矿山立井大型设备材料下放施工工法

矿山立井大型设备材料下放施工工法1前言设备安装是矿山基础性建设的最后环节。矿山立井大件设备及材料下放施工技术与一般的地表吊装比较具有复杂性，其针对性强、危险性大。大件设备的下放是整个工程的关键。大件设备在立井中的成功下放，关系到整个工程的进度。我们在多年的矿山建设工作中，通过摸索、实践、总结，形成了一整套完整的矿山立井大件设备下放施工技术，该方法在我单位矿山立井大件设备下放工程中广泛的应用，技术成熟，行之有效。2工法特点该方法具有以下特点：2.1采用井巷原有凿井绞车和井架等设施，有效的降低成本。2.2采用平衡轮装置，解决了稳车选型过大及两台绞车合成和同步的问题。2.3采用绳索多圈缠绕、多根受力的拴接方式，避免了单根绳索安全系数小、多根绳套不等长的问题，加大了安全保证系数。2.4采用数学计算和电脑模拟下放过程，验证其在马头门、拐弯等处的通过性，保证了下放通道的顺畅。2.5设备采用边拖拽、边吊装、边牵引的方式，保证了起重过程的平稳性和安全性。2.6在生产井中采用滑道装置，解决了井筒空间有限、下放过程中设备易被井中结构阻碍的问题。2.7井下采用旱船的载运方式，解决了巷道高度有限的问题。2.8采用将轨道直接铺进井筒、马头门处设吊装龙门架、设备直接下放到平板车上、减少了井下二次吊装，提高了施工效率。2.9校核各个主要的受力环节，从根本上保证了吊装的安全。3适用范围矿山立井大型设备材料的下放。4工艺原理在井口附近合适位置布置两台稳车，在井架或井塔楼上布置适合于下放的天轮平台，在井下大件道口布置拖曳装置及井筒中布置承重平台，将两台稳车的钢丝绳分别通过天轮平台的导向天轮拉到井口，其中一个稳车的钢丝绳从平衡轮的滑轮穿过后与另一台稳车的钢丝绳用U型绳卡联接；大型设备用钢丝绳套与平衡轮的双头螺栓联接。这样，两台绞车的提升能力便通过平衡轮进行了相加合成，并且当两台绞车有微小的速度变化即不一致的情况发生时，平衡轮中的滑轮也会有微小的转动，这样保持了两台稳车绳受力相等，大型设备平稳运行而不会发生偏转。将设备拖至井口后，平衡轮绳头下放并吊装设备上吊装点。设备前方用稳车进行拖拽，后方用稳车进行牵引。准备好后开始起吊，直至将设备送入井筒中。在井口试吊平台上方停留5~10分钟，进行静态检查。全面检验吊装的所有关键点是否位于稳定状态，确保无误后开始下放。如有需要，应此时在设备上安装滑道。下放过程中，如有条件，人员可在设备的侧上方跟踪下放全程。到达指定水平后，利用事先布置的吊装点和井下拖拽稳车，配合主吊装装置，将设备平稳的放在承重平台上或码头门内的平板车、滚杠或旱船上，最终运至临时存放或安装位置。5工艺流程及操作要点5.1工艺流程井中设施拆除1——井口稳车布置2——井口承重平台制安3——设备解体加固4——天轮平台布置5——井下承重平台布置6——井下轨道的铺设7——井下大件道拖拽稳车的布置和导向滑轮的安装8——平衡轮悬挂9——设备立井下放10——设备大件道运输11——设备存放125.2稳车及钢丝绳布置5.2.1钢丝绳的选择吊物的重量是一切核算工作的基础，钢丝绳的选择首要的是要进行载荷的确定。载荷包括吊物、吊索吊具、吊装钢丝绳自重（按全长考虑）等加载在钢丝绳上的所有重量。这个重量要求准确，必要时要进行称重，以保证安全。钢丝绳一般按绳和股的断面、股数和股外层钢丝的数目、直径、捻向等进行分类，具有许多型号。目前广泛应用于矿山提升的主要也有6×19、18×37、6V×36等多种圆股或异型股钢丝绳。钢丝绳用于载荷校验的力学参数是最小破断拉力。大多数情况下，钢丝绳的最小破断拉力是可以直接在钢丝绳规范中直接查询得到，而无需另行计算。而对于个别重要的场合，不但在选型时要进行核算，钢丝绳到货后还要进行破断拉力试验，要做到100%的安全保证。安全系数的选取，不同的资料有不同的规定。我们按《矿山安全规程》的要求，用于提升物料的钢丝绳，安全系数不低于6.5的规定来进行选取。根据《简明建井手册》钢丝绳校核公式如下：F0/Qj≥[K]式中：F0——钢丝绳最小破断拉力，kN；Qj——计算载荷，kN；Qj=K1K2Q（K1—动载系数1.1，K2—不均衡载荷系数1.1~1.2，Q—吊物、吊具、吊索、绳重）[K]——许用安全系数6.5除了满足强度的要求，还要注意绳的捻向。当采用单绳吊装时，要使用不旋转钢丝绳；当采取双绳吊装时，要采用左、右捻同型号钢丝绳各一条或全部采用不旋转钢丝绳。这样做的目的就是要防止在下放过程中，因钢丝绳的旋转而导致设备的转动。5.2.2稳车的选择大件设备指体积大、重量重的设备或部件。在矿山井巷安装过程中多采用绞车下放，而对于部分体积小、重量轻的设计可采用提升机下放的方式。提升机下放重量根据凿井提升机的提升能力选择。绞车的选择主要根据所吊设备的重量来选定，其提升能力是根据钢丝绳的最大静张力来标定的，因此所选用的绞车的最大静张力应大于或等于钢丝绳悬吊的终端荷重和钢丝绳自重之和并考虑动载系数，两绞车同时起吊时还要考虑不平衡系数。选用的绞车还要有足够的容绳量。两台稳车要采用同一型号。5.3天轮平台天轮平台是矿山井巷起重过程中的主要承重部件。钢丝绳的拉力、吊物的重力等全部载荷都需要通过天轮平台来承载。天轮平台主要由天轮梁和天轮组成。天轮按承载能力直接进行选型后校核绳槽直径和轮绳比。绳槽直径大于等于绳径即可，否则要重新选择天轮。特殊情况下，可以在天轮的绳槽底部垫平滑的垫片，以增大绳槽直径。根据《冶金矿山安全规程》及《矿山井巷工程施工及验收规范》，大件设备下放的速度很慢，可以按悬挂吊盘、吊泵、管道用的绞车的天轮进行选型，规定中悬吊天轮工作直径与钢丝绳直径的比值不应小于20，即D轮≥20D绳。导向轮的包角一般都很小，可比主吊天轮的直径略小。当采用提升机下放时，天轮已在提升机选型时确定，并且其承荷能力的要求要远大于运行弯曲直径的要求，因此一般直接按提升机使用天轮的要求选取即可。天轮梁通常布置在井架、井塔楼平台或其它平台、并且竖直正垂于井筒的位置上。天轮梁的选取首先要保证外形尺寸，即安装位置要有足够的空间；其次要满足吊装空间的要求，不但起吊后平台高度能满足吊物、吊具、吊索、提升绳的合计高度要求，而且四周要有足够的起吊操作空间；天轮平台选择最重要的一点，是要对主要承重梁进行强度校核。工程实际中一般选取工字钢作为天轮梁，其主要受力形式有两种，分别简介如下：⑴同一组梁上有两个吊装天轮，如图A所示：这种吊装形式下，两个天轮位于同一对天轮梁上，此时天轮平台受力情况如图A—1所示：由图A—1可以看出，作用于天轮梁的力F斜向下，呈左右对称，并且可以进行水平方向和垂直方向的分解，连同梁的自重，整个天轮平台可以分解、简化成由作用力P、力偶M0、梁自重q组成的力系（其中F的水平分力为轴向力，在梁的强度校核中不计），如图A—2所示：现分别对作用力P、力偶M0和梁自重q进行单独的受力分析，并依据受力所产生的剪力和弯矩，作出相应的剪力图和弯矩图，最后将剪力和弯矩合成，求出最大剪力和弯矩点，进行强度校核。①作用力P单独作用下情况分析在两个作用力P的作用下，梁的受力简图如A—3所示在梁中取一截面m—m，并求其内力。先以整个梁为研究对象进行受力分析，很容易得出支座反力RA和RB大小均为P，方向向上，然后采用截面法，在m—m处将梁截开，并在截面处加上剪力FQ和弯矩M，左右两段梁上的力呈大小相等，方向相反的形式。如图A—4所示。因作用力垂直于梁，梁上的轴向力为零，所以省略不列入计算。梁AB处于平衡状态，所以截开后左右两段仍应保持平衡，现对左段梁AC进行分析。在该段梁上，作用有剪力FQ、弯矩M和外力P和RA，因该段梁保持平衡，所以各种力的合力为零，即由ΣY=0得RA－P－FQ=0则FQ=RA－P=0对m—m形心取矩，有ΣM=0，进而得M+P(x－a)－RA×x=0则M=RA×x－P(x－a)=Pa右段梁CB与左段梁AB大小相等方向相反。再将截面m—m取在支点A与外力P之间，同样截取AC段梁进行分析（右段对称），如图A—5所示，则有ΣY=0得RA－FQ=0FQ=RA=P对截面形心取矩ΣM=0得M－RA×x=0M=RA×x=Px绘制剪力图和弯矩图如A—6所示。由图A—6可以看出，两个力的中间段的剪力为零，左右两段的最大剪力大小相等、方向相反；两个力的中间段弯矩为一恒定值Pa，左右两段弯矩是两条斜线。②两个呈对称方向的力偶M0作用下情况分析在两个力偶的作用下，梁的受力简图如A—7所示先以整个梁为研究对象进行受力分析，对于A点和B点分别取矩如下，求出支反力RA=RB=0。RBl+M0－M0=0RB=0RAl+M0－M0=0RA=0采用截面法，在CD段内将梁截开，并在截面处加上剪力FQ和弯矩M，如图A—8所示：在该段梁上，作用有剪力FQ、弯矩M、力偶M0和支反力RA，因该段梁保持平衡，所以各种力的合力为零，即由ΣY=0得RA－FQ=0则FQ=RA=0对截面形心取矩，有ΣM=0，得M+RA×x－M0=0则M=M0同理，在AC段内将梁截开，并在截面处加上剪力FQ和弯矩M，如图A—9所示：根据力学平衡原理，列平衡方程如下：ΣY=0FQ－RA=0FQ=RA=0对截面形心取矩得ΣM=0M－RA×x=0M=0绘制剪力图和弯矩图如A—10所示。由图A—10可以看出，剪力为零；两个力偶中间段弯矩为一恒值M0，两侧弯矩为零。③在梁自重q（单位长度重量）情况分析在梁自重q的作用下，梁的受力简图如A—11所示以整个梁为研究结象，计算支反力RA和RB。因整体结构左右对称，所以RA+RB－ql=0RA=RBRA=RB=ql/2在梁上任选一断面截开，并在截面处加上剪力FQ和弯矩M，如图A—12所示在该段梁上，作用有剪力FQ、弯矩M和梁自重q和支反力RA，因该段梁保持平衡，所以各种力的合力为零，即由ΣY=0得RA－qx－FQ=0则FQ=RA－qx=ql/2－qx对截面形心取矩，有ΣM=0，得M+qx2/2－RA×x=0则M=RA×x－qx2/2=qlx/2－qx2/2绘制剪力图和弯矩图如A—13所示。由图A—13可以看出，左右两侧剪力为斜线，最大剪力为ql/2，且大小相等，方向相反；弯矩公式为一个二元方程，其图像为一条抛物线，最大弯矩为ql2/8。将作用力P、力偶M0和梁自重q分别产生的剪力和弯矩进行合成，如图A—14所示。由图A—14分析得出，最大剪力τmax分别在梁的两个支点A和B处，并且大小相等，方向相反，其值为P+(ql/2)；最大弯矩Mmax分别在两个作用力P的作用点处，方向为正，其值为Pa+[(qla/2)－(qa2/2)]－M0。⑵两个吊装天轮分别安装在不同组的梁上，如图B所示：这种吊装形式下，两个天轮分别位于不同的两根天轮梁上，此时天轮平台受力情况如图B—1所示：由图B—1可以看出，作用于天轮梁的力F斜向下，并且可以进行水方向和垂直方向的分解，连同梁的自重，整个天轮平台可以分解、简化成由作用力P、力偶M0、梁自重q组成的力系（其中F的水平分力为轴向力，在梁的强度校核中不计），如图B—2所示：现分别对作用力P、力偶M0和梁自重q进行单独的受力分析，并依据受力所产生的剪力和弯矩，作出相应的剪力图和弯矩图，最后将剪力和弯矩合成，求出最大剪力和弯矩点，进行强度校核。①作用力P单独作用下情况分析在作用力P的作用下，梁的受力简图如B—3所示在梁中截取一段梁，求其内力。先以整个梁为研究对象计算支座反力RA和RB：ΣMA=0，RB×l－P×a=0ΣMB=0，RA×l－P×b=0则RA=Pb/l，RB=Pa/l作用力P作用在梁的C点截面上，该点并非梁的中点，所以在建立剪力方程和弯矩方程时，必须分作AC和BC两段来考虑。因作用力重直于梁，梁上的轴向力为零，所以省略不列入计算。在AC段内任取一横截面，距A点距离为x，在截面处加上剪力FQ1和弯矩M1，以左段为研究对象，进行受力分析，如图B—4所示。在该段梁上，作用有剪力FQ1、弯矩M1和和支反力RA，因该段梁保持平衡，所以各种力的合力为零，即ΣY=0RA－FQ1=0得FQ1=RA=Pb/l对截面形心取矩ΣM=0M1－RAx=0M1=RAx=Pbx/l同理，在CB段内任取一横截面，距B端距离为x，以右段为研究对象(也可以以左端为研究对象，但较复杂)，进行受力分析，如图B—5所示。根据受力平衡，有ΣY=0RB－FQ2=0得FQ2=RB=Pa/l按规定为负值对截面形心取矩ΣM=0M2－RBx=0M2=RBx=Pax/l绘制剪力图和弯矩图如B—6所示。由图B—6可以看出，剪力以作用点为分界线，左正右负，且均为恒值，分别为Pb/l和Pa/l，因图中所示b＞a，所以左侧剪力的绝对值较大；弯矩从左右两个支点开始，呈线性向中间增大，在作用点处交汇并达到最大值Pab/l。②力偶M0作用下情况分析在力偶的作用下，梁的受力简图如B—7所示以整个梁为研究对象进行受力分析，对于A点和B点分别取矩如下ΣMA=0RBl－M0=0RB=M0/lΣMB=0RAl－M0=0RA=M0/l采用截面法，在AC段内将梁截开，并在截面处加上剪力FQ1和弯矩M1，如图B—8所示：在该段梁上，作用有剪力FQ1、弯矩M1和支反力RA，因该段梁保持平衡，所以各种力的合力为零，即由ΣY=0得RA－FQ1=0则FQ1=RA=M0/l对截面形心取矩，有ΣM=0，得M1－RA×x=0则M1=RA×x=M0x/l同理，在CB段内将梁截开，并在截面处加上剪力FQ2和弯矩M2，如图B—9所示：根据力学平衡原理，列平衡方程如下：ΣY=0FQ2－RB=0FQ2=RB=M0/l对截面形心取矩得ΣM=0M2－RB×x=0M2=RB×x=M0/l使梁上部纤维受拉，为负值绘制剪力图和弯矩图如B—10所示。由图B—10可以看出，剪力为一恒定值M0/l；弯矩是以力偶作用点为分界线的两条斜线，左段梁下部纤维受拉，为正值M0a/l，右侧上部纤维受拉，为负值M0b/l。因图中b＞a，所以M0b/l＞M0a/l，则绝对值最大的弯矩发生在集中偶作用处的右侧截面上，其值为M0b/l。另外，在集中力偶作用截面处，弯矩图有突变，突变量为M0a/l－(－M0b/l)=M0a/l+M0b/l=M0，等于集中力偶的大小。③在梁自重q（单位长度重量）情况分析梁在自重q作用下受力情况同前所述，即与图A—11相同，不再重复。将作用力P、力偶M0和梁自重q分别产生的剪力和弯矩进行合成，如图B—11所示。由图B—11分析得出，最大剪力τmax发生在支点A处，其值为(Pb/l)+(M0/l)+(ql/2)；最大弯矩Mmax发生在作用点左侧的截面上，方向为正，其值为(Pab/l)+(M0/l)+[(qla/2)－(qa2/2)]。通过对梁的受力分析，确定天轮梁截面的最大剪力和弯矩，以此作为核算依据。在实际的工程中，外力F水平分力所产生的力偶M0，因力臂较小，所以对校核结果的影响很小；梁的自重产生的作用，相对起吊重量也很小。所以在实际工作中，一般只对作用力P产生的剪力和弯矩进行校核。天轮梁为等直的简支梁，按最大正应力强度条件和最大切应力强度条件进行校核。最大正应力强度条件为σmax=(Mmax/Wz)≤[σ]式中σmax——梁上最大弯曲正应力Mmax——梁上最大弯矩Wz——梁的弯曲截面系数，按材料力学型钢规格表中的Wx查取。[σ]——梁的材料许用弯曲正应力，通过实验获得，可近似取材料的许用拉（压）应力。[σ]=σu/n常用工字钢材质为Q235，属塑性材料，按《材料力学》规定，通常以屈服应力σs=235MPa作为极限应力σu。一般在常温、静载下（井巷设备下放速度缓慢，按静载考虑），对塑性材料安全系数n=1.5~2.2。最大切应力强度条件为τmax=(FQmaxSzmax)/(Izd)≤[τ]式中τmax——工字钢梁横截面上最大切应力FQmax——工字钢梁截面上最大剪力Szmax——中性轴任一边的半个横截面面积对中性轴z轴的静矩Iz——工字钢截面对中性轴z轴的惯性矩[τ]——梁的材料许用切应力，通过实验来确定，工程中常取[τ]=(0.75~0.8)[σ](许用拉应力)式中Iz/Szmax可由材料力学型钢规格表中的Ix/Sx查到。对于跨高比大于5的细长梁，切应力的存在对正应力的影响甚小，可以急略不计，因此，应用纯弯曲公式来计算横力弯曲时梁横截面上的正应力足以满足工程上的精度要求。5.4平衡轮应用平衡轮进行大件设备的下放，是本工法的一个显著特点。平衡轮是用于将两台稳车的提升能力进行相加合成，并且当两台稳车有微小的速度差的时，平衡轮中的滑轮也会有微小的转动，这样保持了两台稳车绳受力均匀，设备运行平稳而不会发生偏转的一种起重装置。其结构如下图：平衡轮共有七种部件组成：滑轮1为承重主体部分，采用一般矿山提升天轮。根据起重吨位、主提钢丝绳直径、天轮绳槽容绳直径进行选择。左、右侧板2是主要支撑部件，由δ40mm钢板加工而成。两块钢板的轴孔加工时要求配钻。连接板3和7的作用是固定左、右两块侧板，采用的方式是焊接固定。双头螺栓4是吊装的主要承重部件，大型设备通过钢丝绳套直接与双头螺栓相联接，因此双头螺栓必须采用锻件以保证吊装安全。垫圈5和螺母6用来定位和调整双头螺栓相对于整个装置的位置。平衡轮的使用方式如下图所示：由图中可以看出，平衡轮的受力部件为左右侧板的轴销孔处、天轮轴、双头螺栓。设整个系统起吊重量为2F，则平衡轮的滑轮承重量同样为2F，由左右对称性得出，每侧滑轮轴承重量为F，每个侧板上滑轮轴孔的承重量也为F；因为整个系统起吊重量为2F，所以两个双头螺栓的承重量合计为2F，每个螺栓承重量为F，每个侧板上的螺栓孔的承重量为F/2，详细受力情况如各图所示，下面分别进行强度校核。⑴侧板分析侧板的受力分析如图1所示：由图中可以看出，侧板受力的薄弱地方是滑轮轴孔处的截面和双头螺栓孔处的截面。应力在侧板上的分布是很复杂的，为计算方便，我们将受力情况进行简化，并按最大值进行计算。①拉应力计算将侧板在m—m和m1—m1各自截开，取上、下两部分分别进行分析。a.对m—m截面进行分析，如图2所示：由图中可以看出，侧板上存在轴、销孔，根据《材料力学》和《弹性力学》研究，这种情况下受力是很复杂的，此时截面上的应力不再是均匀分布，而是在孔周围范围内内急剧增大，产生应力集中的现象，在水平方向上孔的直径边缘处达到最大值，根据《弹性力学》的研究，我们近似取理论应力集中系数K=3.5，则最大应力σmax=3.5σn，其中σn为平均应力，按(F/2)/aδ计算。拉应力校核如下：σmax=3.5σn=3.5[(F/2)/aδ]=1.75F/aδ≤[σ]b.对m1—m1截面进行分析，如图3所示同理近似得出σmax=3.5[(F/4)/cδ]=0.875F/cδ≤[σ]②挤压应力计算除了拉伸之外，轴、销孔处还受到挤压的作用。挤压应力在接触面上分布是复杂的，圆柱状连接件理论挤压应力近似分布如图4所示，按接触面中点处的挤压应力作为名义最大理论挤压力σbs。对于滑轮轴孔σbs=Fbs/Abs=F/Dδ≤[σbs]式中Fbs—挤压力，取受力中点处最大值Abs计算挤压面积，取圆柱面在直径平面上的投影面积[σbs]—许用挤压应力，取[σbs]=(1.7~2.0)[σ]许用拉应力对于螺栓孔σbs=Fbs/Abs=F/2dδ≤[σbs]⑵滑轮轴分析滑轮的受力分析如图5所示：由图中分析得出，滑轮轴与侧板接触处不但受到剪切作用，而且还同时受到挤压作用，所以要从这两个方面进行校核。剪应力计算取滑轮轴处进行剪切力的分析，如图6所示：由图中可以看出，剪力发生在侧板内表面与轴接触的边缘处，按剪应力强度进行校核：τ=FQ/As=F/(πD2/4)≤[τ]式中As—轴横截面面积[τ]—许用切应力，取[τ]=(0.75~0.8)[σ]许用拉应力②挤压应力计算与侧板相似，挤压应力在接触面上分布也是复杂的，滑轮轴理论挤压应力近似分布如图4所示，按接触面中点处的挤压应力作为名义最大理论挤压力σbs。按挤压强度进行校核：σbs=Fbs/Abs=F/Dδ≤[σbs]式中Fbs—挤压力，取受力中点处最大值Abs计算挤压面积，取圆柱面在直径平面上的投影面积[σbs]—许用挤压应力，取[σbs]=(1.7~2.0)[σ]许用拉应力⑶双头螺栓分析双头螺栓的受力分析与滑轮轴相类似。受力分析如图8所示：①剪应力分析如图9所示：按剪切强度进行校核如下：τ=FQ/As=F/(πd2/4)≤[τ]②挤压应力分析如图10所示，按剪切强度进行校核如下：按挤压强度进行校核：σbs=Fbs/Abs=F/2dδ≤[σbs]5.5井口准备井口准备包括井口起吊高度的确认、牵引和拖拽稳车的布置、吊装绳索的拴法、护绳措施的制安、滑道的设置、井口承重平台的制安、临时设备底座的制作等。在布置天轮平台位置时，要考虑起吊高度。所以天轮平台距井口的距离要考虑设备本身的吊装高度、平衡轮和绳索的长度、主吊装绳绳卡的位置、井口承重平台的高度等，不但要大于这些因素的总高度之和，而且还要保证起吊时有足够的操作空间。大件设备起吊至垂直吊起的过程中，在设备运行方向的前、后侧要分别布置一台稳车用于起吊过程中设备的拖拽和牵引，这一点至关重要，常常会因为起吊装设备的突然动作而造成吊装工作的失败，这是起吊过程安全的保障。吊装绝大多数通过钢丝绳索进行设备与吊装装置的连接。当通过绳套与设备连接时，除了要进行钢丝绳的强度校核外，还要考虑吊索与水平面的夹角，因为绳索的垂直分力才用于吊装，这无疑会增大绳索本身的承重量，降低吊装能力；而水平分力还会产生较大的挤压力，造成提升能力的浪费和对设备的破坏。所以在起吊设备时，吊索最好是垂直的，有夹角时应不小于30°，通常在45°~60°比较合适。绳索的另一种拴接则是采用多圈缠绕方式。这种方式是将一整根钢丝绳在吊具和吊物间进行多圈缠绕，构成一种多绳索吊装的形式，然后将两端绳头用钢丝绳夹夹紧。这种拴法同时解决了单根绳索吊装安全系数小和多根绳索吊装又不易等长的问题，特别是在下放重型构件时，要优先考虑采用。同样，钢丝绳多圈缠绕也要进行强度校核。绳索在拴接时，设备构件上一些尖锐棱角边会对缠绕着的钢丝绳形成切割，造成绳索的破坏，所以必须采取措施。在地表吊装时，我们多采用垫方木垫、胶皮垫的方式来进行保护，但在井筒的吊装上，除了这两种方式以外，对一些有足够操作空间的棱角位置，要多采用钢管保护的方式，即将剖开的半圆钢管扣在棱角位置并点焊住，使绳吃力后有一个圆滑的受力面。有时为了防止下放过程中对设备造成损坏，还要在设备上加上临时底座和防护措施。在有的工程项目中，存在着生产和施工同步进行的情况，对于小型构件可以利用罐笼进行下放，但对于长件、重件，则必须将提升设施拆除后利用稳车进行下放，下放后再恢复提升系统。此时，由于井筒的结构不能拆除，大件设备只能从构件中穿过，设备在下放过程中可能会发生偏转、旋转等现象，如果途中遇到卡阻，就会造成非常危险的局面，所以必须采取措施。我们通过研究，制作一种滑道装置，以用于解决此项问题。滑道装置采用槽钢制作。要根据具体的构件确定各自的连接方式。制作的原则是在构件上安装一组适用于井筒罐道结构的临时滑道，根据不同的设备结构，或利用设备上孔，或采用焊接，将滑道固定在设备上，设备下放到预定位置后再拆除。滑道的形式如下图：设备吊起后，需要在井口停滞5~10分钟，以检查各受力点是否处于稳定状态，同时也需要验证吊装方案的可行性，为此，需要在井口布置一个承重平台，一方面给起吊过程增加了安全保证的系数，另一方面也给人员提供了检查的操作平台。承重平台的布置较为简单，除了要参照天轮平台梁的计算方法进行校核外，只将梁横担在井口、并且易于挪开的位置即可。承重平台的布置如下图。5.6井中准备井中准备主要是对井筒中下放通道的畅通进行确认，通过全面的检查和作业，拆除不用和阻碍通过的设施，核对井筒各断面处的尺寸是否能保证大件设备的通过。5.7井下准备井下准备包括下放过程的模拟、井下承重平台的布置和轨道的铺设、码头门处吊装点的选择、拖拽稳车的布置和导向滑轮的安装、旱船的制作和滚杠的布置等。设备从井口下放至预定的水平，直到全部放置在码头门内、下放吊装装置不再受力后，才算完全解除下放的危险期。所以从竖井转至平巷的过程，才是下放工作成功与否的最后一个决定性环节，该过程我们可以通过计算和模拟两种方法进行校验其通过能力。影响设备通过性的主要因素是外形尺寸，宽度方向可将码头门宽度和设备宽度直接进行比较即可，并且一般情况下，码头门的宽度都足够大，不须考虑太多，因此，长度才是制约的主要因素，下面进行分析，如下图所示：大件设备的长度用L表示，则根据图中几何关系，L可表示为：L=(D/cosx)+(H/sinx)求导得L′=(D/cosx)′+(H/sinx)′=[Dsinx(cosx)－2]－[H(sinx)－2cosx]令L′=0求驻点得[Dsinx(cosx)－2]－[H(sinx)－2cosx]=0[D(sinx)3－H(cosx)3]/(sinx)2(cosx)2=0[D(sinx)3－H(cosx)3]=0D(tanx)3－H=0x=arctan[(H/D)1/3]由图中可以看出，大件设备在由竖井进入平巷过程中，其长度L必然存在一个最小值，因为L′=0时只有一个取值x=arctan[(H/D)1/3]，所以当设备与平巷的夹角x=arctan[(H/D)1/3]时，可以得到允许最长构件长度。也可以通过当x=arctan[(H/D)1/3]时，L″＞0来判断最小值的存在。模拟下放过程较为简单，即将各种尺寸按1：1的比例在电脑中画出，将进巷道过程分解成若干个阶段，找出最小值或验证能否通过。下面两图是模拟的两种实例。在巷道拐弯处通过性的验证较为简单，参照码头门处即可。设备在竖井转平巷过程中，需要在井下布置承重平台，以使之全部进入平巷前有一个安全的承重位置。井下承重平台一般布置在与码头门平齐的竖井断面上，采用梁窝或梁头固定，并且参照天轮梁的校核和平衡轮轴剪切力校核的方法进行校核。平台结构为下面安装工字钢承重梁，上铺钢板，同时起到了承重平台和操作平台的双重作用。为了方便井下的运输，平巷中要进行铺轨。有时为了减少二次吊装，更将轨道铺直接至井筒承重平台中，上放平板车。设备到达后直接放在平板车上向巷道内运输。设备下放时呈竖直状态，转入平巷则是水平状态，因此，需要在码头门处布置吊装点来完成转换任务。吊装点要根据不同的现场情况，在多个方向和位置进行布置，或采用浇注锚杆，或采用龙门架的方式，目的是使在转换过程中，可以通过各个吊装点的选择和轮换，完成向巷道内平稳着地的任务。因大件设备一般都很重，有时即使放在平板车上沿轨道运行，人力也不易推动，所以，在设备下放之前，要在远处的巷道安装一台拖拽稳车，用于设备的拖拽。为了提高使用效率，稳车要安装在设备的存放终端位置甚至更远处，而在稳车和井口之间的巷道拐弯处的左右两侧多浇注一些锚杆，以便在需要的时候能够安装滑轮进行导向。设备进入平巷后，可以放在平板车上、旱船上、滚杠上。其中平板车沿轨道运行即可。旱船主要是用来解决设备底座和外壳无着力点，或是巷道高度不足以设备通过的问题。所谓旱船，就是平铺在地面上、两端煨起、上放设备的一块钢板。两端煨起是为了在拖拽时两端有良好的着力点，同时也避免了平放钢板拖动时容易嵌进地面的现象。旱船的示意如下图所示。有时为了拖拽省力，利用滚动摩擦大大小于滑动摩擦的特点，将设备放在滚杠上进行运输。5.8吊装下放5.8.1下放顺序大件下放前要按照安装次序和各水平的不同、存放次序的需要对设备进行编号，下放时对每件设备都要进行试吊，以保证设备和人员安全，井上和井下人员要有统一的指挥信号，做到协调一致，统筹安排，忙而不乱。5.8.2吊装下放过程(示意图见图A和图B)：在井口进行平衡轮的穿绳挂设工作。将两台稳车的钢丝绳分别通过天轮平台的导向天轮拉到井口，其中一个稳车的钢丝绳从平衡轮的滑轮穿过后与另一台稳车的钢丝绳用U型绳卡联接；大型设备用钢丝绳套与平衡轮的双头螺栓联接。这样，两台绞车的提升能力便通过平衡轮进行了相加合成，并且当两台绞车有微小的速度变化即不一致的情况发生时，平衡轮中的滑轮也会有微小的转动，这样保持了两台稳车绳受力相等，大型设备平稳运行而不会发生偏转。将设备拖至井口后，平衡轮绳头下放并吊装设备上吊装点，吊装点因各种设备的不同，一般综合考虑天轮平台的起升高度，布置在设备的重心位置上。底前方用稳车进行拖拽，底后方用稳车进行牵引。准备好后开始起吊。起吊过程要有专人统一指挥。边起吊边拖拽，此时底后方稳车不需吃力，顺势带上劲即可。直至设备将要直立后，后方稳车要开始吃力，防止大件设备在起吊过程中突然动作，带来冲击载荷。边起吊边拖拽边牵引，实施“三边作业”，直至将设备送入井筒中。在井口试吊平台上方停留5~10分钟，进行静态检查。全面检验吊装的所有关键点是否位于稳定状态，确保无误后开始下放。如有需要，应此时在设备上安装滑道。下放过程中，如有条件，人员可在设备的侧上方跟踪下放全程。到达指定水平后，利用事先布置的吊装点和井下拖拽稳车，配合主吊装装置，将设备平稳的放在承重平台上或码头门内的平板车、滚杠或旱船上，最终运至临时存放或安装位置。5.9设备存放一般情况下，大件下放都是考虑后续工作完成后，设备无法进入到指定位置而必须提前做的工作。因此，大多情况下，设备都不是下放后立即进行安装的，所以要进行设备的临时存放和保护。设备下放到位后要按安装的先后次序顺序存放。由于井下环境大多潮湿，对需要保养的位置要进行涂油保养，必要的设备要进行通风、烘烤、或放干燥剂等防潮措施，并准备一部分苫布盖住重要的设备。对设备要进行定期及时的检查，防止有锈蚀损坏的现象。矿山井巷设备的下放，是一项复杂的起重工艺过程，涉及的环节多，责任大是其显著的特点。科学技术的发展，会使我们在这一工艺过程中有新的发展和创新，我们只有通过经常性的探索和总结，才能不断的提高和完善我们的施工水平。6材料与设备序号名称数量备注1井架1座利旧2稳车4台用于主提升2台、井下牵引1台、井上牵引1台。3提升机1台利旧、下件材料的下放及人员上下4平衡轮1件自制5钢丝绳2条用于主提升稳车6天轮4台7天轮平台1件8承重平台2件井口1件、大件道位置井筒1件9加固材料若干7质量控制措施7.1质量目标：按本工程的施工合同规定执行。7.2施工质量保证措施7.2.1建立完善的组织保证措施体系。7.2.2技术保证措施1）严把原材料质量关，工程材料要有出厂合格证和有效的检验证明。2）强化质量培训，对参与施工的所有人员要进行规程、规范和标准的培训。3）施工前，技术人员应进行详细的技术交底，施工人员应严格按规程、规范和技术交底进行施工。4）各有关部门要做好各项记录和原始检查记录，以及各种技术资料的收集整理工作，确保资料完整、及时、客观、准确，做到资料整理与工程进度同步。5）强化工序管理，完善质量监督、检查体系。坚持班组自检、交接班互检和质检人员专检制度，各道工序都要树立下道工序就是用户和对用户高度负责的思想。6）将职工收入与质量挂钩，严明奖罚，对工程质量做出较大贡献的人员或班组给予重奖。7）组织所有参与施工的人员学习操作规程和质量标准。7.