多绳摩擦式提升机换绳技术解析

1、立井多绳摩擦式提升机新旧绳互带法换绳技术在实际施工中的应用宏厦一建许吉全摘要：目的、方法、结果、结论，50-10字关键词：3-8个多绳摩擦式提升机钢丝绳新旧绳互带发换 绳工艺正文：前言分析论述结论1前言在现代化矿井的立井提升系统中普遍使用多绳摩擦式提升机, 煤矿安全规程规定摩擦式提升机提升钢丝绳的使用期限应不超过 2年，可见多绳摩擦式提升机提升钢丝绳的更换相当频繁，其工艺和 方法对于安全生产及更换所用时间都有很大影响。研究一种经济实 用、简便快捷、安全高效的换绳方法，是一项关系煤矿安全生产工作 的迫切任务。传统的换绳方法是，在井口布置慢速稳车，稳车缠新绳，新绳和 井口旧绳头对接，拆开井下旧绳头

2、，利用稳车下放，井下巷道内回收 旧绳。传统方法必须在井口布置慢速稳车，井上下支罐笼（箕斗）并 设隔绳架，施工人员要在井下作业，劳动强度大，安全风险大，同时 增加了施工成本，降低了效率。新旧绳互带法也是多绳摩擦式提升机更换提升钢丝绳常用的施 工方法，先利用旧绳带新绳下放，再利用新绳带旧绳回收。但多采用 单根更换、对半更换、四根同时更换，且所用换绳设备造价昂贵。在 此方法的基础上，结合我公司多年来从事立井多绳摩擦式提升机的换 绳经验，总结出一套行之有效、简便实用的新旧绳互带法换绳工艺。该工艺在不需要慢速稳车等大型设备、不支罐笼（箕斗）的情况 下同时更换6根提升钢丝绳，利用不损伤钢丝绳的带尼龙绳套的

3、液压 板卡绷紧新绳，使用绳卡配合防扭板卡既防止了新绳的扭转和新旧绳 的缠绕，又保证了新旧绳力量的安全平稳替换。该工艺在山西平舒煤 业主立井、阳煤集团二矿东副立井、寺家庄矿副立井多绳摩擦式提升 机更换提升钢丝绳的成功应用，取得了较好的经济效益、安全效益和 社会效益。2工法特点技术水平和技术难度（与国内外同类技术水平相比）：2.1采用自行设计制作的防扭板卡，将新、旧提升钢丝绳全部夹 紧隔开，防止新、旧绳互带的过程中发生扭结现象。绳卡配合防扭板 卡保证新、旧绳力量的替换安全平稳可靠，并防止新、旧绳发生溜绳 事故。采用自行设计制作的防扭板卡，将新、旧提升钢丝绳全部夹紧隔 开，防止新、旧绳互带的过程中发

4、生扭结现象；2. 2为防止新绳窜动，自行研制带尼龙绳套的液压板卡，在新绳 下放过程中绷紧新绳，避免损坏钢丝绳。为防止新绳窜动，自行研制带尼龙绳套的液压板卡，避免损坏钢 丝绳；2. 3板卡及绳卡采用同规格螺栓，使用电动扭结扳手，减少了劳 动强度，保证紧固过程中每条螺栓预紧力一致，提高了施工效率。使用电动扭矩扳手，保证紧固过程中每条螺栓预紧力一致，提高 了施工效率；2. 4钢丝绳滚筒采用液压马达控制，新绳通过旧绳带动绕过导向 轮和提升机滚筒与罐笼（箕斗）连接，旧绳通过新绳带动至井架（井 塔）外地面钢丝绳滚筒上回收，减少人力投入。4、钢丝绳滚筒采用液压马达控制，减少人力投入。该技术采用新旧 绳互带法

5、，缩短了换绳作业时间，简化了工序，缩短了矿井停产时间。 施工组织科学合理、工艺先进，避免了井筒内施工作业，降低了成本, 保证了工程质量及施工安全。综上所述，该项技术达到了行业领先水平，具有很好的推广应用 价值。3适用范围立井多绳摩擦式提升机新旧绳互带法换绳施工工法适用于落地 式、塔式多绳摩擦式提升机更换提升钢丝绳。4工艺原理本施工工法采取多根提升钢丝绳同时更换的工艺。新绳通过旧绳 带动绕过导向轮和提升机滚筒，将新绳头与井上罐笼（箕斗）及悬挂 罐笼（箕斗）的旧绳连接。使用绳卡配合防扭板卡将新、旧提升钢丝 绳全部夹紧隔开，慢速开动提升机下放井上罐笼（箕斗），同时旧绳 带新绳下放，利用不损伤钢丝绳的

6、带尼龙绳套的液压板卡绷紧新绳。 当井下罐笼（箕斗）到达井上，用新绳逐根替换旧绳与罐笼（箕斗） 连接。慢速开动提升机上提井下罐笼（箕斗），同时新绳带旧绳回收, 旧绳通过新绳带动至井架（井塔）外地面钢丝绳滚筒上。当井下罐笼（箕斗）到达井上，逐根拆除新绳头与罐笼（箕斗）及悬挂罐笼（箕 4）的旧绳连接卡，用新绳替换旧绳与罐笼（箕斗）连接。原理示意 图见图 4-1、4-2、4-3 4-4 4-5 所示。图q-i引新里头图4-2旧痛带新缔下协1-旧提升钢丝绳；2-新提升钢丝绳滚筒；3-新提升钢丝绳；4-导向轮；5-提升机滚筒；6-绷紧新绳板卡；7-防扭板卡；8-接绳板卡；9-罐笼（箕斗）；10- 平衡钢丝

7、绳；n-旧提升钢丝绳滚筒图4-5井上罐笼（箕斗）新旧绳头倒换5工艺流程及操作要点5.1工艺流程施工工艺流程如图5-1所示。图5-1施工工艺流程5. 2操作要点5. 2. 1施工准备将新钢丝绳滚筒吊搬到井上罐笼（箕斗）操作位置附近，按左右 捻对应旧钢丝绳选择合适位置依次排开。板卡、防扭板卡、绳卡和带 尼龙绳套的液压板卡运搬至各自操作位置存放。拆除提升机护罩和挡 绳板。5. 2. 2引新绳头新绳头分别用2付绳卡拴在对应旧绳上，慢速开动提升机带动新 绳绕过导向轮和滚筒到达井上罐笼（箕斗）操作位置，预留足够长度。 绳卡到达导向轮或提升机滚筒附近时，在其下方适当距离再卡2付绳 卡，用调度绞车牵引住绳头，

8、拆除先卡的2付绳卡。慢速开动提升机, 绳头通过导向轮或提升机滚筒后，再将拆除的2付绳卡在原位置卡 好，拆除后卡的2付绳卡，将新绳摆放在导向轮绳槽间距内或提升机 滚筒备用绳槽内。新绳头从罐笼（箕斗）楔形连接装置旧绳下穿过采用绳卡卡好绳 头，新绳和旧绳在楔形连接装置上方用板卡连接，保证接绳部位拉力 满足要求。5. 2. 3旧绳带新绳下放间隔50米上一道防扭板卡，将新、旧提升钢丝绳全部夹紧隔开, 防止新、旧绳互带的过程中发生扭结现象。防扭板卡上方各用5付绳 卡将新旧钢丝绳卡在一体，防止新、旧绳发生溜绳事故。在防扭板卡操作位置上方，布置带尼龙绳套的液压板卡，在新绳 下放过程中绷紧新绳。5. 2. 4用

9、新绳逐根替换旧绳与提到井上罐（箕斗）的连接另一侧罐笼（箕斗）提到井上操作位置时，新绳下放完成。用新 绳逐根替换旧绳与提到井上罐笼（箕斗）的连接。将要拆除的一根旧绳头调绳油缸泄压，再将这根旧钢丝绳头从楔 形连接装置中拆除，将此根旧绳撩出导向轮和提升机滚筒绳槽，把对 应的新绳摆放到导向轮和提升机滚筒绳槽内。将新绳从钢丝绳滚筒中 抽出，把新绳头穿过楔形装置，留够长度后将多余新绳割掉，用5t 手拉葫芦绷紧新绳后卡好绳头。对所有调绳油缸整体打压，使更换后 的新绳受力，再替换下一根新旧绳头。最后一道防扭板卡和绳卡位于提到井上罐笼（箕斗）操作位置的 上方，提升机滚筒紧下方，防止在拆下旧绳头后突然窜动至另一侧

10、。5. 2. 5新绳带旧绳上提慢速开动提升机，逐道拆除防扭板卡和配合绳卡，旧绳通过新绳 带动至井架（井塔）外地面钢丝绳滚筒上回收。5. 2. 6用新绳逐根替换旧绳与回到井上罐笼（箕斗）的连接回到井上操作位置的罐笼（箕斗），用新绳逐根替换旧绳与罐笼 （箕斗）的连接。留下最后一道防扭板卡和配合绳卡不拆除，待新旧 钢丝绳头替换完成，调压油缸整体打压受力后再拆除回收旧绳。将要拆除的一根旧绳头调绳油缸泄压，拆除新绳与旧绳的连接板 卡和绳卡后将新绳头抽出，再将这根旧钢丝绳头从楔形连接装置中拆 除。把新绳头穿过楔形装置，留够长度后将多余新绳割掉，用5t手 拉葫芦绷紧新绳后卡好绳头。对所有调绳油缸整体打压，使

11、更换后的 新绳受力，再替换下一根新旧绳头。5. 2. 7打压调绳、试运转利用调度绞车逐根牵引旧绳头下放至井架（井塔）外地面钢丝绳 滚筒上回收。开动提升机将另一侧罐笼（箕斗）提到井口，对所有调 绳油缸整体打压。来回跑两趟罐笼（箕斗），观察井上下罐笼（箕斗） 是否到达装卸载位置。由于新绳完全受力后伸长，罐笼（箕斗）偏离 装卸载位置，需要调绳。调绳时，将要调短的一根新绳调绳油缸泄压，在楔形连接装置上 方用一付通长板卡将六根新绳隔开卡住，拆除楔形连接装置绳头卡， 用5t手拉葫芦拉新绳头使新绳缩短一定距离，再卡好楔形连接装置 绳头卡，拆除通长板卡，对所有调绳油缸整体打压。继续调短下一根 钢丝绳，最后调完

12、所有钢丝绳，再开动提升机观察卸载位置，不到位 再调。5. 3受力分析以山西平舒煤业主立井六绳摩擦式提升机JKM-4X6 (HI) E更换 提升钢丝绳为例进行分析。井筒直径中8. 5m,井深409m。井口为0,井塔总高+ 77. 8m, 绞车大厅层高度+ 57. 1m,导向轮层高度+ 47. 3m。卸载标高位于井塔 三层+ 16. 45m处，装载标高位于井下一361. 05m装载洞室处，两标高 间距 377. 05mo提升绞车采用直流电动机双机拖动，最大静张力：F尸1200kN, 最大静张力差：F340kX。提升容器采用一对32t六绳提煤箕斗，提 升钢丝绳型号：6VX 37S+NF-42-167

13、0-ZZ/SS,平衡钢丝绳型号：PD8 X4X 19-177X28-1470 扁尾绳。单个箕斗总重：G3=50t,包括箕斗木体、配重、安全棚、滚轮罐 耳、首尾绳悬挂。5.3.1旧绳提升系统最大静张力差计算：提升系统装载位置箕斗 装好煤，卸载位置箕斗卸完煤时，系统静张力差最大。现假设南侧箕 斗在井下装载位置装好煤，同时北侧箕斗在井上卸载位置卸完煤进行 计算。F二F北w提升机南侧静张力:F匹= L?G|+ L2XG2+G3+G4=415mX7. 2kg/mX6+17. 5mX14. 2kg/mX 3+50000kg+32000kg=17928kg+745. 5kg+82000kg=100673.

14、5kg提升机北侧静张力：F11U= L XG,+ L XG,+G3 du 2bi n=27. 5m X 7. 2kg/mX 6+405mX 14. 2kg/mX 3+50000kg=1188kg+17253kg+50000kg=6844lkg提升系统最大静张力差：F=F.,.- F北虹=100673. 5kg-68441kg=32232. 5kg32. 3tL.：南侧主提升钢丝绳长度，单位叱L；北侧主提升钢丝绳长度，单位叱L2：南侧平衡钢丝绳长度，单位m；L：北侧平衡钢丝绳长度，单位m； G,：主提升钢丝绳每米重量，单位kg/m；G2：平衡钢丝绳每米重量，单位kg/m；G3：箕斗总重量，单位k

15、g；G4：装载的煤重量，单位kg；提升机最大静张力差340KN-34t32. 3t,经计算提升系统最大静张力差小于提升机允许最大静张力差，提升机能正常开启运行。5. 3. 2更换新绳时提升系统最大静张力差计算：F=F* F 北 w提升机南侧静张力：F南消= L XG+ L2 XG2 +Gj+nXg +mXg2=415m X 7. 2kg/m X 12+17. 5m X 14. 2kg/m X 3+50000kg+60 X 14kg+30X89kg=35856kg+745. 5kg+50000kg+840kg+2670kg=90111. 5kg提升机北侧静张力：F,A1= L i XG,+ L

16、XG,+G3 du wvi*一 口=27. 5m X 7. 2kg/mX 6+405mX 14. 2kg/mX 3+50000kg=1188kg+l7253kg+50000kg=68441kg提升系统最大静张力差：F=F- - F1( =90111. 5kg-68441kg=21670. 5kg22t n-JdU l*JL,：南侧主提升钢丝绳长度，单位叱L .：北侧主提升钢丝绳长度，单位m；L2：南侧平衡钢丝绳长度，单位m；L北侧平衡钢丝绳长度，单位m；G,：主提升钢丝绳每米重量，单位kg/m；G2：平衡钢丝绳每米重量，单位kg/m；G3：箕斗总重量，单位kg；n：南侧接绳板卡数量，60付m：

17、南侧防扭板卡数量,30付gl：接绳板卡单付重量，14kg/付g2：防扭板卡单付重量，89kg/付提升机最大静张力差340KN34t22t,经计算更换新绳时提升 系统最大静张力差小于提升机允许最大静张力差，提升机能正常开启 运行。5. 3. 3新旧绳头连接板卡防滑计算：1-旧提升钢丝绳；2-新提升钢丝绳；3-高强螺栓M24X190； 4-接绳板卡图5-2罐笼（箕斗）顶部新旧绳接绳板卡每付接绳板卡用4条M24X190高强螺栓紧固，每对新旧绳头间 距200mm打8付接绳板卡。在井上倒接新旧绳头时，用5根绳提箕斗, 也就是40付接绳板卡提单个箕斗50t重量和箕斗下部的3根平衡钢 丝绳。接绳板卡夹紧新旧

18、绳头时能够承受的拉力：查机械设计手册M24高强螺栓拧紧力f=146. 4KN,接绳板卡 与钢丝绳的摩擦系数U =0.15。因 f=146. 4KN=146400N,而 1N=O. 101972kgf故 f=146400NX0. 101972=14928. 7008kgf=14. 9tF,=fX u=14. 9tX0. 15=2. 235tF,=FXm=2235tX8=17 88tF3=F2 Xn=17. 88t X 5=89. 4tF1： 一付接绳板卡夹紧新旧绳头时能够承受的拉力，单位t；F2： 一对新旧绳头上8付接绳板卡夹紧新旧绳头时能够承受的拉 力，单位t；F3：五对新旧绳头上40付接绳板

19、卡夹紧新旧绳头时能够承受的 拉力，单位t；f： M24X190高强螺栓拧紧力，单位KX；U ：接绳板卡与钢丝绳的摩擦系数0. 15；m： 一对新旧绳头上接绳板卡数量8付；n：井上倒接新旧绳头时悬吊箕斗及平衡钢丝绳的提升钢丝绳根 数5根；箕斗下部平衡钢丝绳的重量：箕斗位于井底时：GL, XG3 Xm=14. 2kg/mX80mX3=3408kg3. 408to箕斗位于井口时：G2=L2 XG3Xq=14. 2kg/mX377. 05mX3=16062. 33kg=16. It。G1：箕斗位于井底时箕斗下部平衡钢丝绳的重量，单位kg；G2：箕斗位于井口时箕斗下部平衡钢丝绳的重量，单位kg；G3：平

20、衡钢丝绳每米重量，14. 2kg/m；L ：箕斗位于井底时箕斗下部平衡钢丝绳长度80m；L2 ：箕斗位于井口时箕斗下部平衡钢丝绳长度377. 05m；Q：箕斗下部平衡钢丝绳数量，3根箕斗及下部平衡钢丝绳的总重量：箕斗位于井底时：G=G|+g=3. 408t+50t=53. 408to箕斗位于井口时：G G2 + g=16. It+50t=66. 11G：箕斗位于井底时箕斗及下部平衡钢丝绳的总重量，单位t；G ：箕斗位于井口时箕斗及下部平衡钢丝绳的总重量，单位t；综上所述，F3G,且FjAG,通过防滑计算，可知接绳板卡夹 紧新旧绳头时能够承受的拉力满足使用要求，不会发生溜箕斗事故。5. 3. 4

21、新绳长度的确定：根据钢丝绳厂家提供的钢丝绳伸长率3%。和调绳油缸的行程 800mm,留够钢丝绳头长度后割掉多余新绳。O10效益分析施工最短用时1天，与传统换绳方法比较节省用时3天，节省成 本预计20万元。而专业换绳设备，换绳造价高，需要空场地布置换 绳设备。此工艺不受场地条件限制，适用于落地式、塔式多绳摩擦式 提升机更换提升钢丝绳，有较高的推广应用价值。5.1 1此新旧绳互带法换绳工艺不但减少了人力投入而且减轻了 工人劳动强度，提高了施工效率，缩短了矿井停产时间。5.2 2施工所用机具少，不需要慢速稳车等大型设备，不需要支 罐笼（箕斗），节约了施工成本，减少了设备租赁费用和人工费用。5.3 3

22、不需要施工人员井下作业，避免在井下风口登高作业。不 需要井下巷道满足收存旧绳条件。5.4 4专业换绳车，换绳造价高，需要空场地布置换绳设备。而 此工艺不受场地条件限制。10. 5针对不同提升系统特别加工制作的板卡和防扭板卡可重复 使用。经济效益和社会效益（包括节能和环保效益）多绳摩擦式提升机应用此新旧绳互带法换绳工艺，缩短了换绳作 业时间，简化了工序，缩短了矿井停产时间。施工组织科学合理、工 艺先进，避免了井筒内施工作业，降低了成本，保证了工程质量及施 工安全。该项技术成功应用于阳煤集团平舒煤矿主立井、二矿东副立 井等工程，取得了良好的社会效益和经济效益。11应用实例我公司在采用新旧绳互带法换

23、绳中，不断从保证安全和质量、提 高效率、优化工艺几方面总结经验，形成了这套成熟的新旧绳互带法 换绳工艺。在阳煤集团各矿井多绳摩擦提升机更换提升钢丝绳的施工 中得到验证，现列举近年三个工程应用实例：实例一：山西平舒煤业主立井井筒直径8.5m,井口标高 +1142. 500m,井深 409m。井塔平面尺寸 20. 3mX 21. 3m,总高 77. 8m, 标高57. 1m为绞车大厅层，标高47. 3m为导向轮层。提升机为塔式六 绳摩擦轮矿井提升机，型号为JKM-4X6 (III) E, 6根提升钢丝绳6V X37S+NF-中42-1670-ZZ/SS 最大静张力 FJ=1200kN(122. 4

24、t), 2013 年5月更换6根主提钢丝绳。施工中严格按本工法执行，用时3天，提前完成检修任务。实例二：山西省阳煤集团二矿东副立井井径中6m,井深256m, 提升容器为罐笼(一宽一窄)，4根提升钢丝绳为6VX37S+NF-中 40-1670-ZZ/SSo 2012年10月更换4根主提钢丝绳。施工中严格按本工法执行，用时1天，提前完成检修任务。实例三：寺家庄矿副立井井径中8m,井深418m,多绳摩擦式提 升机型号JKMD-4X4(Z),提升速度8.796m/s,提升容器为罐笼(一 宽一窄)，本体质量25t , 4根提升钢丝绳为44ZAB6V X 37S+FC1570ZZ(SS)。 2012年5月

25、更换4根主提钢丝绳。施工中严格按本工法执行，用时1天，提前完成检修任务。项目名称：立井塔式多绳摩擦式提升机新旧绳互带法换绳技术关 键 词：多绳摩擦式提升机；钢丝绳：新旧绳互带法；换绳工艺一、委托项目内容及技术要点：该立井提煤系统提煤箕斗采用6根提升钢丝绳，3根平衡钢丝绳。单个提煤箕 斗总重50吨，单根提升钢丝绳4吨，单根平衡钢丝绳6.5吨。利用新旧绳互带法换 绳工艺同时更换6根提升钢丝绳，先利用旧绳带新绳入井下放，再利用新绳带旧绳 上井回收至地面。新旧绳互带法换绳工艺一次更换6根提升钢丝绳，只需在地面井塔内作业即可 完成换绳任务，而且旧绳回收至井塔外地面盘放，一次回收到位。这种工艺避免在 井下

26、风口登高作业，不需要井下巷道满足收存旧绳条件，施工人员不用下井，不需 要稳车等大型设备，不需要支箕斗。新绳滚支起后在井口绕导向轮和滚筒通过旧绳带新绳绕过，避免人工逐根拖拉 造成的劳动强度，并节约更换时间。旧绳在井口通过井塔窗户下放至塔外地面分开 盘放，新绳带旧绳上提过程中一次回收到位。新绳绕过导向轮和滚筒后，将新绳头与一侧箕斗及悬挂箕斗的旧绳连接牢固， 使用尼龙滑套绷紧新绳且不损伤钢丝绳。新旧绳接绳处采用钢板卡连接，新绳绳头 从楔形连接装置旧绳下穿过采用绳卡卡好绳头，保证接绳部位拉力满足要求。使用通长防扭板卡限制新钢丝绳在下放中的扭转，并保证新旧绳不互相粘连缠 绕，绳卡配合通长防扭板卡保证新旧

27、绳力量的替换安全平稳可靠。板卡及绳卡螺栓采用同规格螺栓，便于采用电动扭矩扳手操作，减少劳动强度 和更换时间。新绳受力后拉长变细，旧绳头解开后要收缩变短；但由于通长防扭板卡及绳卡 的限制，新绳的受力拉长和旧绳的释放力量收缩变短，在井上回收段新旧绳分开后 进行，以防止旧绳在解开绳头后发生涌绳事故。由于新绳在更换过程中已经受力拉长，故在回收完旧绳卡好新绳后，调绳的余 量较少，不用支箕斗，将不到位的箕斗提至井上，在箕斗顶部用一副通长板卡将6 根新绳卡在一起，在调绳油缸的配合下，逐根解开绳头调绳。多深摩擦式课题主要查新点，利用新旧绳互带法换绳工艺同时更换6根提升钢丝绳，先利用旧绳带新绳入井 下放，再利用

28、新绳带旧绳上并回收至地面。1、新旧绳互带法换绳工艺只需在地面井塔内作业即可完成换绳任务，而且旧绳 回收至井塔外地面盘放，一次回收到位。这种工艺避免在井下马头门风口登高作业, 不需要井下巷道满足收存旧绳条件，施工人员不用下井，不需要稳车等大型设备， 不需要支箕斗。2、新绳通过旧绳带新绳绕过导向轮和滚筒后，将新绳头与一侧箕斗及悬挂箕斗 的旧绳连接牢固，使用尼龙滑套绷紧新绳且不损伤钢丝绳。新旧绳接绳处采用钢板 卡连接，新绳绳头从楔形连接装置旧绳下穿过采用绳E卡好绳头，保证接绳部位拉 力满足要求。3、使用通长防扭板卡限制新钏丝绳在下放中的扭转，并保证新旧绳不互相粘连 缠绕，绳卡配合通长防扭板卡保证新旧绳力量的替换安全平稳可靠。要求检索国内是否有与本课题杳新点主要研究内容相同的文献报道。3四、