箱形钢结构井架利用吊装新工艺

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【摘要】目前，大中型矿井广泛采用了箱型钢结构井架，由于其结构复杂、重量大，安装难度及要求较高，结合河南富昌公司近年来箱形钢结构井架安装的成功实践，介绍一种利用吊车吊装的新的安装方法。

【关键词】箱形钢结构井架；吊车吊装；新工艺；实践

【作者简介】周鹤建（1964-）男，河南鹤壁市人，河南富昌建设工程有限责任公司，从事煤矿机电和设备安装工作。

1、箱形钢井架的结构特征

箱形钢井架适用于落地式多绳摩擦式及单绳缠绕式提升机的矿井，根据井架用途和提升的数量，分为L型结构及A型结构等。L型井架由单斜架和立架组成，A型井架由主、副斜架和立架组成，其中斜架为钢板焊接的等断面或变断面的箱型结构，立架为空间桁架结构，上下天轮及起重梁布置在斜架上，立架内安装稳罐道和防撞木等。

近年来，我公司先后承担了鹤壁冷泉煤矿、阳泉鸿泰煤矿、郭庄煤矿、保安煤矿等12座箱形钢结构井架的安装。其中大部分采用吊车吊装的方法安装。

2、箱形井架吊车吊装方案的选择

箱形钢井架的安装，传统的方法是采用桅杆起吊法施工。桅杆起吊法施工，需用设备多，布置复杂，人员投入多，安装工期和占井口时间长，安装工期一般需2~3个月。

近年来，我公司对部分L型箱形钢井架的安装采用吊车吊装的方法，减少了人员的投入，大大缩短了安装工期（最短16天），尤其对于在井口外组装的井架平移更加方便、快捷，平移、吊装时间仅需2天。下面以保安煤矿主井井架的吊装为例介绍L型箱型钢井架利用吊车吊装的方法。

2.1 井架概况

保安煤矿主井箱形井架，分斜架和立架两部分，总重236t，斜架：重145t，安装高度50.7m，斜长为53.31m，安装倾角71º59′45″；立架：总重91t，高度35.8m，断面几何尺寸4400mm×4800mm。

2.2 井架的组装

根据现场的地形、周围建筑设施布置情况及安装工期的要求，确定井架在井口外组装（见图1：井架组装位置平面示意图）斜架和立架的组装同时进行。

2.3 吊装方法

斜架和立架都组装好后进行平移、吊装。所需主要设备有300t吊车2台、130t吊车2台、50t 吊车2台、10t稳车2台（斜架起立时作后扳稳车）、6×19-31-1550 长900m的钢丝绳2根（缠于稳车上斜架起立时作后扳绳）及50t×3滑车4个及绳扣等。起吊设施布置见图2：吊车、稳车及地锚平面布置示意图。

吊装顺序依次为：平移吊装斜架吊装立架吊装其它附件。

2.3.1平移：井架在井口外组装，起立前要进行平移。斜架平移采用2台130t吊车和2台50t吊车进行，4台吊车分别位于斜架两侧的上部和下部，吊车的占位如图3所示。1#、2#吊车（130t）的吊点距顶部8米，3#、4#吊车（50t）的吊点距底部12.3米。吊车将斜架抬吊平移至起立的设计位置，依据基础横向中心线和纵向中心线，把斜架操平找正，穿好底脚处的铰链，并用道木垛垫稳、垫实。立架在斜架起立后，利用同样的方法平移至井口。

要求：斜架和立架均需要经过多次平移才能到位，每次吊车把井架放到地面上时，要在其下面相应的位置垫方木，并要求垫稳、垫实，以防架体变形。

2.3.2起立：斜架的起立采用半翻转法。斜架选用2台300t和2台130t吊车同时进行起立，2台130t吊车吊点设在上天轮平台两侧，距离底脚46m处斜架两侧，2台300t吊车吊点设在距离底脚38m处斜架两侧，两扳绳点设在距离底脚46m处斜架内侧，在四个吊点和两个扳绳点分别焊接吊耳作起吊点。斜架根部装铰链，铰链下部装于斜架基础前方的铰链基础上，上部装于斜架根部(吊耳和铰链的加工粗糙度不得小于 6.3)，斜架可绕铰链销轴转动至设计角度，待立架和斜架起立找正后，将铰链拆除。

具体起立过程如下：

⑴ 准备工作做好后，同时开动四台吊车，待立架起立距地面200mm时，停止起立，全面检查起吊设施。

⑵ 检查无问题后，重新开动四台吊车，使斜架绕铰链销轴徐徐起立。

⑶ 在斜架抬头到38°时撤去两台130t吊车，用2台300t吊车将斜架抬头到65°时，用2台10t稳车将其扳到约75°（略大于设计位置。此间，吊车起保险作用），检查各吊点的受力情况，无问题时，锁死扳绳，撤去吊车，使稳车牵引斜架，到此，斜架的起立暂告一段落。

⑶ 起立立架，斜架起立好后，用两台300t吊车抬吊移动法将立架起立到位。

⑸ 合拢找正：

①立架到位后，利用水准仪和经纬仪找正、调整，与井口板梁连接安装地脚螺栓。

②同时回1＃、2＃稳车，使斜架下落，牛腿与立架合拢，安装斜架地脚螺栓。

3、井架吊装设备选型及计算：

井架吊装吊车、稳车、滑轮组及钢丝绳等的选型根据井架的重量和重心位置，利用力学平衡原理计算各吊点的受力，结合吊车及其它设备的性能进行选型。在此不作具体计算。

4、施工效果

由于采用以上施工方法，并在施工过程中加强管理和组织，该工程的安装工期仅16天，占井口时间3天。而且在其它的井架安装工程施工中凡采用此种施工方法的在施工质量和工期上均取得了良好的效果。

5、几点体会和认识

⑴ 箱型井架的安装，方案选择是关键，合理的施工方案对安全施工、缩短工期、提高工程质量有重要的意义。

⑵ 吊耳及铰链的使用，改进了施工工艺。起吊采用刚性吊耳和销轴，能避免绳套捆绑容易滑动，产生死弯及易折断而造成事故等问题。滑车通过卸扣和销轴相连，拆装方便，使用铰链不仅可节省拌腿地锚和机具而且能有效地控制井架竖起后各尺寸的准确度。使找正既快又准。

⑶ 利用吊车吊装井架，由于目前300t以上的大型吊车不是很普及，对于一些更大型的井架，超出300t吊车的吊装能力的，仍需采用桅杆起立的方法。

⑷ 箱型钢井架的吊装工艺，许多方面有待于进一步总结和完善，随着新技术、新工艺等的发展和应用，安装工艺将得到不断改进和提高。