立井提升首绳悬挂装置楔形环快速松动器的研制与应用

引言

提升钢丝绳在新安装初期钢丝绳受力变化较快,提升钢丝绳在使用过程中因受力而持续伸长,一旦超出首绳悬挂装置的调节范围就必须调绳。首绳悬挂装置中的楔形环在调绳过程中能否快速松动卸载,对施工时间的长短起到关键性作用,因此研制一种应用于煤矿立井提升首绳悬挂装置的楔形环快速松动器尤为重要。

1原首绳悬挂装置楔形环松动方法及存在的弊端

楔形悬挂装置由楔形环、楔背、保险链吊环、左右壁板、连接销轴、副绳夹紧装置、楔子拉紧装置等组成,如图1所示。楔形悬挂装置工作时,通过楔形环、楔背夹紧钢丝绳后,拉紧装置,利用提升钢丝绳向上的拉力,提升钢丝绳主绳带动楔形环向上移动,利用楔形环、楔背间的磨擦夹紧钢丝绳,由于提升钢丝绳的向上拉力,楔形环向上继续位移直到自动锁紧。

图1楔形悬挂装置结构示意图

1一楔形环2一楔背3一保险链吊环4一左右壁板

5一连接销轴6一绳尾夹紧装置7一梯形槽

首绳悬挂装置中的楔形环是锁紧提升钢丝绳的重要部件,在调绳过程中需要松动退出首绳悬挂装置中的楔形环以便于窜动提升钢丝绳,鉴于正常楔形环自锁紧原理及运行环境中受到煤尘、淋水影响造成楔形环难以松动。以往采用的松动工具主要有3种:

(1)利用大锤击打打杆敲击楔形环的方法。即将打杆放入楔形环内,员工手持大锤敲击30min以上才能松动一个楔形环。主要存在以下弊端:1)本作业属于井筒高空作业,再加上猛烈挥动大锤敲击,对作业人员的人身安全造成很大的威胁。2)敲击时容易造成提升钢丝绳和楔形环的损坏。3)施工效率低,施工时间长。

(2)利用风镐冲击楔形环的方法。即将风镐头放入楔形环内,员工手持风镐冲击20min左右才能松动一个楔形环。主要存在以下弊端:1)本作业属于井筒高空作业,再加上风镐及管道比较笨重,施工不便且容易造成井筒坠物。2)冲击时容易造成提升钢丝绳和楔形环的损坏。3)施工效率低,施工准备时间长。

(3)利用螺纹原理顶松楔形环的方法。即制作一根专用长螺纹放入楔形环内,员工手持扳手转动螺纹松动楔形环。主要存在以下弊端:1)由于楔形环卡在首绳悬挂装置内受力较大,员工使用扳手很难转动螺纹,而且扳手容易脱手,螺纹顶部及套筒等接触部位容易变形,施工不便且容易造成井筒坠物。2)施工效率低,施工时间长。

为解决以上问题,通过多次研究探索和实践,我们研制了一种立井提升首绳悬挂楔形环快速松动器,并投入使用。

2楔形环快速松动器的研制

如图2、图3所示,将楔形环快速松动器底部的梯形块插入楔形环上部的梯形槽进行卡紧,梯形块中间部位加工一个直径32mm的孔,圆孔中间穿过一根直径30mm的圆轴,圆轴与楔形环快速松动器顶部之间安装一个8t液压千斤顶,圆轴与楔形环接触部位是垂直关系。然后利用千斤顶顶住连杆向楔形环逐步施加压力,使楔形连接装置的楔形环向下移动,使楔形环与楔背的孔隙变大,从而达到提升钢丝绳在楔形连接装置中窜动自如的目的。

图2楔形环快速松动器加工图

1-挡板2-千斤顶3-连杆4-梯形块5一推移杆

图3楔形环快速松动器实物图

3楔形环快速松动器的应用

本装置在红庆河煤矿提升队中进行了多次使用,有效解决了旧工艺松动楔形环难以松动,提升钢丝绳在悬挂装置内难以窜动的难题。松动退出一根提升钢丝绳楔形环的作业时间由30min减少到6min,提高了工作效率。液压操作简单,减轻了作业人员的劳动强度,同时避免了在井筒高空作业时使用笨重工具、危险工具,工人的施工安全系数得到了极大提高,保障了施工人员的人身安全。

4经济效益分析与应用前景

利用该专用快速松动器进行调绳施工可以缩短施工时间2h,因施工时两部提升机互相影响,所以主井筒两部提升机可以增加提升时间各2h,主井提升机提升一个循环的时间为105.88s,每斗提煤重量为50t,2h内两部提升机大约提升120次,同等于120×50t=6000t煤,每吨煤按342元计算,增加经济效益205.2万元。

快速松动器的技术关键点在于:(1)使用液压千斤顶作为驱动力。施工过程轻松自如,松动楔形环更加安全、平稳,避免了使用大锤、风镐等笨重、危险工具带来的伤害事故以及因工具损坏延误施工时间。(2)梯形块卡紧在原首绳悬挂装置的梯形槽内实现卡紧功能。巧妙利用了原有装置的梯形槽,避免重新加工止动装置。(3)梯形块中心钻孔使推移杆直接作用在楔形环中间位置,对中性好,力量损失小,使松动效果更加明显。

社会效益及推广前景:楔形环多应用于多绳或单绳提升容器的提升钢丝绳悬挂装置中,目前国内大部分矿井提升钢丝绳均使用此类型的首绳悬挂装置,本楔形环快速松动器在立井提升系统中有着广阔的市场前景。