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摘要：立井多绳摩擦轮绞车更换首绳是矿山机电专业大型施工项目，其技术含量高，安全风险较大，施工工艺复杂。本文结合神华宁煤石槽村煤矿提升系统的工况，详细介绍了“以旧带新”的首绳更换工艺及注意事项，并介绍了该工艺实施过程中使用的首绳起重装置、退楔器等设备。结果表明，该工艺能极大地减轻换绳工作强度，缩短换绳时间，对建设现代化矿井有深远的意义。
关键词：多绳摩擦提升 换绳 首绳起重装置
0 引言
摩擦提升机自1877年被法国人戈培发明之后，摩擦提升方式被越来越多的矿井采用。根据《煤矿安全规程》的相关规定：“摩擦轮式提升钢丝绳的使用期限应不超过2年，平衡钢丝绳的使用期限应不超过4年。”在矿山安全生产中，立井作为提升的关键，矿井的正常生产受到首绳更换的各项和制约 [1，2]。现阶段，我国矿山使用的换绳工艺多种多样，但是经常发生换绳事故；国外矿山使用专用换绳车对首绳进行更换，该设备安全可靠，但是价格比价昂贵，在国内推广使用存在一定的难度[3]。本文结合神华宁煤石槽村煤矿实际工况，研究分析“以旧带新”的首绳更换工艺及装备。该矿副井绞车为落地式多绳摩擦式绞车，宽罐窄罐配合提升，容器自重42t，上天轮平台高34米，下天轮平台高27米，首绳型号6V*43+FC.54ZBB6V*43+FC177022，
Ф54mm首绳4根，首绳重量12.61kg/m，提升系统如图1所示。
1 首绳更换装备
通常情况下，首绳起重装置、卡绳器、退楔器、板卡、防松装置等，是更换首绳时，经常使用的装备。
1.1 首绳起重装置
作为一种直接夹持全部首绳的装备，SQY型首绳起重装置在工作过程中，其功能主要表现为提起首绳或下放起重装置；这种装置一般可以松弛任意一根或多根首绳，进而为实施首绳作业提供便利。对于该装置来说，一般安装在下天轮平台处，安装后不需要进行拆除处理，使用时只需将其推动到工作位置，不用时撤出工作位置，进一步增加了使用的便捷性。
1.2 退楔器，板卡及防松装置
退楔器能快速推出楔形绳环中的楔体，单人即可操作。板卡用于固定新绳与旧绳，该板卡一般用聚氨酯外镶钢板制造，具有重量轻的特点，卡绳可靠并且对首绳不造成损伤。在下放新绳时，防松装置用于保持新绳的张力。
2 更换首绳的工艺
2.1 施工前准备
①检查新绳质量。用支架架起新绳盘，同时新绳头缠到空绳盘上，在缠绳的过程中，检查钢丝绳质量，同时对钢丝绳长度进行核算，做好钢丝绳编号、位置、长度等记录。②更换装备和施工设施安装就位。在下天轮处安装好首绳起重装置，并对其进行重载实验。将板卡和卡绳器运到导向轮附近，准备一套电动或风动扳手。防松装置放在首绳起重装置上层楼板处。同时准备好棕绳，绳卡及常用工具等。③设置好信号联络装置等。④向全体施工人员贯彻施工措施。
2.2 施工方法及步骤
结合图1所示提升系统说明如下。
2.2.1 带新绳。将宽罐笼停到井口处。新首绳绳头通过临时导向辊，在井口窄罐侧用13m长的Ф15.5mm软钢丝绳，通过打倒扒扣将新首绳与旧首绳相连，倒扒扣每处使用6mm的尼龙绳多绕几圈捆绑牢固，注意新首绳与旧首绳捻向相反。开动绞车以0.3m/s的速度下放宽罐笼，引新首绳过下天轮、绞车滚筒、上天轮到达宽罐侧井口位置。
2.2.2 制作假绳头。以0.3m/s的速度反向开动绞车上提宽罐笼，直至宽罐笼到达井口位置停车。将新首绳头穿过宽罐笼楔形绳环，使用56#元宝卡（10付）临时固定。
2.2.3 放新绳。在井架上天轮平台上安装2根I20#工字钢，在工字钢上安装防溜板卡，用防溜板卡卡住新首绳与旧首绳，并安排专人看护适时调节防溜板卡的张紧力，以新首绳带劲不打弯为宜。开动绞车以0.3m/s的速度下放宽罐笼，直至新首绳拉直停车，在宽罐侧井口平台上，将新首绳与旧首绳8根绳使用复合板卡一起卡牢，卡设复合板卡使用電动扳手将复合板卡螺栓打紧。开动绞车继续下放宽罐笼，新旧首绳同时进入井筒，下放时每隔20m停车卡设1付复合板卡，直至宽罐笼下放至井下口，窄罐笼到达井口位置停车。
2.2.4 窄罐做绳头。拆除井架上下天轮的防溜板卡，测量出新首绳所需长度将新首绳割断。在井架上使用首绳起重装置将宽罐笼4根旧首绳卡住固定。在窄罐侧井口向上第3层钢梁上挂设一个5t滑轮，将井口JSDB-13双速多用绞车钢丝绳通过5t滑轮垂至窄罐笼上方。将窄罐侧4根旧首绳打压，然后将2#绳泄压，拆去2#旧首绳，连接2#新首绳。将4根首绳打压串压，将3#旧首绳泄压，拆去3#旧首绳，连接3#新首绳。按照2#、3#首绳绳头制作方法，对1#、4#绳与悬挂装置进行连接。根据标准要求截断多余的新首绳，使用1个56#元宝卡将尾巴绳卡住，此连接就做好。
2.2.5 回收旧绳。在绞车房滚筒下绳段使用56#元宝卡子将新旧首绳卡在一起，使用气割将旧首绳从元宝卡子附近割断，割旧首绳时对新首绳必须作防护以免伤及新首绳。在井架顶上起吊梁上挂设5t滑轮，将JSDB-13双速多用绞车钢丝绳通过5t滑轮拉倒绞车房，将上弦割断的旧首绳一根一根从绞车房窗口拉出，按顺序放到井架与绞车房之间的空地上。开动绞车以0.3m/s的速度下放窄罐笼，在井口先将窄罐侧余绳拉出，同时将宽罐侧的旧首绳在井架与绞车房之间空地上盘成大圈；当复合板卡到达宽罐侧防撞梁平台位置停车拆除复合板卡。继续0.3m/s的速度下放窄罐笼，当下天轮弦上的钢丝绳夹快到达下天轮时停车，在钢丝绳夹的稍前方用铁丝麻绳捆绑，再将下天轮对过的4根新旧首绳打在一起，拆除下天轮弦上的钢丝绳夹。继续0.3m/s的速度下放窄罐笼，直到钢丝绳夹到达井口停车，将钢丝绳夹一一拆除。继续0.3m/s的速度下放窄罐笼，当捆绑的铁丝到达井口后停车将其拆除，下天轮段旧首绳收完。继续下放窄罐笼，在井口房北面的空地上回收旧首绳，尽量盘成大圈。直至宽罐笼达到井口位置。最后上天轮段的余绳拆除。 2.2.6 宽罐做绳头，调绳。此时宽罐笼已位于井口位置，将窄罐笼下放至井底，让窄罐的底层轨道面和井底轨道面平齐，量出井上轨道面与宽罐二层罐轨道面的距离，此距离就是调绳的长度。用二副复合板卡将靠近上天轮弦上的4根钢丝绳卡固，用2个5t的手拉葫芦拉住复合板卡。将首绳起重装置就位，将宽罐笼首绳固定，使用锁绳器将窄罐笼4根首绳锁住，动作首绳起重装置，将宽罐笼提升到需要调节的高度。一根一根调节新首绳长度，首先调节2#新首绳：①利用首绳起重装置下放2#新首绳，则2#新首绳松弛到井筒罐笼上方。②在井口宽罐侧搭设施工平台，在罐笼上方钢梁上固定2台5t手拉葫芦，将不带劲的2#、绳两个楔形绳环拉平，重新做2#新首绳的绳头，多余的绳割除。③2#绳头做好后，将4根首绳打压串压。按照2#的做法，做3#绳头，3#做完后，将4根首绳打压串压。按照同样的方法将1#、4#绳头做完，将4根绳头打压串压。利用首绳起重装置下放4根新首绳，让4根新钢丝绳受力，退出首绳起重装置。开动绞车上提窄罐笼约100mm，将锁绳器拆除。
2.2.7 试运行。开动绞车进行试运行，对于首绳长度通过张力自动平衡首绳悬挂装置进行微调处理。
2.3 注意事项
①施工前确保新旧绳捻向保持相反。
②在施工过程中，严格遵守三大作业规程及《施工组织设计》。
③作为重要的参数，提升机的最大静张力和最大静张力差需要进行计算验证。
3 结束语
综上所述，采用上述首绳更换装备，充分利用以旧帶新工艺，该装备投入使用后，其换绳操作可以在32h内完成，在换绳时间方面，与其他方法相比，可以缩短一半。因此，在现代化矿井生产中，这种换绳工艺具有重要的意义。
参考文献：
[1]李启明.煤矿机械检修工艺学[M].北京，煤炭工业出版社，1991.
[2]孙玉蓉，周法孔.矿井提升设备[M].北京：煤炭工业出版社，1999.9.
[3]谭鹏辉，吴娟，寇子明.多绳摩擦轮首绳快速换绳装置研究[J].煤矿机械，2004，25（11）：36-37.
作者简介：马忠兴（1984-），男，回族，宁夏同心人，2008年毕业于宁夏大学电气工程及其自动化专业，助理工程师，现从事煤矿机电管理。
关键词：多绳摩擦提升 换绳 首绳起重装置
0 引言
摩擦提升机自1877年被法国人戈培发明之后，摩擦提升方式被越来越多的矿井采用。根据《煤矿安全规程》的相关规定：“摩擦轮式提升钢丝绳的使用期限应不超过2年，平衡钢丝绳的使用期限应不超过4年。”在矿山安全生产中，立井作为提升的关键，矿井的正常生产受到首绳更换的各项和制约 [1，2]。现阶段，我国矿山使用的换绳工艺多种多样，但是经常发生换绳事故；国外矿山使用专用换绳车对首绳进行更换，该设备安全可靠，但是价格比价昂贵，在国内推广使用存在一定的难度[3]。本文结合神华宁煤石槽村煤矿实际工况，研究分析“以旧带新”的首绳更换工艺及装备。该矿副井绞车为落地式多绳摩擦式绞车，宽罐窄罐配合提升，容器自重42t，上天轮平台高34米，下天轮平台高27米，首绳型号6V*43+FC.54ZBB6V*43+FC177022，
Ф54mm首绳4根，首绳重量12.61kg/m，提升系统如图1所示。
1 首绳更换装备
通常情况下，首绳起重装置、卡绳器、退楔器、板卡、防松装置等，是更换首绳时，经常使用的装备。
1.1 首绳起重装置
作为一种直接夹持全部首绳的装备，SQY型首绳起重装置在工作过程中，其功能主要表现为提起首绳或下放起重装置；这种装置一般可以松弛任意一根或多根首绳，进而为实施首绳作业提供便利。对于该装置来说，一般安装在下天轮平台处，安装后不需要进行拆除处理，使用时只需将其推动到工作位置，不用时撤出工作位置，进一步增加了使用的便捷性。
1.2 退楔器，板卡及防松装置
退楔器能快速推出楔形绳环中的楔体，单人即可操作。板卡用于固定新绳与旧绳，该板卡一般用聚氨酯外镶钢板制造，具有重量轻的特点，卡绳可靠并且对首绳不造成损伤。在下放新绳时，防松装置用于保持新绳的张力。
2 更换首绳的工艺
2.1 施工前准备
①检查新绳质量。用支架架起新绳盘，同时新绳头缠到空绳盘上，在缠绳的过程中，检查钢丝绳质量，同时对钢丝绳长度进行核算，做好钢丝绳编号、位置、长度等记录。②更换装备和施工设施安装就位。在下天轮处安装好首绳起重装置，并对其进行重载实验。将板卡和卡绳器运到导向轮附近，准备一套电动或风动扳手。防松装置放在首绳起重装置上层楼板处。同时准备好棕绳，绳卡及常用工具等。③设置好信号联络装置等。④向全体施工人员贯彻施工措施。
2.2 施工方法及步骤
结合图1所示提升系统说明如下。
2.2.1 带新绳。将宽罐笼停到井口处。新首绳绳头通过临时导向辊，在井口窄罐侧用13m长的Ф15.5mm软钢丝绳，通过打倒扒扣将新首绳与旧首绳相连，倒扒扣每处使用6mm的尼龙绳多绕几圈捆绑牢固，注意新首绳与旧首绳捻向相反。开动绞车以0.3m/s的速度下放宽罐笼，引新首绳过下天轮、绞车滚筒、上天轮到达宽罐侧井口位置。
2.2.2 制作假绳头。以0.3m/s的速度反向开动绞车上提宽罐笼，直至宽罐笼到达井口位置停车。将新首绳头穿过宽罐笼楔形绳环，使用56#元宝卡（10付）临时固定。
2.2.3 放新绳。在井架上天轮平台上安装2根I20#工字钢，在工字钢上安装防溜板卡，用防溜板卡卡住新首绳与旧首绳，并安排专人看护适时调节防溜板卡的张紧力，以新首绳带劲不打弯为宜。开动绞车以0.3m/s的速度下放宽罐笼，直至新首绳拉直停车，在宽罐侧井口平台上，将新首绳与旧首绳8根绳使用复合板卡一起卡牢，卡设复合板卡使用電动扳手将复合板卡螺栓打紧。开动绞车继续下放宽罐笼，新旧首绳同时进入井筒，下放时每隔20m停车卡设1付复合板卡，直至宽罐笼下放至井下口，窄罐笼到达井口位置停车。
2.2.4 窄罐做绳头。拆除井架上下天轮的防溜板卡，测量出新首绳所需长度将新首绳割断。在井架上使用首绳起重装置将宽罐笼4根旧首绳卡住固定。在窄罐侧井口向上第3层钢梁上挂设一个5t滑轮，将井口JSDB-13双速多用绞车钢丝绳通过5t滑轮垂至窄罐笼上方。将窄罐侧4根旧首绳打压，然后将2#绳泄压，拆去2#旧首绳，连接2#新首绳。将4根首绳打压串压，将3#旧首绳泄压，拆去3#旧首绳，连接3#新首绳。按照2#、3#首绳绳头制作方法，对1#、4#绳与悬挂装置进行连接。根据标准要求截断多余的新首绳，使用1个56#元宝卡将尾巴绳卡住，此连接就做好。
2.2.5 回收旧绳。在绞车房滚筒下绳段使用56#元宝卡子将新旧首绳卡在一起，使用气割将旧首绳从元宝卡子附近割断，割旧首绳时对新首绳必须作防护以免伤及新首绳。在井架顶上起吊梁上挂设5t滑轮，将JSDB-13双速多用绞车钢丝绳通过5t滑轮拉倒绞车房，将上弦割断的旧首绳一根一根从绞车房窗口拉出，按顺序放到井架与绞车房之间的空地上。开动绞车以0.3m/s的速度下放窄罐笼，在井口先将窄罐侧余绳拉出，同时将宽罐侧的旧首绳在井架与绞车房之间空地上盘成大圈；当复合板卡到达宽罐侧防撞梁平台位置停车拆除复合板卡。继续0.3m/s的速度下放窄罐笼，当下天轮弦上的钢丝绳夹快到达下天轮时停车，在钢丝绳夹的稍前方用铁丝麻绳捆绑，再将下天轮对过的4根新旧首绳打在一起，拆除下天轮弦上的钢丝绳夹。继续0.3m/s的速度下放窄罐笼，直到钢丝绳夹到达井口停车，将钢丝绳夹一一拆除。继续0.3m/s的速度下放窄罐笼，当捆绑的铁丝到达井口后停车将其拆除，下天轮段旧首绳收完。继续下放窄罐笼，在井口房北面的空地上回收旧首绳，尽量盘成大圈。直至宽罐笼达到井口位置。最后上天轮段的余绳拆除。 2.2.6 宽罐做绳头，调绳。此时宽罐笼已位于井口位置，将窄罐笼下放至井底，让窄罐的底层轨道面和井底轨道面平齐，量出井上轨道面与宽罐二层罐轨道面的距离，此距离就是调绳的长度。用二副复合板卡将靠近上天轮弦上的4根钢丝绳卡固，用2个5t的手拉葫芦拉住复合板卡。将首绳起重装置就位，将宽罐笼首绳固定，使用锁绳器将窄罐笼4根首绳锁住，动作首绳起重装置，将宽罐笼提升到需要调节的高度。一根一根调节新首绳长度，首先调节2#新首绳：①利用首绳起重装置下放2#新首绳，则2#新首绳松弛到井筒罐笼上方。②在井口宽罐侧搭设施工平台，在罐笼上方钢梁上固定2台5t手拉葫芦，将不带劲的2#、绳两个楔形绳环拉平，重新做2#新首绳的绳头，多余的绳割除。③2#绳头做好后，将4根首绳打压串压。按照2#的做法，做3#绳头，3#做完后，将4根首绳打压串压。按照同样的方法将1#、4#绳头做完，将4根绳头打压串压。利用首绳起重装置下放4根新首绳，让4根新钢丝绳受力，退出首绳起重装置。开动绞车上提窄罐笼约100mm，将锁绳器拆除。
2.2.7 试运行。开动绞车进行试运行，对于首绳长度通过张力自动平衡首绳悬挂装置进行微调处理。
2.3 注意事项
①施工前确保新旧绳捻向保持相反。
②在施工过程中，严格遵守三大作业规程及《施工组织设计》。
③作为重要的参数，提升机的最大静张力和最大静张力差需要进行计算验证。
3 结束语
综上所述，采用上述首绳更换装备，充分利用以旧帶新工艺，该装备投入使用后，其换绳操作可以在32h内完成，在换绳时间方面，与其他方法相比，可以缩短一半。因此，在现代化矿井生产中，这种换绳工艺具有重要的意义。
参考文献：
[1]李启明.煤矿机械检修工艺学[M].北京，煤炭工业出版社，1991.
[2]孙玉蓉，周法孔.矿井提升设备[M].北京：煤炭工业出版社，1999.9.
[3]谭鹏辉，吴娟，寇子明.多绳摩擦轮首绳快速换绳装置研究[J].煤矿机械，2004，25（11）：36-37.
作者简介：马忠兴（1984-），男，回族，宁夏同心人，2008年毕业于宁夏大学电气工程及其自动化专业，助理工程师，现从事煤矿机电管理。