可伸縮罐道接頭（罐道伸縮器）

一、何謂罐道

在立井提升安全領域，確保提升容器安全上升、下降，這一過程是提升安全的根本所在，提升容器在井筒內運行必須在罐道范圍內有規律的運行，罐道就是約束提升容器安全運行軌跡的重要載體，作為提升容器的定位與垂直跑道，屬于導向裝置范疇。

罐道分為剛性罐道和柔性罐道。剛性罐道使用的材料一般有方木、鋼軌和型鋼3種，在井筒中固定在各種金屬型鋼或特制的鋼筋混凝土罐道梁上；柔性罐道采用各種形式的鋼絲繩。通常情況下剛性罐道應用在副井罐籠提升導向居多，柔性罐道應用在主井箕斗提升導向居多。

當采用組合剛性罐道、膠輪滾動罐耳多繩摩擦提升時，提升容器橫向擺動小，運行平穩，有利于提高運行速度，剛性井筒裝備自身及其所受荷載均直接傳給井壁，不增加井架負荷。

鋼絲繩罐道是一種金屬罐道沿豎井井筒敷設，使提升容器沿罐道平穩地運行，但采用鋼絲繩罐道時容器與容器之間以及容器與井壁之間的間隙要求較大，因而增大了井筒凈斷面積。罐道鋼絲繩上端固定在井架或井塔上，使井塔（井架）的荷重加大，因此井架的強度應做相應的調整，其下端在井底用重錘或液壓裝置拉緊，因此鋼絲繩罐道多用于淺井和中等深度的礦井。

與剛性罐道相比，鋼絲繩罐道的優點：使用壽命長達7年，易于安裝和更換；井壁上沒有梁窩，不承受提升容器運行中產生的沖擊載荷，井筒通風阻力小，施工安裝時間短；投資少；提升容器運行平穩，沒有振動，可以獲得較大的提升速度；安裝一線性特別容易實現，安裝精確度較高；剛性較大，耐磨性好，防腐性強，如采用重錘拉緊受力條件更好。

二、罐道變形的原因

采用剛性罐道，提升容器橫向擺動小，運行平穩，有利于提高運行速度。剛性井筒裝備自身及其所受荷載均直接傳給井壁，不增加井架負荷。尤其在裝卸載、井口井底上料、上下人處，剛性罐道對提升容器的穩定性是柔性罐道無法比擬的，因此剛性罐道設備在我國煤礦中特別是大中型礦井中采用最為廣泛。

剛性罐道的加工組裝消耗較大的人力和物力，加工引起的罐道變形雖經校正但其誤差還無法完全消除，影響安裝質量。目前為了解決鋼罐道的防腐問題，在鋼表面要敷以玻璃鋼，利用鋼的高強度和玻璃鋼的耐腐蝕組合成鋼－玻璃鋼復合材料罐道，其使用壽命加長，但工藝繁瑣。

剛性罐道固定在井筒壁上，最大隱患就是變形，具體變形的原因有如下諸多原因：

①地下開采造成地面沉降，井壁受力增加，垂直方向的荷載會使井壁產生豎向位移及變形，從而使罐道產生垂直壓縮，當原有的罐道可縮變形預留間隙消除后，罐道受壓就會扭曲失穩。

②地震，自然不可抗力造成井筒變形。

③絞車沖擊載荷大，運行頻繁，由提升容器長期傳導至罐道。

④井壁長期受重力擠壓，日積月累造成變形。

⑤長期積水、排水，造成井壁部分受損。

三、罐道變形如何解決

礦山立井井筒內剛性裝備主要包括用于提升容器導向的罐道和支撐罐道的罐梁(或托架)組成，傳統的罐道接頭在井壁發生變形時隨之產生變形，罐道的平行度和垂直度無法得到保證，使提升容器運行時產生嚴重的擺動、甚至卡罐事故，嚴重威脅著礦井提升工作的安全。罐道的變形，對提升安全的影響是巨大的，屬于重大安全隱患，跑道出了問題，直接傳導至提升容器上，對生命財產構成重大威脅，維護好罐道的正常工作，屬于提升安全領域重中之重！

安全第一、預防為主。罐道的變形是不可能完全避免的，但是罐道的變形是完全可以治理的，對于新建礦井必須對地質構造、周圍環境及未來發展進行通盤考慮，確定可伸縮變形預留足夠間隙。對于老礦井出現井壁變形，局部變形必須引起足夠重視，做到早發現早解決，對罐道長期有規律的例行檢查，并做有詳細的檢查記錄，明確責任主體，從嚴現場管理。

具體實施方法：在剛性罐道連接處加設可伸縮罐道接頭，也可稱為：罐道伸縮器。可伸縮罐道接頭，它主要由固定接頭、滑動接頭和可伸縮接頭組成。當立井井壁在垂直附加力作用下產生變形時，罐道可隨之伸縮，保持其原有的垂直度、平行度不變，確保提升容器的安全運行。當井壁固定接頭與滑動接頭間的井壁產生相對沉降時，罐道可在滑動接頭處滑移，將變形量傳遞到可伸縮罐道接頭，罐道上部接頭與罐道下部接頭之間采用插接形式，消除了井壁沉降的位移量。這樣整個罐道沉降位移量不管發生在上部還是下部，都能在可伸縮罐道接頭消除，避免了罐道擠壓變形情況發生。從而保證在井壁變形的情況下，罐道軌面和導向的連續性，完成立井井筒內提升容器的安全提升工作。

可伸縮罐道接頭，其滑動接頭與可伸縮接頭中的罐道與罐梁或托架之間設有與壓緊螺栓相配合的滑道，壓緊螺栓由螺栓與特制的疊簧組成。當立井井壁在垂直附加力作用下產生變形時，井筒裝備罐道必須隨之變形，可伸縮罐道接頭通過在相鄰兩根罐道與罐梁(或托架)的聯結處采用插接方法連接罐道，在保證罐道連續性的前提下，當井壁變形時(拉伸或壓縮)，均可保持罐道原來的垂直度與平行度，使提升容器運行的安全性得到了保障。可伸縮罐道接頭的伸縮量可根據井壁變形的實際要求進行設計，罐道的承載能力可根據井筒裝備的承載能力要求進行設計。

它既可用于新建礦井井筒裝備的安裝，又可用于已有礦井井筒裝備的改造，施工方便簡單，維護容易，經濟效益好。其結構緊湊合理，效果好，具有廣泛的實用性、推廣性。

對于新建礦井，可以根據預測的井壁變形量和變形部位，設計可縮性井壁結構，在設置可縮井壁結構附近設置安裝可伸縮罐道接頭，伸縮量根據可縮井壁結構的要求量進行確定。對于已建礦井，應首先分析井壁出現垂直變形的部位，并預測可能的變形量，然后在該預測部位的上下一定距離內安裝可伸縮的罐道接頭，以適應井壁發生變形時罐道可隨之產生變形，確保提升容器的正常安全提升和礦井的穩產高產。對于不同的變形量和不同的承載能力，需要根據各礦井井筒裝備的實際情況進行具體設計。

當然治理不能簡單在某個位置加裝可伸縮罐道接頭，需要在詳細診斷的基礎上，鑒于罐道從井口到井底的壓縮變形規律，應分段安裝，每隔一定深度安裝一道，每道的壓縮變形滿足消除該段的累積變形即可，必須標本兼治。

四、罐道變形解決實例

2018年7月冀中能源集團大社礦由于在其東風井煤柱區內對94604、92606工作面開采，造成地表最大沉降值為30mm，最大傾斜值0.5mm/m，最大水平變形值為1.5mm/m，影響力為專業Ⅱ級變形范圍內，副井筒的井壁受力增加，垂直方向的荷載使井壁產生豎向位移及變形，從而使球扁鋼式罐道產生垂直壓縮，原有的罐道可縮變形預留間隙消除后，不足以抵擋實際變形量，罐道受壓扭曲失穩，造成副井-297m處罐道嚴重變形，扭曲的像麻花一樣，副井立即停止運行，給生產帶來重大安全隱患，嚴重影響礦井的正常運轉。

徐州中礦恒揚科技有限公司聯合中國礦業大學力學與土木工程學院相關資深專家，立即奔赴大社礦副井現場，實地測量調研，開現場會，最終結論：治理不能簡單在某個位置加裝可縮罐道，鑒于罐道從井口到井底的壓縮變形規律，應分段安裝，每隔一定深度安裝一道，每道的壓縮變形滿足消除該段的累積變形即可。

由徐州中礦恒揚科技有限公司按照方案布置，迅速安排生產任務，加班加點趕制出8套可伸縮罐道接頭，到達現場安裝，替代變形罐道，確保礦井立即恢復生產，于此同時徐州中礦恒揚科技有限公司聯合中國礦業大學力學與土木工程學院相關資深專家對整個井筒進行全面診斷，做出權威報告，徹底解決大社礦由于井壁變形造成罐道扭曲的安全隱患問題。