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利用矿井永久提升系统更换井筒装备技术探讨

文章出处:培新矿机责任编辑:suqing作者:秩名人气: 发表时间:2021-09-17 10:41 字体大小:【

井筒装备主要由罐道梁、托架、罐道、梯子间、管路、电缆、井底套架、防撞梁、挡绳梁以及托管梁,以及电缆支架等组成。矿井因井筒装备老化、故障等原因需要拆除和更换,影响矿山的正常生产,而井筒装备工程施工又往往是工期紧、任务重、难度高、危险性大、专业性强的重点施工项目。

为了确保施工安全,缩短施工工期,研究了一套利用矿井永久提升设备更换井筒装备的施工技术,减少了临时设备的投入,简化了施工环节,保证了施工安全。

1 单绳双容器提升系统井筒装备更换施工方案

1.1 工程概况

图1 所示为荆各庄矿主井采用单绳缠绕式双箕斗提升机,井筒直径 5 m,井深 404.893 m,罐道梁 101层,标准段层间距 4.168 m。施工内容为:更换井筒内钢轨罐道,包括 120 根长 12.5 m 的标准节罐道,8根井底非标罐道、2 根井底标准罐道、14 根井口非标罐道和 606 块缺口板等。

图1 荆各庄矿主井单绳缠绕式双箕斗提升机平面图

1.梯子间 2.伪罐道 3.罐道

1.2 设备布置方案

(1) 制作 2 套 4 层临时吊架,多层同时作业效率高。

(2) 利用 1 台 16 t 凿井绞车和矿井永久提升绞车,配合永久天轮悬挂 2 个临时吊架进行罐道的拆除与安装,永久提升绞车吊架作为主吊架,凿井绞车吊架作为副吊架。

(3) 利用主吊架将当班所需的全部工器具、材料及待更换的罐道等装到吊架上,人员随吊架一起到达指定位置。

(4) 在井架天轮平台上悬挂 2 套 16 t 单滑轮作为导向轮,井口布置 1 台 10 t 和 1 台 16 t 的凿井绞车,绕过导向轮的绳头作为井上下接件绳使用,拆除的旧罐道吊挂至吊架上。

(5) 上井口制作井口固定盘 1 套,设计大井口门,方便吊架进出井口,便于安装工件倒运。

(6) 井筒施工时吊架利用原钢轨罐道导向。

1.3 施工步骤

(1) 由下至上进行罐道拆除与安装。

(2) 每班开工前主吊架装好当班需要安装的新罐道、罐道卡子等附件入井。

(3) 副吊架侧的罐道由主吊架运至安装位置,再利用接件凿井绞车将罐道由主吊架送至副吊架安装位置。

(4) 在第 2 层和第 3 层吊架之间设置折页板,防止气割产生的火星烫伤人,防止卡皮、道心砖、螺栓等在拆除过程中坠落伤人。

(5) 利用 10 t 和 16 t 接件凿井绞车的绳头将罐道吊住,松开螺栓后,利用劈斧将卡子与罐道分开,罐道卡子拆除后再拆除罐道,拆除边道时必须先将伪罐道用 6×19-φ6 mm 钢丝绳栓绑,防止伪罐道坠入井筒,伪罐道拆除后放到吊架上清理备用。

(6) 将拆除的旧罐道悬吊在吊架上等候上井。

(7) 用气焊将需要更换的缺口板割掉,并清理干净。更换缺口板时,下缺口板不更换,直接拆除上缺口板,以下缺口板为安装基准点安装新的缺口板,然后安装罐道并用罐道卡子卡固。

2 多绳摩擦式混合井井筒装备更换施工方案

2.1 工程概况

开滦范各庄矿新井井筒直径 7.8 m,井深 580 m,罐道梁 168 层,层间距 3.5 m,井塔式结构,井筒内布置主、副井 2 套提升系统。集中停井 30 天,更换罐道 60 根,新安装罐道梁及管子梁 20 层,范各庄矿新井布置如图 2 所示。

2.2 设备布置方案

(1) 在井口周围布置凿井绞车 3 台并缠绳,其中 1台用于吊压风管和电缆,2 台用于井筒内接件。

(2) 分别为罐笼和箕斗布置加工操作平台 4 套、保护盘 2 套和折页盘 1 套,供施工人员在井筒内施工。

图2 范各庄矿新井布置

1.北沟箕斗 2.南沟箕斗 3.东沟罐笼 4.西沟罐笼

(3) 箕斗作为人员上下和物料的运输工具。20 层罐道梁安装完成后,拆除罐笼顶上的折页盘,在罐笼和箕斗上部安装更换罐道用的操作平台,更换 60 根罐道 。

2.3 施工顺序

检查凿井绞车的缠绳→加工施工平台→打眼安装锚杆、托架→安装施工平台→安装新罐道梁 20 层→更换 60 根罐道→拆除临设→调试验收。

2.4 罐道梁安装 (以北侧罐道梁为例)

施工人员站在西沟罐顶及折页盘组成的施工平台上,利用北沟箕斗西侧首绳吊起罐道梁,送箕斗至施工位置,用 1 号件车将罐道梁接过,提 1 号件车及北沟箕斗,北沟箕斗顶与施工平台打平,用 2 号件车吊住罐道梁,慢送 1 号件车,慢提 2 号件车,直至将罐道梁吊到两端托架上,找正罐道梁,安装连接螺栓,如图 3、4 所示。

图3 副井折页平台布置

1.北沟箕斗 2.南沟箕斗 3.西沟罐笼

图4 稳车及井筒吊点布置

2.5 罐道更换

(1) 拆除罐笼顶的折页盘,在罐顶安装操作平台2 套,位置如图 5 所示。1.2 号吊件稳车 2.北沟箕斗 3.2 号机械信号 4.南沟箕斗 5.1 号吊件稳车 6.吊风管和电缆稳车 7.1 号机械信号 8.西沟罐笼 9.东沟罐笼

图5 罐道更换示意

1.罐笼顶 2.新罐道 3.旧罐道 4.罐道梁 5.2 t 手拉葫芦

(2) 用专用板卡缆在首绳上卡好,在卡缆上提前焊接好吊点,悬挂绳扣 2 条,作为罐道吊运绳扣。

(3) 起吊罐道,将罐道与吊运绳扣连接好后,缓慢提升罐笼,罐道下端用调度绞车拉紧,随着罐笼的提升缓慢松调度绞车,将罐道吊进井筒,速度不超过0.5 m/s。

(4) 将罐笼送至需要更换罐道位置,在上道头的上层梁悬挂 2 t 手拉葫芦,在旧罐道上道头用气割加工起吊孔,用手拉葫芦吊好旧罐道。

(5) 施工人员由上往下拆除旧罐道螺栓,将旧罐道上道头与主绳上的吊运绳扣连接,松手拉葫芦,将旧罐道送至吊运绳扣受力为止,拆除手拉葫芦与旧罐道连接。

(6) 将手拉葫芦与新罐道上道头连接,操作手拉葫芦至新道吊运绳扣不受力为止。调整新罐道位置,使新道上下道头与旧道头接口符合规范要求。

(7) 由下至上安装罐道螺栓。

(8) 罐笼吊运旧道上井,利用上井口调度绞车牵出旧道,运至指定存放地点。罐道更换用平台如图 6所示。

图6 罐道更换用平台

1.平台保险 2.保护盘 3.平台栏杆 4.施工平台 5.平台固定卡缆 6.平台立柱 7.罐笼顶

3 新工艺的优点

(1) 在单绳缠绕式提升系统井筒装备更换过程中,利用永久提升机取代临时提升机悬挂吊架在井筒内施工,设计符合要求的井口固定盘及井口门,施工用的物料、人员随吊架一同入井,避免井筒吊运,提高了施工安全性。

(2) 该工艺简单,降低了施工投入,减少了工作量,减少了人员,提高了施工效率,降低了施工风险,增加了利润率。

(3) 在摩擦式提升系统中进行井筒装备更换,罐笼、箕斗等提升容器的拆除和安装工艺复杂,不便拆除,无法将吊架作为工作平台,在罐笼顶部加装 1 个折页平台并加装栏杆等安全设施作为施工操作平台。用提升绳的卡绳扣吊运构件,更换构件随施工人员同时上下井。

4 结语

利用矿井永久提升系统更换井筒装备技术,与传统的井筒装备施工方法相比,不需要重新布置临时提升机,减少了施工准备工程量,缩短了准备工期;优化了劳动力结构、机具材料配置及施工工序,降低了施工费用;施工人员与材料等同时上下井,避免了井筒内的平行作业,提高了施工安全性。该技术在开滦荆各庄矿主井罐道的更换、唐山矿 3 号井排水管路更换、范各庄矿混合井罐道及罐道梁更换等工程中得到了成功应用,取得了良好的经济效益和社会效益,具有良好的推广价值。

 

 

引文格式: 

[1] 邢贵坡用矿井永久提升系统更换井筒装备技术探讨[J].矿山机械,2020,48(5):76-78.


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