浅析黄陵地区某煤矿电缆钻孔下电缆工艺.pdf
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1、浅析黄陵地区某煤矿电缆钻孔下电缆工艺赵彦涛,丁亮,刘小康(陕西省一九四煤田地质有限公司,陕西西铜川7 2 7 0 0 0)摘要:随着煤炭产能的不断释放和自动化、智能化装备的大量投入,许多矿山开采企业的产能不断扩大,为了新开工或接续项目的电力供应,减少输变电过程中产生的电损以及线路的敷设成本、安全等方面的影响,利用地面钻孔向井下工作面输送电能逐渐被矿山企业采用。本文介绍黄陵地区某煤炭开采企业设计并施工完成一对电缆孔(A孔、B孔),某施工企业在已下完套管的电缆孔孔口利用专用的电缆支架、矿用绞车、专用电缆盘等设备及工器具,将电力电缆成功下放至矿井工作面指定位置的施工过程和工艺路径,并结合施工情况进行
2、经验分析和总结。关键词:电缆卡;绞车;钻孔;电缆支架钢丝绳中图分类号:F406.3;TD6111工程背景该矿变电所供电的电缆钻孔设计A、B两个。施工地点在煤矿风井回风立井工业场地;周边构筑物有高压线、电缆桥架、循环水池、瓦斯抽采泵房、制氮车间等。因风井地面场地的设施局限,两个钻孔的地面间距为6 m,孔底位置距离巷道帮3.9 m,钻孔采用二开结构,一开采用700mm孔径钻进至井深10.0 0 m处,下人630mm10mm的Q345B材质套管,二开以600mm孔径钻进至42 4.8 7 m处,下人426mm12mm的Q345B材质套管,并用水泥封固套管,水泥浆返至地面,抽空套管内水泥浆,在井下工作
3、面采用人工挖掘的方式与套管头底端贯通待用。本文对A孔下电缆的过程进行分析介绍,电缆钻孔设计下放两根电缆,地面预留电缆110 m,垂直吊挂段450 m,井下工作面预留电缆长度1140 m,单根电缆共计17 0 0 m。地面与井下工作面预留电缆重量,在下放电缆的过程中,有固定作业面作为承载,故忽略不计。2准备工作2.1技术准备根据矿方提供的电力供应设计以及钻孔情况,选用的电力电缆型号为MYJV42-8.7/10kV-3185mm垂直悬吊段电缆450 m,每米电缆重量15.6 kg,共两根,电缆合计总重量为8.7 t;根据电缆总重量,考虑安全系数,结合矿方经验,选用钢丝绳型号为6*37-FC-47.
4、5mm,1770MPa右交,钢丝绳考虑亢余系数,单根钢丝绳重量1.75t,两根重量3.5t,电缆与钢丝绳连接以及悬挂需要通过若干钢丝绳卡子,对电缆卡子进行固定,悬挂的总重量约13.9 t。该工程采用的技术工艺主要为绞车下放钢丝绳,文献标识码:B文章编号:10 0 8-0 155(2 0 2 3)10-0 145-0 3通过在钻孔中心位置以预埋件连接的形式设置电缆架,电缆架顶部安装定滑轮,定滑轮改变钢丝绳的方向,使钢丝绳垂直于钻孔的井口位置。工人利用电动工具,并采取人力辅助的形式,将电缆与钢丝绳利用专用电缆卡子进行固定,电动工具提供的扭矩能够满足螺栓预紧力的要求。在单个固定节点固定完毕后,启动绞
5、车,缓慢送入电缆。前10 0 m入井的电缆,电缆卡子的安装间隔4m,后期间隔1m,以便电缆垂直悬吊时分担自身所承受的重量,有效减少电缆在垂直悬吊时自身所产生的拉力对其自身造成的损害。2.2.厂内准备2.2.1井口滑轮支架根据井口安装的需要,以及在下放过程中钢丝绳需在井口位置设置滑轮,改变钢丝绳的方向并顺利人井,设置一组井口支架。支架底盘、斜撑支架为2 0 0 槽钢焊接,以两根2 0 0 槽钢作为人字塔支腿,侧面焊有扶梯,顶部使用2 0 0 工字钢作为主梁,工字钢两侧焊接支撑筋。滑轮为590电缆滑轮两组、550钢丝绳滑轮一组,主轴为130mm,两端使用瓦座连接固定。滑轮位置设置必须对应最后井口装
6、置的安装,便于完成开合板的封闭工作,此时钢丝绳的承重力较大,人力很难改变钢丝绳距离。工器具设施基本参数的确定:130mm主轴的选定,结合井口尺寸、瓦座宽度、工字钢、槽钢的使用,在主轴横放、留有可操作空间的条件下取轴长9 0 0 mm。根据45号钢最大挠度计算,直径130 mm,长度9 0 0 mm,F为2 0 T的条件时计算所得大于9 0 0 mm,固横梁主轴选用45号钢,长度9 0 0 mm,直径130 mm。145结合钢丝绳直径、钢丝绳重量、电缆直径、电缆重量确定滑轮宽度与轴承的选用。轴承为NJ型圆柱滚子轴承,D(轴承外径)2 30 mm,d(轴承内径)130 mm,B(轴承宽度)40 m
7、m,Cr 基本额定动载荷为2 58 kN,相当于2 5.8 t,完全符合使用要求。2.2.2电缆架根据现场需要及踏勘确定,电缆在进场时所配置的电缆盘不能提供有效的载荷,无法通过人力或其他机械动力提供旋转支架,故设置专用的电缆架。根据电缆容量以及现场条件,设计电缆支架高2.8 5m,转盘外径2.5m,200槽钢焊接梯形支架,支架内径(提供的最底层电缆环绕直径)为1.2 m,采用瓦座承载受力并利用螺栓固定,轴头安装直径130 mm,每个瓦座安装一盘滚珠轴承,轴承能够符合在自然状态下人力旋转时的力量条件。利用吊车,将所需材料及设备吊至相应的位置进行固定。电缆盘底盘、斜撑支架均使用2 0 0槽钢进行加
8、工制作 2 。2.2.3预埋件现场使用的井口滑轮支架、电缆架、绞车等在受到自身重力的同时,还受到电缆在电缆架方向的拉力、沿钢丝绳方向的拉力,以及在并口位置钢丝绳受力方向改变时的其他受力,以上装置无论是永久性固定还是临时固定,都需要通过一定的方式进行加固,故前期通过现场踏勘的方式,确定部件装置的安装固定位置,并对提前加工好的预埋件进行预埋处理,提供连接支撑。根据井口滑轮支架结构以及可通过焊接方式连接的部位,设置预埋件14个,电缆架设置预埋件8 个(每组4个)。2.2.4地锚由于井口支架的主要承受在钢丝绳与滑轮结合点切线方向沿钢丝绳两端受力,在通过固定预埋件后,采用地锚对井口支架、绞车进行固定,提
9、高支架的承载能力以及绞车的后坐力。绞车、井口支架、地锚坑在同一条直线上,绞车、地锚坑位于井口支架的两侧。已知井内下方的电缆、钢丝绳及其他辅件的总质量,选用相应的钢丝绳用于地锚绳。在井口支架工字钢支腿地面以上0.5m处,焊接弧度紧贴工字钢宽面的半圆弧钢板,设置固定的支点,将钢丝绳通过绳卡进行紧固,再通过紧绳器与地锚锚桩钢丝绳连接拉紧。2.2.5其他厂内准备除需要以上加工部件外,还需要准备相关的电工工具、电焊机、扳手、套筒等零星工器具,并提前联系好吊车,安排好绞车租赁等相关事宜。2.3作业准备2.3.1作业现场布置对电缆钻孔井口周围进行钢筋混凝土浇筑处理。146开挖长度3.6 m,宽度3.1m,深
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