立井塔式提升机导向轮更换工艺初探

赵胜 王涛

摘要： 我们以济宁二号煤矿主井导向轮为例，简要介绍了立井塔式六绳摩擦轮提升机导向轮的两种更换方案，针对其中一种方案，详细叙述了立井塔式提升机导向轮的一种施工更换工艺。

关键词： 导向轮;更换;工艺

项目概况

济宁二号煤矿主井滚筒直径为4.3m，功率5400kW，最大提升速度为14m/s，提升距离631.5m，箕斗自重33.8t，名义载重34t。导向轮直径为3500mm，由1个固定轮和5个活动轮组成，轮轴直径为380mm（最大），轮轴长度为2550mm，外形尺寸为4122×2880×3825mm，导向轮本体重约为21t。

导向轮在建井安装时受现场条件制约较少，在生产矿井中更换时，各种提升设备均已就位，更换时就要受现场条件制约。在研究制定施工方案时，就必须充分考虑可能存在的各种困难因素，选择合适的施工方案，制定充分的保障措施，实现导向轮的更换工作的完成。

施工方案的选定

方案一：整体更换、分片组装。

由于导向轮整体重量为21t，由于安装楼层（八楼）空间有限，且起吊点不好选择，且考虑采用将新旧导向轮解体后，分片吊运，现场组装。由于导向轮的每个单轮有两个半轮组成，将半轮的连接螺栓拆除后，即可实现导向轮的解体，解体后，导向轮每个半轮的重量约为1.5t，吊运时，生根点比较容易选择。但是采用此方案也存在以下几个问题：（1）施工工期长。导向轮共有6个单轮，现场需要逐片吊运和组装，预计工期至少也要一周，矿井生产条件不允许。（2）现场施工条件困难，装配质量难以保证，一旦出现意外情况，将难以进行实施。

方案二：整体更换，整体吊运。

本方案中，由于导向轮整体吊运、整体安装，故只需保证安装质量即可。吊运也只需对新旧导向轮各吊运一次，省时省工。

综合考虑，选定方案二。

选定的施工方案需解决的问题

导向轮挪移轨迹的确定

因为八楼的空间非常有限，达不到主井塔导向轮的安全条件，导向轮的支撑架与提升钢丝绳之间的距离只有3260毫米，而更换的导向轮缘直径只有3750毫米，无法实现导向轮的灵活挪移和正常使用。因此，我们制定了如下三个改善方案;

方案1：整体去除西侧支撑架，让开导向轮挪移空间。西侧支撑架去除后，将会给施工带来很大便利。首先，起吊生根点容易布置，支撑架去除后，八楼挪移导向轮空间变大，导向轮向南挪移不用到南侧提升绳处，也能把导向轮挪移出去。其次，导向轮可以以旋转的方式向外挪移。甚至于再八楼地面铺满工字钢，把导向轮放到工字钢上，也能拖出。但考虑到支撑架一旦变动，再恢复时，能否恢复原位，不好保证。另外，查看图纸后知支撑架是经过二次灌装安装的，且支撑架有一段是埋在承重梁内的，即难以去除，也难以恢复。鉴于上述原因，此方案不予采用。

方案2：去除部分支撑架。当导向轮水平向南挪移到提升绳处时，将导向轮北侧影响导向轮水平向西挪移的支撑架割除，让出导向轮的挪移空间。此方案在证得设计院意见后，由设计院经核对验算后，提供了支撑架去除的位置和恢复方法。此方案经过反复讨论后，作为主要方案。

方案3：不去除支撑架，采用起高导向轮的方法。考虑到八楼空间有限，八楼顶部混凝土梁距离地面的最小距离为4380mm，扣除手拉葫芦的高度，导向轮能否拉起到足够高度，不好保证。故此方案只作为一个备用方案。

在对上述综合考虑后，决定以方案2为主，兼顾方案3的原则。并制定了以下备用措施：

（1）由于导向轮从安装位置水平向南挪移到提升绳处没有任何问题，当导向轮沿东西方向挪移时，在导向轮下方安装2根40b工资钢梁，当导向轮挪移困难时，可以将导向轮放到工字钢上。

（2）准备两根钢丝绳套，一根栓在绞车滚筒上，一根栓在绞车南侧两根盘形闸基础座上，即在东西方向挪移导向轮的两个起吊点中间再增加两个起吊点。当用现有的起吊点不能将导向轮起吊足够高度时，再增加两个起吊点。

起吊导向轮葫芦生根点的选择

无论采用何种方案，旧导向轮从八楼运至一楼和新导向轮从一楼运至八楼都是利用主井塔行车进行起吊运输，主井塔行车最大起吊重量为32t，起吊导向轮没有问题。问题的关键在于如何在八楼使用手拉葫芦水平吊运导向轮。水平吊运首先面临的问题是生根点的选择。由于导向轮本体重达21t，依靠八楼顶部钢筋混凝土梁，无法满足导向轮承重需求。通过反复查看、确认，最终选定利用十楼绞车主轴（两个起吊点）、绞车盘形闸基础座（四个起吊点）、绞车西侧轴承座（一个起吊点）共计七个起吊点做为吊运葫芦生根点用。由于盘形闸基础与钢丝绳接触的地方为盘形闸基础连接螺栓的螺母，该螺母为四方螺母，需要增加保护。采用2吋钢管剖开，与皮垫子配合使用的方法。从使用效果看，钢丝绳套未受损伤，保护效果良好。

八楼起吊点的选择

生根点确定后，还需要在八楼楼顶确定起吊点的位置。根据导向轮挪移轨迹，最终确定了起吊点位置，起吊点布置情况见图2，共布置①～⑦共七个起吊点。

导向轮绳槽内提升钢丝绳向外拿绳方案的确定

更换导向轮，需要把导向轮绳槽内的提升钢丝绳拨到导向轮东侧。初始方案中，计划采用把提升钢丝绳从楔形装置内抽出的方法。本方案中，需要把西侧三根提升钢丝绳从楔形装置内抽出，然后在八樓用2t手拉葫芦留在导向轮东侧。后经过验算，单独依靠悬挂卸压的方法也可以满足拨绳的需要。主井北箕斗悬挂伸长量为750mm。拨绳时计算需要的提升钢丝绳伸长约需500mm，单独依靠悬挂卸压，可以满足拨绳的需要。故最终方案确定采用：对北箕斗所有悬挂完全卸压后，再对北箕斗悬挂进行打压使悬挂油缸处在最小行程，同时拨绳时，使用六楼调度绞车进行配合作业。

留箕斗、锁绳、松绳措施

更换导向轮时，需要使导向轮不受提升钢丝绳拉力，还需要把导向轮处提升钢丝绳移开以让出导向轮的挪移空间，这就要求导向轮处提升钢丝绳保持足够松弛。而此段钢丝绳又承受箕斗等张力，就需要把箕斗和提升钢丝绳锁住。针对现场情况，采用在上井口水平井筒套架上安装工字钢梁托住北箕斗，在十楼绞车房主提升机主滚筒上安装固绳器锁住南箕斗侧提升绳的方法。施工时，需要对北箕斗悬挂卸压后，然后用调度绞车逐根上拉悬挂，使悬挂行程最大，就可以实现松绳的目的。把导向轮绳槽内的主提升钢丝绳拨出绳槽后，用手拉葫芦留在导向轮一侧，可以做到主提升钢丝绳不影响导向轮的挪移施工。

小结

通过上述措施的制定和实施，保证了济宁二号煤矿主井提升机导向轮在48小时内完成了更换施工。施工期间，严格按照方案要求，顺序施工，没有出现任何意外情况，确保了施工的安全顺利完成。