大断面深立井装备成套技术研究与应用

大断面深立井装备成套技术研究与应用项目成果简介 立井垂深超过800m、断面超50m2的井筒装备施工难度较大，特别是副立井装备工作量大、施工风险系数高，工序繁琐，严重影响着矿井建设速度。针对井筒现状及井筒装备设计，认真分析了制约井筒装备工程施工进度原因。一是提升速度跟不上安装速度；二是井筒一次装备工作量大，各类管路、罐道、支撑梁超过3200吨，电缆15000m；三是施工条件差，井筒淋水大，井壁成型尺寸偏差大。因此，对大断面深立井装备成套技术进行研究已成为实现矿井快速高效建设的紧迫任务。 主要思路：一是主要装备模块化，采用主井斜架与天轮平台模块化组装及空中对接施工技术、吊盘优化改造实现四层盘同时作业、大载荷稳车群集控变频调速系统优化解决吊盘卡阻、管路钢丝绳模块化处理等实施快速安装工艺；二是作业流程平行化，主井井筒装备安装主要施工方法优化，实施了吊盘分层、分项、分段垂直平行作业；三是施工管理精细化，邵寨煤业编制主要材料进场计划达到均衡连续进场，减少现场存放，以确保有序施工；四是技术创新主动化， 电缆快速敷设防旋转装置等主动创新项目助推井筒快速装备； 五是副井提升系统优化，通过改造操车系统实现快速操车，安装可视系统实现安全操车等方面实施。该项目是以井筒快速、安全装备施工为目标，结合以往装备经验，通过分析制约井筒装备施工的关键因素，特别是装备技术、方法、施工工艺、管理方式等方面，研究总结并实施了邵寨煤业井筒快速装备施工的成套技术。 具体做法：（1）针对以往井筒装备各构件、各托架在井筒内组装，井架在地面组装完成后，采用特大型吊车吊装等问题，通过对比分析在地面、井筒内组装时间、效率、安全等因素，研究不同构件组装方式，确定组装地点；考虑井架地面吊装施工安全因素、周边特大型吊车租用费等经济因素，确定井架构件地面组装部分、空中对接组装部分，最终确定安全、经济双赢的方案。（2）针对以往井筒装备施工中采用两或三层吊盘进行作业，根据主副井装备量不同，通过分析安装管路、施工锚杆、托架等型号大小及长度因素，研究适合邵寨矿井井筒装备安装的吊盘改装方案及施工方案，确定具体层数、各层施工项目、方式、工艺等。（3）传统工艺施工吊盘上提下放频繁，且改造后的吊盘重量大、每班每层施工量大，传统方式采用四到五台稳车，单车单控，多人稳车操作同步性差，容易出现卡盘等问题，既影响施工进度，又不利于安全施工，通过分析对比单车单控稳车方式、大载荷变频集控稳车群方式优缺点，确定经济合理的稳车方式。（4）针对副井提升系统钢丝绳自重大、数量多、长度长等实际问题，同时安装多条钢丝绳过程中，由于受力拉伸，容易造成钢丝绳自转，且单条敷设工序较麻烦，用时较长，根据现场实际情况，研究制造出钢丝绳防旋转装置。（5）由于U型卡与风管、U型卡与水管之间均为线接触，通常需要以拧紧螺母的形式在U型卡与风管、水管之间施加较大的力，在较大的挤压作用下风管和水管会发生变形。U型卡横截面为圆形，U型卡与风管、U型卡与水管之间的接触面小导致摩擦力小，进而容易出现安装不牢固的现象。通过使用可支撑调节支架解决了施工用风、用水难题。 通过实施该项目实现了邵寨矿井井筒安全、快速、高质量装备，并提前2个月完成，为西北矿业和当地经济提供有力支撑，同时也为周边同类矿井建设提供了宝贵经验。 该项目实施后节省井筒装备期间人工费、材料费、设备采购费、特大型设备租赁费等相关费用1141万元。项目取得授权《一种罐道间距测量装置》、《一种推爪销车》等实用新型专利3项，发表《立井摩擦式提升机安全高效换绳工艺探析》等科技论文3篇。