桅杆法安装技术在大型橹式井架施工中的应用.pdf

S e r i a l No ． 5 2 7 Ma r c h． 2 01 3 现代矿业 M0RDEN MI NI NG 总 第 5 2 7期 2 0 1 3 - 3月第 3期 桅杆法安装技术在大型橹式井架施工 中的应用 郭宏东 房振宇 华 跃 1 ． 中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司； 2 ． 金属矿山安全与健康国家重点实验室； 3 ． 安徽富凯矿业有限公司 摘要根据某煤矿主井钢井架的特点及现场施工要 求， 采用桅杆 法中的半翻转法与滑移提 升法相结合的吊装方案 ， 顺利地 完成该井架的 吊装 ， 缩短 了工期 ， 降低 了施工成本 ， 为类似工程安装 积 累了宝贵的经验。 关键词 橹式井架桅杆法 吊装 竖井钢井架作 为矿 山竖井 提升 的主要结构体 ， 主要作用是为天轮及提升容器荷载等提供支承。井 架为空间结构体 ， 由主斜架 、 副斜架和立架组成 。由 于大型箱形钢结构井架结构 比较复杂 、 重量大 、 安装 难度大及安装精度要求 高， 所 以构件的现场拼装工 艺和吊装方案的选择是控制工程质量的关键 。 l 工程概况 胡家河煤矿主井井架结构为四斜柱式钢井架， 主要构件采用箱形截 面， 井架 总重量约 8 1 0 t ， 其 中 主斜架重约 4 8 0 t ， 副斜架约 3 3 0 t ， 内套架为现场后 加 ， 重量未计。井架基础中心相对标高 1 ． 0 0 0 r n ， 共设置 3层平 台， 顶部平台标高 7 2 ． 9 0 0 m， 上天轮 中心标高 6 2 ． 9 0 0 I 11_ ， 下天轮 中心标高 5 3 ． 5 0 0 m。 井架 4个柱脚与混凝土基础的联结为铰接 ， 其他杆 件间均为刚接。井架总体布置见图 1 。 7 0 0 0 图 1 井架 总体布置 此井架主斜架重量及单体尺寸均 比较大 ， 如采 用吊车吊装对设备技术参数要求较高 ， 且在 吊装过 郭宏东 1 9 8 3 一 ， 男 ， 硕士 ， 2 4 3 0 0 0安徽省 马鞍 山市经济开发 区 西塘路 6 6 6号。 1 3 4 程 中， 构件不易控制 ， 最终精度难 以满足规范要求 ， 施工成本也 比较高 。“ 桅杆法” 采用稳车及滑轮组 组成主要牵引系统， 对井架进行抬升， 可满足提升力 的要求 ， 且构件两侧布置侧风稳车， 能有效地控制构 件位置的精度。井架“ 桅杆法” 安装工艺有两种 ① 翻转法 ， 其中又分为井架半翻转法和井架大翻转法 ， 此井架主斜架的吊装即采用半翻转法 ； ②滑移提升 法 ， 副斜架的吊装即采用滑移提升法。 2 钢 井架安装前期准备 2 ． 1 施 工顺序 组装副斜架一组装主斜架一地锚埋设 、 组装桅 杆一稳车布置一滑车 、 索具安装 一主斜架竖立一利 用主斜架吊装副斜架一其他构件安装一竣工。 2 ． 2 基 础测 量及 放线 首先对井架基础进行测量 ， 以井筒十字轴线基 准点 、 水平标高基准点为基准， 检验各基础中心与井 筒中心点的相对位置及基础上地脚螺栓盒的位置 ， 利用水准仪在 4个井架斜腿基础上作标记 ， 用油漆 在基础侧面做标志 ， 以观测井架标高 ， 并可作为折页 安装及基础沉降观测 的参考点。 2 ． 3 斜 架拼装 主 、 W ⋯l“ } 架拼装从底部开始 ， 根据井筒十字 中心 线及构件 问的对角线调整斜腿位置 ， 且应控制斜架 上表面的标高以防扭曲， 找正 ， 符合要求后采用焊接 临时固定， 然后依次组对其余构件。 测量主 、 副斜架基础中心线到预埋件距离及预 埋件的标高，根据下铰链板销轴孔中心的标高 ， 对 预先加工好的下铰链板进行修正及组装。下铰链板 与预埋板焊接且两侧用三角板加 固， 吊装斜腿， 使其 底部 的上铰链孔与下铰链板孔中心标高一致并同心 后穿上销轴。 郭宏东 房振 宇等 桅杆法安装技术在大型橹式井架施 工中的应 用 2 0 1 3年 3月第 3期 斜架组装焊缝 ， 尤 其是对接焊缝 ， 质量 要求严 格 ， 焊接时每焊一遍后都要进行检查 ， 焊接完成后要 求对焊缝进行超声 波探伤检查和验收， 所有 主焊缝 均一级探伤。斜架 拼装完成后 ， 经 自检符合标准规 范要求及监理验收合格开始焊接。 2 ． 4 地锚埋设稳车布置 按 吊装方案 ， 共设置地锚 1 3个 ， 其中 4 5 0 t 混凝 土地锚 1 个， 8 0 t 地锚 4个 ， 2 0 t 地锚 8 个 。本井架吊 装共使用 1 6 t 稳车 1 0台， 其中主牵 4台、 主提 4台， 侧风 2台。稳车及地锚布置见图 2 。 - 二 二二 一 _ 什{ 卜 ov g 二 二 T 车 地锚＼ ／ ＼／地锚 图 2施工平面布置 地锚埋设按设计平 面布置图进行 ， 如现场环境 限制不能按原设计进行 ， 可适当进行调整 ， 调整后应 计算校核地锚 吨位 是否满足要求 ， 稳车设置 时应与 地锚连接牢固可靠 。地锚坑 的几何尺寸以及在设计 的土壤深度范围内的基础承载力 ， 应符合 吊装方案 的设计要求 。地锚放线应准确 ， 使埋设的钢管与受 力方向垂直 。地锚 回填土时， 须分层夯实 ， 确保土壤 的密实性。 2 ． 5 滑车、 索具安装 1 主提升。吊点设在 6 1 ． 1 2 9 m平台处构件 箱体侧面， 距转折点 1 7 ． 9 0 0 m。主斜架设置 H 8 0 3滑车 8台、 H 5 0 X 2平衡滑 车 1台 ， 在每个桅杆头 部设置 H 8 03滑车 4台， H 3 21滑车 2台 ， 绳径 3 2 m m， 绳长 1 7 0 0 m 4根 。 2 副提升。吊点设 在主斜架箱体侧 面 ， 距顶 部平台 3 1 6 m m 。副斜架上设置 H 8 0 X 4滑 车 4台， H 3 21滑车 1台； 副斜架上吊点设在 5 9 ． 7 0 0 m平 台 G 2 0构件箱体上面 ， 距 G 一 1 5构件外侧2 8 5 0 m m。 设置 H 8 0 4滑车 4台， 绳径 3 2 m m， 绳长1 7 0 0 m 2 根 。 3 主牵绳系。桅杆头部设置 H 2 5 01 0主牵 绳系 ， 设置 H 2 5 01 0滑车 2台、 H 3 21 滑车 4台， 地锚处设置 H 5 0 2滑车 1 1台， H 3 21 滑车 2台 ， 绳径 3 2 m m， 绳长 1 5 0 0 m 4根。 4 侧风绳系。选用绳径 2 8 m m， 绳长 5 0 0 m 2 根 ， 桅杆头部设置 H 5 02滑车 2台。绊腿绳系 桅 杆底部及地锚处各设置 H 8 0 4滑车 8台， H 3 21 滑车 2台 ， 1 0 t 手拉葫芦 4台。 3 钢 井架 吊装 3 ． 1 主斜架竖立 主斜架采用“ 半 翻转法” 进行 吊装。利用 竖立 桅杆并在主斜架根部设置 回转铰链 ， 桅杆顶部设置 滑车 ， 为避免应力集中， 井架上常常设置多个 吊点挂 设滑车 ， 然后穿钢丝绳形成提升系统。桅杆规格为 1 ． 6 m1 ． 6 m 5 6 m， 共 2副 ， 每副重约 6 0 t 。主斜 架起吊前 ， 将 吊副斜架的索具 、 钢丝绳装好。主提滑 轮穿绳应严格按照穿绳 图进行 ， 地锚应严格按设计 深度及所需材料规格埋设。对所有部件进行全面仔 细检查 ， 特别是铰链 、 马镫 、 地锚 、 滑轮组等关键 部 位 。 开始起 吊前应清理场地 ， 划 出警戒线 。利用两 台 2 0 0 t吊车对桅 杆进行抬 头。桅 杆抬头 高度 为 3 0 m， 抬头达到规定高度 时， 开动主提绞 车将桅杆 竖起 ， 同时桅杆两侧面的侧风稳车开动， 在桅杆竖立 的过程 中， 须加强对经纬仪的观测 ， 以及时调整桅杆 的偏斜度。 桅杆竖立后 ， 起 吊主斜架 ， 当斜 架头部抬起 约 2 0 0 m m时 ， 暂停起升 ， 检查对各稳车 、 地锚、 吊点 、 捆 绑 、 铰链等部位 ， 确认 无异常情况时方可继续起吊。 起 吊过程 中工作人员应 随时 向总指挥 报告提升角 度 ， 平衡轮处钢丝绳窜量 、 各处地锚、 铰链 等处 的监 视人员发现异常情况也应及时汇报 ， 以便及 时消除 安全隐患。主斜架竖立完成后 ， 底脚板垫牢 ， 此时铰 链不受力以便于起吊副斜架 。 3 ． 2副斜架吊装 “ 滑移提升法” ， 即利用桅杆或 已竖起的主斜架 或斜架 ， 与被吊副斜架或立架 头部 吊点形成提升钢 丝绳滑车组 ， 通过提升稳车缠绕 收紧提升钢丝绳使 其离开地面， 并在 副斜架或立架腿部设置预留绳滑 车组 ， 以控制其偏摆和向锁 口方向的分力 ， 进而实现 斜腿底部就位及头部合拢并连接找正。“ 滑移提升 法” 同样也需要设置多个 吊点 、 吊耳 ， 及牵绳平衡稳 定系统。 副斜架起 吊利用主斜架进行 ， 在副斜架顶部横 梁上设置 2个 吊点 ， 用稳车将副斜架 吊装到位。吊 装步骤如下 ①开动副提升稳车 ， 将 副斜架头部抬起 约 2 0 0 m m， 检查无异常现象 ， 再继续起 吊， 起 吊过程 中副斜架底脚处用2 台7 0 t 吊车 下转第1 4 6 页 】 3 5 总第5 2 7期 现代矿业 2 0 1 3年 3月第 3期 2 结论 涞源锌钼人驻大湾矿区后在矿山隐患排查治理 过程中 ， 在以下几个方面取得 了全面突破。 1 利用国有大企业 的人才优势 ， 充分调配老 矿山老专业人员支援矿 区建设 ， 利用其丰富的工作 经验和专业敏感性 ， 为涞源锌钼的建章立制 、 机构设 立 、 技术等方面提供技术支持。 2 隐患排查治理工作采取逐项整改 ， 突出重 点 ， 先建立后完善原则 。在保 障设计质量的前提下 突出重点 ， 节约预算成本 ； 在施工过程 中发现问题及 时与设计单位沟通 ， 完善设计 ， 科学施工。 3 采用先进 的矿山管理理念 ， 注重工序之间、 企业与家庭之间的联系 ， 注重人的管理和现场确认 ， 注重人性化管理与制度化 管理相结合 ， 开拓出一条 矿山企业安全管理的创新之路。 4 采用走 出去和 以老带新 的方式丰富经验 ， 锻炼队伍 。涞源锌钼先后派出数名技术骨干到栾川 洛钼、 唐 山金厂峪金矿和司家营铁矿等企业考察学 习 ， 取长补短 ， 增强技能， 拓展视野 ， 为了让队伍尽快 成长 ， 涞源锌钼采用老员工一对一 ， 师带徒的方式传 授现场经验 ， 促进 队伍成长。 参考文献 [ 1 ] 金属非金 属地 下矿 山六 大 系统 建设规 范编委会 ． A Q 2 O 3 3 2 0 1 1 金 属非金 属地 下矿 山紧急避 险 系统建设规 范 [ S] ． 北 京 煤炭工业 出版社． 2 0 1 2 ． [ 2 ] 金属非金 属地 下矿 山六 大 系统 建设规 范编委 会． A Q 2 O 3 4 2 0 1 1 金属非金 属地 下矿 山压风 自救 系统建设 规 范[ S] ． 北 京 煤炭工业 出版社， 2 0 1 2 ． [ 3 ] 金属 非金属 地下矿 山六 大 系统 建设规 范编委 会． A Q 2 0 3 5 2 0 1 1 金属非金 属地 下矿 山供水 施救 系统建设 规 范[ S ] ． 北 京 煤炭 工业 出版社 ， 2 0 1 2 ． [ 4] 采矿手册编辑委 员会． 采矿手册 [ M] ． 北京 冶金工业 出版社 ， 1 9 9 9 ． [ 5 ] 齐永刚． 建立隐患排查 治理机 制[ J ] ． 劳动 保护 ， 2 0 1 0 1 5 7 5 9 ． 收稿 日期 2 0 1 3 - 0 1 -05 上接第 1 3 5页 作为后留使副斜架缓慢 向前移动 ； ②起 吊副斜架到位时， 平稳落在基础上 ； ③放松起 吊 绳 ， 使副斜架与主斜架合扰 ， 使用空中合拢模具 ， 确 保主斜架和副斜架在空中准确对接， 缩短了主斜架 的悬立时间 ； ④主、 副斜架安装完成后 ， 对齐找正 ， 按 规范垫铁 ， 利用 内齿轮小绞车安装其他小构件。 4结语 由于施工方案科学合理 ， 措施正确 ， 胡 家河煤 矿主井井架顺利 吊装成 功， 为大型井架的吊装积累 了宝贵的经验。 收稿 日期 2 0 1 2 1 1 2 8 上接第 1 4 3页 3 数字化矿井划 分的依 据 一是我 国矿井字 化现状 ， 二是数字化矿井的技术基础 。 4 提出了数字化矿井划分的 4个阶段 ① G I S 、 C A D 、 M I S 、 监控系统各 自独立阶段； ②C A D和 G I S系统融合阶段； C A D 、 G I S 系统和安全监控、 工 业控制监控相融合 ； ④C A D、 G I S系统、 监控 系统 和 M I S系统融合。 1 4 6 参考文献 [ 1 ] 孟耀伟 ， 田胜利 ， 王山 东， 等． 数 字矿 山框架及演进过程 [ J ] ． 现 代煤矿 ， 2 0 0 9 6 6 4 - 6 6 ． [ 2 ] 涂兴子， 林在康． 基于 C A D的数字矿井模型及应用[ M] ． 徐 州 中国矿 业大学出版社 ， 2 0 0 5 ． [ 3 ] 吴立新， 殷 作如 ， 邓 智毅 ， 等． 论 2 1世 纪的矿 山 数字矿 井 [ J ] ． 煤炭 学报 ， 2 0 0 0 4 3 3 7 - 3 4 1 ． [ 4] 吴立新， 殷 作如 ， 钟亚平 ， 等． 再论 数字矿 山 特性 、 框 架与关键 技术[ J ] ． 煤炭学报 ， 2 0 0 3 1 1 - 7 ． 收稿 日期 2 0 1 2 - 1 0 -08