蘆溝煤礦三水平立井為JKMD-2.25x4(I)E型落地式摩擦提升機(jī),滾筒直徑2.25m,提升高度543.4m,井架高度24m,提升容器采用1t雙碼單層單車四繩罐籠(南碼為主罐,北碼為副罐),提升容器自重6.5t,每根鋼絲繩長度660m,鋼絲繩單重2.33kg/m,尾繩單重4.90kg/m,最大繩速 5.4m/s,提升機(jī)許用最大靜張力215kN,許用最大靜張力差65kN,容器導(dǎo)向?yàn)閯傂越M合罐道。
根據(jù)《規(guī)程》規(guī)定,摩擦式提升機(jī)提升鋼絲繩使用不超過兩年,我礦三水平立井多繩摩擦式提升機(jī)提升鋼絲繩(首繩)于2012年11月15日掛繩,需更換新繩。為使換繩施工能夠安全順利進(jìn)行并取得圓滿成功,特制定如下安全技術(shù)措施,望認(rèn)真執(zhí)行。
1、施工時間: 2014年10月11、12、13日8:00-16:00
2 、施工地點(diǎn):三水平立井
3 、施工組織:
施工單位: 機(jī)電二隊(duì)
施工負(fù)責(zé)人:鄭春迎(現(xiàn)場總指揮)
現(xiàn)場負(fù)責(zé)人:陳春林
技術(shù)負(fù)責(zé)人:蘆斌
4 、現(xiàn)場作業(yè)人員分工組織
4.1、此次換繩作業(yè)任務(wù)由機(jī)電二隊(duì)負(fù)責(zé),從施工開始至新繩下放完畢為第一大工作階段,從老繩回收開始至老繩回收完畢為第二大工作階段,調(diào)繩試運(yùn)行為第三大作業(yè)階段。
4.2、具體施工過程中分為五個工作小組:井口組、天輪組、車房組、井底組、新繩放繩老繩回收組。
4.3、井口組(共8人)負(fù)責(zé)所有井口及平臺部分工作:固定繩盤、安裝導(dǎo)向托輥、固定新老繩、搭建井口操作平臺、打復(fù)合板卡、新老繩頭替換、拆除復(fù)合板卡、調(diào)繩工作、試運(yùn)行。
4.4、天輪組(共4人)負(fù)責(zé)觀察天輪處下繩情況,下放繩頭等工作。
4.5、井底組(1人)負(fù)責(zé)所有井底部分工作:觀察井底罐籠情況、檢查更換繩后的尾繩情況以及調(diào)繩后尾繩的情況;以及井底周圍警戒工作。
4.6、車房組(共4人,含絞車司機(jī)2人)負(fù)責(zé)車房安全運(yùn)行工作。
4.7、新繩放繩老繩回收組(28人)負(fù)責(zé)把新繩上提至下天輪,下天輪至車房,車房至井口以及打緊繩器、換繩過程中操作新繩輪和老繩回收工作。
5、施工技術(shù)措施
5.1 、“繩帶繩”法原理:(原理圖如圖一所示)
工藝流程:
根據(jù)我礦實(shí)際情況及現(xiàn)場勘查,經(jīng)研究決定使用“繩帶繩”方法更換新繩,即:采用“老繩帶新繩”,“新繩帶老繩”兩大施工工序,把老繩全部一次換完。
具體施工工藝:新繩在老繩帶動下,繞過下天輪(北碼)、滾筒、上天輪(南碼),到達(dá)井口位置;固定新繩到井口井架上,上提南碼罐籠至井口位置,將新繩預(yù)留2米(在連接裝置中使用長度)后,將新繩和南碼罐籠連接裝置上方老繩卡在一起;低速下放南碼罐籠,老繩“帶”動新繩;下放南碼罐籠,使其上方安全傘上平面位于鎖口盤下方1米處;在鎖口的22#工字鋼橫梁上搭建井口操作平臺;低速下放南碼罐籠,每隔20米用復(fù)合板卡固定新、老繩,直到北碼罐籠頂部安全傘上面與井口地面平齊位置;在北碼罐籠上進(jìn)行老繩與棕繩連接,新、老繩交替,新繩安裝到連接裝置;從下天輪和提升機(jī)房把老繩抽出,在井口房與車房中間位置東西兩側(cè)分別存放2根老繩;低速上提南碼罐籠,新繩“帶”動老繩,在操作平臺處拆除復(fù)合板卡,同時回收老繩;拆除最后一道復(fù)合板卡后,停車拆除井口操作平臺;上提南碼罐籠,直到南碼罐籠到達(dá)正常停車位置后,進(jìn)行南碼老繩與棕繩連接,新、老繩交替,新繩安裝到連接裝置;老繩下放完后,調(diào)節(jié)相對位置;試運(yùn)行。
5.2、換繩前的準(zhǔn)備:
5.2.1、對新繩進(jìn)行驗(yàn)收,驗(yàn)收合格后方可使用,如有問題及時反映給上級有關(guān)部門;罐籠與鋼絲繩連接裝置銷軸探傷工作,提前一周與有資質(zhì)單位聯(lián)系并在換繩后及時進(jìn)行探傷;新鋼絲繩檢驗(yàn)報告是否在有效期內(nèi),由機(jī)電運(yùn)輸科負(fù)責(zé)落實(shí)。
5.2.2、在施工前,換繩措施及相關(guān)單項(xiàng)安全技術(shù)措施都要組織有關(guān)人員進(jìn)行貫徹、學(xué)習(xí),真正做到措施貫徹到每位施工人員,責(zé)任落實(shí)到人,切實(shí)做好自主保安。
5.2.3、施工單位加工鋼絲繩旋轉(zhuǎn)托架4套(用于清洗鋼絲繩表面油脂和換繩時放繩使用),加工油槽一件(長6m,寬0.7m,深0.3m,下焊角鐵腿,用于洗繩時使用)。
5.2.4、清除鋼絲繩表面油脂。由于摩擦提升要求,鋼絲繩表面所涂的防護(hù)油脂必須清洗干凈。我礦選用柴油清洗法:將制作好的油槽內(nèi)裝柴油,用電加熱管加熱,用溫度計(jì)和控制電解熱管開??刂朴蜏貫?0℃-100℃。使鋼絲繩從槽內(nèi)通過,從而使新繩從木輪拉出后經(jīng)過柴油的洗滌。鋼絲繩在通過油槽時,用鋼絲刷子隨走隨刷,鋼絲繩洗滌結(jié)束后離開油槽回纏時用棉紗擦凈。
5.2.5、準(zhǔn)備換繩用的設(shè)備、工具、材料等。按施工方法所需的設(shè)備、工具、材料、備件等準(zhǔn)備齊全,數(shù)量充足,起重用具安全系數(shù)滿足安全的要求,并完整無損,按指定的位置擺放、吊掛、安裝好。
5.2.6、施工前2天,由機(jī)電二隊(duì)人員將新繩繩盤分別擺放在繩盤托架上安裝于井口房內(nèi)井筒北側(cè)位置,托架用膨脹螺栓固定在地面上,并按由東至西依次按右捻→左捻→右捻→左捻次序依次擺好(注意:繩盤出繩口在下方,由下方向南出繩);同時準(zhǔn)備好制動用的木杠(木桿以托架為支撐點(diǎn)使繩盤能夠?qū)崿F(xiàn)人力制動)。
5.2.7、提前2天安裝好新繩導(dǎo)向托輥,托輥軸上下固???;木質(zhì)緊繩裝置井口房井口北側(cè)位置(緊繩器為兩道木板之間固定襯木制作,換繩期間上緊木板兩端的兩道螺栓,使上下襯木加緊新鋼絲繩)。
5.2.8、施工前1天,機(jī)電二隊(duì)將復(fù)合板夾及螺栓運(yùn)至井口南側(cè)。
5.2.9、所用工具及與施工有關(guān)的物品、材料等施工前2天必須到位;所有準(zhǔn)備工作在施工前1天必須完成,由機(jī)電運(yùn)輸科組織驗(yàn)收,由機(jī)電運(yùn)輸科、機(jī)電二隊(duì)負(fù)責(zé)落實(shí)。
5.2.10、換繩前,由機(jī)電二隊(duì)詳細(xì)檢查三水平立井提升鋼絲繩、尾繩、天輪、懸掛裝置、連接裝置、罐籠、罐耳、罐道等,確保其完好,運(yùn)轉(zhuǎn)可靠、無卡阻情況。
5.2.11、提升前,由機(jī)電二隊(duì)清除摩擦驅(qū)動滾筒繩槽內(nèi)粘附的鋼絲繩上脫落的油脂,以避免其降低驅(qū)動滾筒的摩擦因數(shù)。
6、 施工依據(jù)計(jì)算過程
6.1、最大靜張力的驗(yàn)算:
Fjmax=10(Q1+Q2+QZ+P1Hn1+P2H1n2)
=10%uD7(675+2.33%uD74?3.4+6500+2.33?7.4%uD74+4.9?%uD72)
=176257N<215000N
式中:
Q1--板卡重量,675kg(27套)
Q2--下放新繩重量,5064.5kg
QZ--罐籠自重,6500kg
P1--鋼絲繩每米重量,2.33kg/m
P2--平衡鋼絲繩每米重量,4.9kg/m
N1--主提升鋼絲繩根數(shù);4
N2--平衡鋼絲繩根數(shù),2
H--提升高度,543.4m
H1--最下位置罐籠尾繩長度,10m
通過計(jì)算,提升機(jī)的實(shí)際最大靜張力176257N小于提升機(jī)的許用最大靜張力215000N,符合《煤礦安全規(guī)程》第382條規(guī)定要求。
6.2、最大靜張力差驗(yàn)算
提升機(jī)的許用最大靜張力差為65000N
Fcmax=10[Q1+Q2+( 2P2- 4P1)H]=10%uD7(675+5064.5-130.4)=56091<65000
實(shí)際最大靜張力差能滿足最大靜張力差要求。
6.3防滑驗(yàn)算
換繩過程中,南碼罐籠位于井底位置時靜張力達(dá)到最大值,此時易產(chǎn)生靜滑,按此點(diǎn)驗(yàn)算。
6.3.1靜防滑驗(yàn)算
6.3.1.1靜防滑驗(yàn)算公式及規(guī)定
, --重載側(cè)和輕載側(cè)鋼絲繩靜張力,
= Fjmax=176257N
=10(QZ+P1Hn1+P2H1n2)
=10(6500+2.33%uD74?+4.9%uD72?3.4)
≈122466
%u3BC--計(jì)算摩擦因數(shù),0.25
%u3B1--圍抱角,182%uB0折合角度值3.175
故 ≈1.21
6.3.1.2驗(yàn)算結(jié)果
通過計(jì)算,能滿足靜防滑要求
6.3.2、動防滑驗(yàn)算
由絞車提升速度圖中主加速度0.58m/s2和主減速度0.29 m/s2,綜合考慮主繩和尾繩每米重量差值,可知最有可能產(chǎn)生滑動位置為提升重物主加速階段。應(yīng)按提升重物主加速階段動防滑驗(yàn)算。
6.3.2.1動防滑驗(yàn)算公式及規(guī)定
式中, ≈1.21
--實(shí)測加速度0.58 m / s2,
, --重載側(cè)和輕載側(cè)鋼絲繩靜張力,
= Fjmax=176257N
=10(QZ+P1Hn1+P2H1n2)+ GP≈122466
m1--鋼絲繩重載側(cè)質(zhì)量,m1=176257/10=17625.7kg
m2--鋼絲繩輕載側(cè)質(zhì)量,m2=122466/10=12246.6kg
6.3.2.2驗(yàn)算結(jié)果
即通過計(jì)算不加配重也可滿足提升加速段防滑的要求。
6.4、鋼絲繩安全系數(shù)效驗(yàn)
根據(jù)鋼絲繩測試報告,鋼絲繩最小破斷力總和為395040N
ma=39504%uD74/(675+6500+10%uD74.9%uD72+(543.4+567.4)%uD72.33%uD74)
≈9.05>7.93(合適)
6.5、電動機(jī)功率計(jì)算
根距能量守恒定律及電動機(jī)過載系數(shù)大于2及變?yōu)橘|(zhì)量以及各部件傳動效率,反算出電動機(jī)單次單碼過載系數(shù)為2時最大提升質(zhì)量為4072kg。
6.6、配重質(zhì)量選擇
綜合以上6.1、6.2、6.3幾條可知配重質(zhì)量最少應(yīng)為:5609.1-4072=1537.1kg。
最佳配重質(zhì)量為(1537.1+4072)/2=2804.55kg。
7、施工步驟
7.1、預(yù)備工作:
電氣檢測標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該被認(rèn)真的去執(zhí)行。