换绳车快速换绳技术在新安煤矿实际施工中的应用

换绳车快速换绳技术在新安煤矿实际施工中的应用

完宏伟 ,贾海强 ,赵伟

新安煤业公司，甘肃 平凉  744201

摘要：多绳摩擦式提升系统以其适应深井、提升能力大的特点，应用越来越广泛。在提升中，所用钢丝绳绳径也越来越大，钢丝绳结构也由传统的三角股向多股抗旋转钢丝绳发展。人工换绳工艺虽然技术成熟，但人员需长期在井筒中作业，且换绳时间长，劳动强度大，缺乏安全性、时效性。探索一种新式的换绳车换绳工艺，以换绳车为核心，优化换绳工艺，缩短换绳时间，提高换绳效率。

关键词：钢丝绳提升罐道；提升容器；滑动摩擦；PLC控制；补偿

1  引 言

    平凉新安煤业公司主、副井筒均为立井。主井使用井塔式摩擦轮式提升装置，副井使用落地式摩擦轮式提升装置，按照《煤矿安全规程规定》要求，每两年更换一次提升钢丝绳，采用传统更换主提升绳工艺，该工艺均采用旧绳带新绳的人工换绳工艺，换绳时间长，劳动强度大，缺乏安全性。通过积极调研，近年来，采用以换绳车为核心，配合使用收放绳绞车、主绳起重装置等机械换绳专用设备的换绳工艺，不仅节省了换绳时间，降低了劳动强度，也大大提高了施工过程中的安全性和可靠性。

2 换绳车原理及流程

换绳车由导向轮、履带和车架、直线绞车、液压系统以及电控系统等五大部分组成。以履带式行走车体作为移动的载体，其行走动力来自液压系统，操作分为行走状态和工作状态。在行走状态，使用遥控装置实现换绳车地面位置调整。车辆就位后进入工作状态。工作状态是以液压系统为动力源，对2台换绳机构进行操作，对钢丝绳产生收、放力，通过电动机的旋转带动传动链条前后运动，传动链条上安装有夹持体，在夹持力作用下夹紧钢丝绳，满足钢丝绳对收绳和放绳力量的需求，从而实现钢丝绳的前后运动。

2.1 工作原理

2.2 换绳流程

（1）首先更换1、3号钢丝绳(主绳编号从西往东依次为1、2、3和4号)

（2）将箕斗停至井口一楼位置，换绳车通电试车后，将换绳车开至井口合适位置，并提前将导向轮伸出。将引绳穿过换绳车，使其对应更换旧主绳，利用6副U形卡紧固连接。在井塔8层用楔形卡绳器将4根旧绳锁紧。给2和4号主绳的悬挂液压缸打压，关闭对应球阀；给1、3号绳液压缸泄压，使其松弛。在楔形绳环上方0.5 m处，割断1、3号钢丝绳，用2 t倒链固定1、3号悬挂装置。

（3）以0.1 m/s速度下放箕斗，将1、3号旧绳穿过换绳车。换绳车调整压力至13 MPa(拉力为5 t)，夹紧压力为6.5 MPa，收紧旧绳，直至旧绳收完。

（4）换绳车放松旧绳并反向留住，断开换绳车前端1、3号绳，退出旧绳并穿入新绳。使用钢丝绳卡将新绳与箕斗侧旧绳连接，旧绳带新绳过滚筒。

  （5）解开新旧绳之间的连接，将新绳绳头固定在井塔套架梁上，钢丝绳卡固定。利用首绳起重装置带将新绳与滚筒脱开。以0.3 m/s下放箕斗，到达合适位置后，将新绳与悬挂装置连接。

  （6）使用换绳车收紧新绳，压力上调至16 MPa，拉力为6.7 t，直至钢丝绳张紧，然后下调至8 MPa(随动拉力为5.3 t)。下调过程中，观察钢丝绳是否在绞车滚筒内滑动，并以0.3 m/s速度下放新绳，直至箕斗到达井口停车。

  （7）井口用首绳装置卡住新绳，换绳车吐出新绳，在井口处断开1、3号新绳，并与箕斗侧楔形绳环连接。

（8）重复步骤，完成2号及4号绳更换。

3 换绳车与传统换绳工艺对比

3.1劳动强度
     （1）传统换绳过程中，在牵引新绳头过主滚筒、放新绳和回收旧绳过程中，需反复打复合板夹和拆除。每30 m使用1副，每副复合板夹重约30 kg，紧固和拆除过程中，至少需要30人共同配合才能完成。

（2）使用换绳车利用自身夹持输送系统，先收旧绳，然后利用滚筒上剩余旧绳将新绳头带过滚筒即可，无需用复合板夹对新旧绳进行连接固定。操作人员仅在绳头连接时进行绳卡紧固，其余工序均由机械设备完成，劳动强度较小。
  3.2换绳时间及人员

采用传统工艺法，人工换绳需要35人左右(盘绳人员除外)，作业时间36h。换绳车需要15人左右(电动盘绳)，作业时间12～24 h。采用换绳车换绳，新安煤矿主井提升钢丝绳共计用时18 h，施工过程中，人员进入井筒作业时间及次数较少，提升了人员操作的安全可靠性，其次，在施工过程中，换绳车采用履带行走，减少了租用吊车等工艺方法，降低了高空坠物的风险隐患。

3.3换绳安全对比

（1）人员在井塔内交叉作业，作业人员多，且多为手持工机具，易发生高空坠物；复合板卡为对半结构，须用高强螺栓连接，劳动强度较大，每间隔20m都需要安装及拆除符合板卡，劳动强度加大，且对钢丝绳产生挤压作用，力矩较大时，容易对钢丝绳表面造成损伤，其次，换绳过程中，深度开始及结束位置处，由于两边吊挂不平衡，钢丝绳最大静张力变大，极易造成滑绳现象。

（2）换绳车采用直线绞车机构，通过直线链条液压夹持系统给钢丝绳提供夹持压力和收放绳阻力，确保钢丝绳恒张力，并与提升机同步运行，不会发生滑绳危险。人员只需在井口负责绳头连接和临时固定，关键点位的看护以及观察设备运转状态，安全性较高。

4  结  语

    换绳车装置通过集机电液于一体，以液压为动力，随动性好，便于与提升机匹配，满足换绳时的速度和力量要求，自动化程度高，施工安全，工作效率高，安全可靠性及技术性能大为优越，具有较高的使用价值，确保了提升系统运行安全；换绳车的推广及使用，在矿井提升技术领域。采用换绳车、调绳装置、卡绳器、收绳绞车、放绳绞车、井口导向轮等先进工艺及方法，节省了人力，增加了安全性，提高了工作效率。

参考文献：

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