钢丝绳罐道更换设备及工艺的研究

摘 要：钢丝绳罐道的更换是矿山提升与运输部门一项重要的检修工作。文章介绍了一种直线绞车设备并使用该设备开发一套钢丝绳罐道更换的新工艺。直线绞车直接夹紧垂直的罐道绳，控制其上下运行的速度。在罐道绳更换的施工过程中，直线绞车安装于井塔内，锁紧在用旧绳，新绳与井底旧绳连接，直接将旧绳上提出井筒，同时新绳安装到位。该套工艺方案，罐道绳更换施工步骤清楚，工序少，占用人员少能够提高工程自动化程度，保证施工安全。

关键词：直线绞车；罐道绳；更换工艺

引言

罐道绳是立井提升的关键产品，对罐道绳的选用、生产、安装、维护及更换都有严格的要求。《煤矿安全规程》规定：以钢丝绳标称直径为准计算的直径减小量达到15%时罐道钢丝绳必须更换。由于井筒内淋水酸碱条件及罐道绳安装维护不同，国内罐道绳的使用期限一般在4至10年之间[1、2]。

现阶段，国内更换罐道绳主要是采用稳车直接下放新绳，就是将新旧绳连接在一起，通过稳车将新绳下放至井筒内，同时在井底巷道内回收旧绳[3、4]。此种工艺的基本工艺路线图见图1。

图1 传统稳车放绳工艺路线图

这类方法存在的主要问题有：第一、前期准备工作时间长，消耗物料大。首先，需要购买稳车，制作稳车基础并重新缠绕新绳；其次，需要在井口安装受力较大的导向轮；再次，需要在井底井口安装小绞车，用于提升新绳绳头至井口锁绳平台和拉旧绳绳尾至巷道内。第二、工艺繁复，占用人员多。第三、后期需要将井下巷道内旧绳回收至井口。由于巷道内空间较小，操作难度及工作强度均很大。

就此，文章介绍了一种直线绞车设备并使用该设备开发一套钢丝绳罐道更换的新工艺。该装备方法可有效的完成罐道绳更换工程，并且为同类工程的施工提供一种全新的设备及方法。

1 直线绞车研制

直线绞车基本作用为夹紧垂直安装的钢丝绳，实现钢丝绳的上提和下放，其主机基本结构如图3所示。

主机部分主要由钢丝绳输送部分和钢丝绳夹紧部分组成。钢丝绳输送部分由液压马达、链轮-链条传动机构和链条张紧油缸组成。液压马达提供动力，这里为了增加系统安全性，液压马达设计了一套被动刹车系统。钢丝绳的输送采用链轮-链条结构，双排链的设计既保证了设备的强度，又可使钢丝绳夹头受力稳定。因为设备既要上提又要下放钢丝绳，使得链条存在两种工况，这时链条的张紧尤为重要，在该设备的设计中链条的张紧由单独保压的油缸完成。

夹紧部分主要有夹紧油缸、压板和钢丝绳压头组成。这一部分既要保证钢丝绳压头以钢丝绳之间有足够大的压力，以夹紧钢丝绳，又要使链条运动过程中，压块与夹板之间功耗不得太大，夹板上需设计独立的系统。

钢丝绳压头为主机设计的关键部分，其基本结构如图。钢丝绳压头在夹紧钢丝绳后，通过压力产生于钢丝绳的摩擦力，使钢丝绳不下滑，同时钢丝绳还需在夹板中运动。为此，压头在钢丝绳侧制作摩擦纹路以提高与钢丝绳之间的摩擦系数；同时在夹板侧安装轴承降低运动阻力，从而提高整机机械效率，降低能耗。而独特设计的双链条结构，拆装方便，可以方便的更换绳槽，提高设备通用性。

2 新型更换罐道绳施工工艺

通过使用直线绞车，可为罐道绳更换工程提供一种全新的施工工艺。其基本工艺路线图如图4。

图4 直线绞车换绳工艺

此种新型工艺较传统稳车下放罐道绳工艺比较，工序少，施工难度小，安全系数高，具体工时和工序难度的比较见表1。

表1 传统工艺与新型工艺对照表

从整体工艺对照表可以看出，新工艺更换一根罐道绳仅需12人11.4小时，而传统工艺需要24人17.3小时，新工艺只人工一项节约50%以上。在工序方面，新工艺减少了把旧绳拉入井底巷道，井底部分新绳放入井筒，把井上新绳拉上井塔以及在井底回收旧绳并把旧绳运上地面等工序，这些工序都是劳动强度很大，危险性高，占用人员多的工作。

3 结束语

使用直线绞车及该套工艺方案，罐道绳更换施工步骤清楚，工序少，占用人员少，施工过程不主要依赖人员素质，能够提高工程自动化程度，保证施工安全，减少换绳时间，降低劳动强度。该设备及方案必然对提高矿山安全生产自动化水平做出突出贡献。

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.

[3]谭明坤，陈玉坤.立井钢丝绳罐道更换罐道绳经验介绍[A].第六次全国煤炭工业科学技术大会文集[C].2005.

[4]王吉德.立井钢丝绳罐道的安装与更换[J].河北煤炭，1996（02）：59.

作者简介：魏连云（1969-），江苏省徐州、毕业于中国矿业大学机械电子工程专业，现就职于徐州矿务集团张集煤矿，任机电副矿长。