塔式摩擦式提升機在礦山立井提升系統(tǒng)中被廣泛采用，一般要在井口地面以上建設一座鋼筋混凝土井塔，塔式摩擦式提升機和導向輪一般布置在井塔內(nèi)幾十米高的樓層，井塔內(nèi)安裝有鋼結構套架及罐道，提升機通過搭放在滾筒上的鋼絲繩與滾筒襯墊之間的摩擦力實現(xiàn)容器的提升與下放。但是有一種塔式摩擦式提升機采用了落地式安裝，其形式為提升機直接坐落在井口井筒正上方，導向輪位于井筒內(nèi)，提升容器不提升到地面而是提升到井下的某個水平，整個提升系統(tǒng)除提升機在地面外，其他所有設施均在井下，這種情況非常少見，給安裝和維護運營帶來很大挑戰(zhàn)。針對這種特殊塔式摩擦式提升系統(tǒng)，將其安裝工藝進行細致的討論和會審，研究出一套安裝工藝，保證了施工工期、安全和質量。

關鍵詞：礦山立井;特殊的;塔式提升系統(tǒng);安裝工藝

0 引言

近年來，隨著礦產(chǎn)資源的大規(guī)模開采，使礦山開采逐步向深部開采延伸，各種復雜的開采方式應運而生。礦井立井提升普遍采用兩類方式，即單繩纏繞式提升和多繩摩擦式提升，其中單繩纏繞式因滾筒容繩量、鋼絲繩直徑的限制及安全性的影響，在大型礦井中已基本不采用;而多繩摩擦式提升系統(tǒng)又分為落地式多繩摩擦式提升和井塔式多繩摩擦式提升。落地式多繩摩擦式提升為在井筒上方安裝鋼井架，在井口旁布置提升機房，地面提升機利用鋼絲繩通過鋼井架上的上、下天輪將提升容器連接形成提升系統(tǒng)。塔式提升采用在井筒上方施工一棟井塔（高層鋼筋砼建筑），提升機、導向輪在井塔內(nèi)安裝，因采暖保溫有保證，提升系統(tǒng)不受氣候影響，特別適用于北方嚴寒地區(qū);提升設備均在井塔內(nèi)，設備檢修維護方便;耐久性好，后期維護成本低，占地面積小等優(yōu)點，而被大量采用。為了節(jié)省資金投入，有的礦井在設計時壓縮井塔的投入，將提升機直接坐落到井口上方，將導向輪布置在井筒內(nèi)，將上部金屬支撐結構布置在井筒內(nèi)，礦石不提升到地面而是提升到某一水平處，系統(tǒng)仍然是塔式提升，但是把井塔改為了普通的井口房，從而大大減少了資金投入。本文所述的特殊形式塔式多繩摩擦式提升系統(tǒng)就是這種形式的代表。

圖1，圖2這種特殊形式的塔式多繩摩擦式提升系統(tǒng)，施工難度大，工序復雜，施工工期長。通過對照圖紙與施工現(xiàn)場結合，項目管理團隊指導了一套科學的施工方案，保質保量保安全并按期完成了提升系統(tǒng)的施工任務，為其他復雜形式的礦井提升系統(tǒng)安裝提供了經(jīng)驗積累。

1 工程概況

郝家河銅礦深部（坑內(nèi)開采1500t/d）采礦技改項目箕斗豎井安裝工程位于云南省牟定縣。主井設計采用JKM-2.25×4Pl型井塔多繩摩擦式提升機負責礦石提升任務，主井提升機基礎直接坐落在井筒正上方，導向輪位于井筒內(nèi)，礦石提升到-73m位置，不提升到地面，為特殊形式的塔式多繩摩擦式提升系統(tǒng)。主井井筒直徑4.9米，井深713米。提升容器為一個4m3底卸式箕斗配平衡錘系統(tǒng)，首繩型號22ZBB6V×34+1WR，760米，4根;尾繩型號32NAT18×7+LWS+ZS，660米，2根。井筒內(nèi)型號為38NAT-ZZ-1180-SL/ZL鋼絲繩罐道6根，玻璃鋼梯子間55層，井筒內(nèi)有473m沒有梯子間。井筒內(nèi)上部金屬支持結構、井底下部金屬支持結構及井上、下?lián)豕蘖?、鋼絲繩罐道固定梁、尾繩隔離裝置等。井筒內(nèi)敷設有各類電纜4根。井筒內(nèi)溫度32℃。

2 施工難點

因提升機直接坐落于井筒井口上方，導向輪位于井筒內(nèi)，地面無井架或井塔，需要用臨時井架先完成井筒內(nèi)裝備的安裝，然后將箕斗、平衡錘、首繩及尾繩提前下放到井筒內(nèi)的設計位置，進行臨時固定;拆除臨時井架后，開挖井口基礎進行井口提升機房的土建施工，穿插進行提升機和導向輪等設備的安裝，最后進行首繩和尾繩的連接，形成提升系統(tǒng)，因提升機房土建及設備安裝無法與井筒內(nèi)裝備平行作業(yè)，施工工期較長。平衡錘掛設時，因井口提升機已安裝完，沒有足夠空間，在井筒內(nèi)要通過改向天輪和滑輪配合才能完成平衡錘的上提懸掛工作。本提升系統(tǒng)的罐道采用鋼絲繩罐道，罐道繩的上端固定在井筒內(nèi)的鎖繩梁上，井筒內(nèi)鎖繩施工較困難。在井筒中間有約473m沒有梯子間，人員下井需從老區(qū)經(jīng)過3條斜井和2千米井底平巷才能到達主井井底。因大部分安裝工作需要在井下完成，且井筒內(nèi)高溫和通風不良，造成了很大的施工難度。

3 施工工藝流程

施工工藝流程：臨時設施布置→井筒內(nèi)放基準線→井底裝載硐室設備下放→平衡錘配重塊、罐道繩配重塊和尾繩下放至井底→井筒下部裝備安裝→箕斗下放至裝載硐室位置→平衡錘（含1/3的配重）下放至吊裝硐室→井筒內(nèi)上部結構安裝→井筒上部裝備及梯子間安裝→卸載口設備安裝→電纜敷設→拆除吊盤→罐道繩下放安裝→臨時封井口→臨時井架等設施拆除→土建施工提升機房基礎及整體結構→提升機設備及電氣設備安裝→提升機試運行→首繩披繩→利用地面鑿井絞車提升系統(tǒng)懸掛平衡錘→首繩完成連接→利用提升機帶動井底尾繩完成尾繩安裝→系統(tǒng)試運行和井筒信號安裝→提升機房內(nèi)外墻粉飾。

4 施工方案

4.1 井筒裝備安裝

在V型臨時鑿井井架上布置臨時天輪平臺，井口南側安裝一臺JK-2.5/20A臨時提升機，用于上、下人及物料提升。另布置4臺16t鑿井絞車用于懸掛吊盤，2臺10t鑿井絞車用于固定臨時罐道繩，1臺16t鑿井絞車用于井筒內(nèi)吊運物料。吊盤在井口組裝時，將第四層軟盤與第三層吊盤綁扎在一起。封口盤安裝完成后，下放吊盤卡設基準線。井筒內(nèi)布置4根基準線作為安裝尺寸控制線，基準線布置時，同時完成卸載口設備、裝載口設備和平衡錘配重塊下放（下放2/3），以及電纜支架安裝。接著下放尾繩、罐道繩配重塊;然后施工井筒下部裝備及梯子間。將吊盤第一層下放到井底硐室位置，使用吊盤開鑿井筒梁窩及安裝下部裝備邊梁等;最后將第四層軟盤改制成圓盤，利用第四層軟盤從上往下一次成型安裝下部防撞梁、井下鋼絲繩罐道固定裝置、尾繩保護裝置等。施工完成后，將第四層軟盤解體后提升至井口。再利用三層固定盤由下往上安裝梯子間及裝備。利用吊盤完成井筒內(nèi)上部裝備及梯子間安裝，然后拆除吊盤。

4.2 鋼絲繩罐道的懸掛

利用地面布置的4臺16t鑿井絞車通過臨時井架的天輪向井筒內(nèi)下放6根鋼絲繩罐道，在井底完成罐道繩配重的掛設，將鋼絲繩罐道上端用鎖繩器固定在井口向下26m處的鎖繩梁上。

4.3 箕斗下放

利用地面布置的4臺16t鑿井絞車分別纏繞一根永久首繩，開動鑿井絞車將箕斗下放到井底裝載硐室位置，在井上鎖繩梁（井口向下26m）處用鎖繩器將首繩固定，將多余的首繩暫時放到回風平巷內(nèi)。

4.4 平衡錘安裝

利用1臺井筒裝備期間的16t鑿井絞車纏繞一根6*37-32-1670鋼絲繩，鋼絲繩通過提升機大廳布置的一臺Φ650天輪下放到導向輪層，在導向輪層布置一臺10t改向滑車和1臺Φ650改向天輪，通過滑車和天輪改向向井筒內(nèi)下放鋼絲繩，鋼絲繩下放到吊裝硐室位置（井口向下106m），鋼絲繩通過2個10t卸扣與吊裝硐室內(nèi)的平衡錘相連，開動16t鑿井絞車上提平衡錘，將平衡錘吊放在井筒內(nèi)。在平衡錘兩側搭設臨時平臺，在平衡錘框架內(nèi)安裝配重32塊，然后使用16t鑿井絞車上提平衡錘到卸載位置。

4.5 首繩的連接

井口布置的一臺11.4kW調度絞車，調度絞車的鋼絲繩通過提升機房的行車10t鉤頭（在鉤頭上掛設一臺5t滑車）下落到回風巷（井口向下26m處），將調度絞車鋼絲繩與首繩連接上提首繩的上端頭到井口，經(jīng)過改向滑車繞過提升機滾筒牽引到井下卸載位置，將首繩與平衡錘連接，其他3根首繩用同樣方法完成連接。

4.6 尾繩安裝

尾繩從老區(qū)經(jīng)過三個斜井和井底2km平巷和粉礦斜井運輸?shù)街骶?，在井底用支架將尾繩的鋼絲繩滾筒架離地面，將鋼絲繩頭部制作巴氏合金繩頭，在井底箕斗下方搭設臨時平臺，在1140m巷道馬頭門處布置一臺1t慢速卷揚機，通過慢速卷揚機的鋼絲繩牽引上提尾繩頭到箕斗底部，用連接銷軸將尾繩頭與箕斗下方連接固定，然后開動提升機下落平衡錘到吊裝硐室，將剩余配重加到平衡錘內(nèi)，然后接著下落平衡錘，上提箕斗帶動尾繩到卸載位置，此時平衡錘下落到井底裝載位置，在平衡錘下方搭設臨時平臺，井底制作尾繩的另一端繩頭，然后使用慢速卷揚機帶尾繩頭與平衡錘下端連接，完成一根尾繩的掛設工作，另一根尾繩用同樣方法掛設，使提升系統(tǒng)形成。然后進行調試、試運行。

5 應用效果

通過認真的審圖和專家組對方案編審，經(jīng)過一系列縝密的組織，在特殊形式塔式多繩摩擦式提升系統(tǒng)安裝中，工程得到了很好的實施，按期保質保量保安全的完成施工任務，實現(xiàn)投產(chǎn)并順利通過驗收。是在傳統(tǒng)塔式多繩摩擦式提升系統(tǒng)基礎上的一種改進，為復雜形式的礦山提升系統(tǒng)設備安裝提供借鑒作用。

6 結語

通過對這種特殊形式的塔式多繩摩擦式提升系統(tǒng)的安裝，項目部管理團隊通過制定一套完備的施工方案，通過合理組織，按期完成了施工任務，為立井提升系統(tǒng)安裝積累了寶貴經(jīng)驗。