千米立井钢丝绳罐道张紧方法研究与实践.pdf

1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 第30卷第2期 建 井 技 术 Vol130 No12 2009年 4月 MINE CONSTRUCTION TECHNOLOGYApr1 2009 技术革新 千米立井钢丝绳罐道张紧方法研究与实践 刘建超,张民申,史子龙 平煤建工集团建井三处,河南 平顶山,467000 摘 要平煤集团四矿三水平副井井筒深度超过千米,为满足二期工程施工要求,对井筒 进行了二次改绞。改绞施工中,井筒钢丝绳罐道张紧十分困难。为解决这个问题,开展了调查 论证,并进行了大量的试验研究工作,最终确定采用在井底用锚具拉紧钢丝绳的施工方案。方 案实施后,取得了预期效果。 关键词千米立井;钢丝绳罐道;张紧方法;钢丝绳锚具拉紧装置 中图分类号TD535 文献标识码A 文章编号10022602920090220018203 收稿日期2008211219 1 问题的提出 平煤集团四矿三水平副井井筒设计净直径 615m ,深1 14615m ,是目前河南省煤矿最深的井 筒。经过2年的施工,现井筒已到底,井底车场已 形成,具备了提升改绞条件。为满足二期工程施 工需求,改绞施工中采用了2个2t单层单车罐笼 和 48-187钢丝绳罐道。由于钢丝绳直径大, 且长度超过千米,要达到设计的张紧力非常困难。 为此,我们开展了调查论证,并进行了大量的试验 研究工作,最终确定了钢丝绳罐道张紧方案,即在 井底用锚具张紧钢丝绳。 2 技术方案 四矿三水平副井井筒是平煤集团公司建成的 第1个深度超过1 000m的井筒。这么深井筒的 提升系统二次改绞,我们还是第1次遇到,面临很 多技术方案、 设备选型和施工方法等方面的新课 题。为了保证既能使钢丝绳罐道张紧力达到设计 要求,又能降低施工成本及施工难度,需在施工方 案制定时,尽可能地做到安全、 科学、 合理。根据 我处以往二次改绞施工经验和井筒断面规格,选 用了2个2t单层单车罐笼作为提升容器,每个罐 笼设4根 48-187钢丝绳罐道、2根 32-67 制动钢丝绳。根据 煤矿安全规程 规定,每根钢 丝绳罐道张力应达到1 112kN。传统的施工方法 是在井架天轮平台上安装油缸来张紧钢丝绳罐 道;但由于该井筒太深,在天轮平台上张紧钢丝绳 既困难又不安全,而且很难满足张紧力要求。为 此,经过反复比较论证,最终确定在井底张紧钢丝 绳罐道,并着手研制一种新的张紧工具。 3 张紧方法研究的主要内容 张紧方法研究的主要内容,一是检验 Ⅴ 型钢 管井架能否满足钢丝绳罐道张紧荷载要求,并对 锚具承载能力进行工业性试验;二是保证钢丝绳 罐道满足设计张紧力的办法;三是钢丝绳罐道在 天轮平台上的固定方法。 4 关键技术及创新点 1在井底张紧钢丝绳罐道,使用钢丝绳锚具 拉紧装置;它由钢丝绳工作锚板见图 1 、 千斤顶、 钢丝绳工具锚板组成。工作锚板内有3组工作夹 片见图2 ,工具锚板内有3组工具夹片。这些夹 片为楔形,越拉越紧,依靠夹片与钢丝绳的摩擦力, 就可以使钢丝绳罐道保持张紧状态。同时,为了防 止钢丝绳罐道张紧后产生松驰,在用钢丝绳锚具拉 紧钢丝绳后,再在其上加上防松盖板。采用这种装 置在井底向下张紧钢丝绳所需的张力,比在天轮平 台上向上张紧钢丝绳小,易于实施,安全方便。 2钢丝绳罐道总重量1 170kN ,采用J Z2 16/ 1000型稳车下放,满足要求。 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 第2期 刘建超,等千米立井钢丝绳罐道张紧方法研究与实践 图1 钢丝绳工作锚板结构示意 1 工作锚具;2 工作夹片; 3 开槽锥端紧定螺钉,M820 ;4 防松盖板 3钢丝绳罐道在天轮平台处的固定方法。 在天轮平台处的钢丝绳投绳点安装4根45号工 字钢梁,上面安装护绳铁。钢丝绳从护绳铁上绕 过来,用9个Y248型元宝卡子打紧。4根制动绳 使用钢丝绳缓冲装置,用合金将制动绳与缓冲装 置连接绳灌注在一起。 4钢丝绳锚具工业性试验。为保证钢丝绳 锚具能安全可靠地使用,事前对该装置进行了工 业性试验。即在试验台上用钢丝绳锚具夹紧钢丝 绳,然后用千斤顶缓缓顶压锚具,观察它能承受多 大的拉力而不被破坏。试验显示,钢丝绳锚具能 承受500kN的破坏性拉力。表明使用该装置张 拉钢丝绳罐道,可以满足 煤矿安全规程 要 求。 图2 钢丝绳工作锚板内的3组工作夹片 5 主要技术指标 1锚具试验结果 OVM32钢丝绳锚具组装件见图 3 工业性 试验中,钢丝绳锚具夹紧钢丝绳后,对锚具拉紧装 置中的工作夹片进行了破坏性试验,试验结果见 附表。从表中可见,3组试验中实测的极限拉力 分别为50319 ,507和501kN ;固定端钢丝绳断丝 最多为12根,最少为6根;钢丝绳锚具拉紧装置 无异常。试验表明,钢丝绳锚具拉紧装置能承受 500kN的拉力。 2千斤顶技术特征 试验使用的千斤顶技术特征ZB42500型油 泵,额定油压46MPa ,张拉油压面积1163610 -2 m2,穿心孔直径60mm ,公称张拉力750kN ,回程 油压 25MPa ,回程油压面积1100710 -2 m2,公 称张拉行程200mm。 6 实施效果 在井底安装钢丝绳锚具拉紧装置,根据钢丝 绳罐道设计张紧力,选用70t千斤顶,油缸面积为 1163610 -2 m2,油缸油压定为618MPa。目前,钢 丝绳罐道已全部张紧,罐笼在井筒内运行平稳,整 个提升系统稳定可靠。 图3 钢丝绳锚具组装件示意 1 工字钢梁;2 钢丝绳工作锚具;3 千斤顶; 4 钢丝绳工具锚具;5 钢丝绳 91 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 建 井 技 术 2009年第30卷 附表 钢丝绳锚具拉紧装置试验结果 试 验 项 目 第1组第2组 第3组 实测极限拉力/ kN50319507 501 初始活塞量/ mm164145 150 极限拉力时的活塞伸长/ mm300286 282 极限拉力时的钢丝绳缩量/ mm33193413 3314 台座缝隙并紧量/ mm016016 016 总应变 213214 210 试件破坏部位固定端固定端 固定端 试件破坏形式钢丝绳断丝12根钢丝绳断丝12根 钢丝绳断丝6根 试验后的锚具情况无异常无异常 无异常 7 结 语 在四矿三水平副井井筒二次改绞施工中,我 们研发并使用了钢丝绳锚具拉紧装置,收到了很 好的效果。整个装置花费不到10万元,经济实 用,安全可靠。该千米立井二次改绞中采用的钢 丝绳罐道张紧方法及张紧装置,可有效地消除在 天轮平台处用油缸紧绳时误操作带来的钢丝绳下 滑事故隐患,并且施工方便,具有推广应用价 值。 作 者 简 介 刘建超1968 , 男,河南平顶山人,工程师。现为平煤建工 集团建井三处机电科副科长,从事机电管理工作。 挖掘机用于副井井筒冻结表土段掘进效果好 兖州矿业集团有限责任公司、 中煤第一建设公司 第三十一工程处和中国矿业大学在赵楼副井井筒冻结表 土段施工中,采用机械化配套设备 CX55B型挖掘机 挖土装罐,实现了314m大段高连续施工,取得了良好的 效果。 德国生产的CX55B型挖掘机配有可交替使用的铲斗 及大功率液压破碎锤,具有外形尺寸小、 水平旋转角度 大、 挖掘距离与深度大、 环境适应能力强等特点。挖掘机 挖土分层分片进行,深度在1m左右,先挖罐窝放吊桶。3 个吊桶随挖掘机在主、 副提处的位置变化而交替使用。 挖掘机位置比其他地方高013～014m ,以便装罐。冻 土未进入荒径时,可使用铲斗开帮,掘进高度以超过 115m为宜。由于受司机操作水平的限制,利用挖掘机 开帮,挖掘范围不宜超过设计尺寸;同时为了避免超挖 浪费材料、 时间并增加提升量,应使用风镐和铁锨刷帮 至设计尺寸。冻土进入荒径后,单靠挖掘机开帮,会降 低施工速度,此时应采用人工风镐开帮和挖掘机挖土 装罐的方法施工,以有效缩短井帮暴露时间,提高施工 速度。李剑峰 3 3 3 布塞鲁斯顶板锚杆机 Engineering and Mining Journal2009年近期报道, 布塞鲁斯公司新近推出了3种型号的顶板锚杆机,均采 用水平与垂直铰接底盘框架,4轮独立行星驱动,允许锚 杆机在凹凸不平的巷道底板运行时4轮着地,以保持其 牵引力。这一特性有助于使用时,锚杆机快速定位、 快速 打锚杆眼和安装锚杆。 LRB215AR型单臂锚杆机是刚性框架滑行式锚杆 机,大臂上装备有自动临时顶板支架。该锚杆机配26吋 轮胎时,接地间隙为152mm ,运行高度为813mm;自动临 时顶板支架可撑高达1 930mm ,可负载51163kN ;钻臂最 大进给长度1 270mm ,进给推力3715kN。 RB2252A型双臂锚杆机也带有符合规定的自动临时 顶板支架,钻臂最大进给长度1 321mm ,进给推 力 45136kN ,装备32吋轮胎,接地间隙203mm ,运行高度 940mm ,自动临时顶板支架支撑高度可达2 438mm。 RB2288A型双臂锚杆机装备35吋轮胎,接地间隙可 达241mm ,运行高度1 219mm;自动临时顶板支架撑高可 达3 048mm ,可负载152109kN ;钻臂最大进给长度2 235 mm ,进给推力45136kN。光宁 3 3 3 02