论斜井提升钢丝绳的失效原因与防护

论文关键词：钢丝绳；锈蚀；损伤；失效；防护
   
    论文摘要：对斜井提升钢丝绳的失效原因详细的分析了矿井下提升运输钢丝绳使用过程中锈蚀与机械损伤机理，并根据分析结果，针对性的作了预防性对策，达到提高钢丝绳的使用寿命，确保钢丝绳安全运行的目的。
   
    一、问题的提出
   
    一座地方煤矿年设计生产能力为30万吨，地面 井下5台2Mt以上提升绞车，钢丝绳型号为6△（26）24.51670光面，由于对钢丝绳的认识不够，在2004年曾发生了一次断绳跑车事故；新换钢丝绳在使用20d后发现其表面有均匀的点蚀麻坑，且发展较迅速；另外，在管理其他小绞车钢丝绳中也存在类似的问题。针对以上事故与现象，对钢丝绳的损伤进行了认真地分析研究，得到了以些规律性的认识，并对此作了对策研究，指导了提升运输管理，确
    保了安全生产。
   
    二、钢丝绳失效更换原因
   
    钢丝绳失效原因：（1）钢丝绳锈蚀严重造成失效；（2）钢丝绳磨损严重造成失效；（3）钢丝绳弯曲、打结造成失效；（4）钢丝绳冲击力过大造成失效。
   
    三、失效原因与防护
   
    1.钢丝绳锈蚀严重造成失效
    斜井提升钢丝绳使用的环境比较恶劣，时常受到井筒硫酸水的腐蚀，使其表层剥离，产生黑皮麻坑形成沟纹。实践证明：由于腐蚀原因引起的强度和韧性损失，大大超过了正常磨损和疲劳的影响。含有酸性和碱性的淋水和气流，不仅会冲刷掉钢丝绳表面和内部的油脂，而且还会使钢丝绳锈蚀，绳芯腐烂，股与股及钢丝绳间磨损挤压，钢丝强度和韧性损失加剧。（1）加强检查并认真分析钢丝绳锈蚀的严重程度。按照《煤矿安全规程》408条规定：矿井钢丝绳的钢丝有变黑，绣皮，点蚀麻坑等损伤时，不得用作升降人员。钢丝绳锈蚀严重，或点蚀麻坑形成沟纹，或外层钢丝松动时，不论断丝数多少或绳径是否变化，必须立即更换；(2)加强钢丝绳的日常维护。定期涂防腐油，确保井筒内水沟畅通，及时清理地滚沟积水，防止钢丝绳在在水中运行；（3）在条件许可的条件下，根据矿井实际状况选用镀锌钢丝绳。
    2.钢丝绳磨损严重造成失效
    在斜井提升系统中，钢丝绳磨损是失效的主要因素。钢丝绳在运行过程中其外周与绳道、底板、挡绳器等物体表面接触而引起的磨损为外部磨损，钢丝绳截面将减小，外周表面钢丝将磨平，破断载荷随之降低，当钢丝绳外径磨损至低于《煤矿安全规程》规定就应停止使用，更换新绳。（1）加强地滚维护，及时更换损坏地滚，对提升任务繁重的斜井最好使用橡胶尼龙材料制作的地滚；（2）加强对天轮、滑轮的润滑，降低摩擦系数；（3）加强绞车滚筒木和过度绳槽的维护，确保钢丝绳排列整齐不咬绳，减少局部磨损。（4）避免单周磨损，全长范围内尽可能地做到均匀磨损，即全周磨损；（5）未避免单周磨损，定期倒换绞车钢丝绳绳头，如大绞车每季度一次使之磨损均匀。（6）把斜井托绳轮由铸铁的换成了聚氨酯托绳轮，尽可能减少对钢丝绳的刚性磨损。
    3.钢丝绳弯曲、打结造成失效
    斜井钢丝绳在使用过程中，经常出现弯曲、打结、扭转和窝鼻等现象，如不及时处理就会磨损、损伤钢丝绳。如在车场挂摘钩处余绳太多，易使钢丝绳盘圈。若不及时处理，此时就会产生弯曲或扭转。在运行中，弯曲凸出部位磨损速度快，极易出现断丝且发展迅速直至钢丝绳报废。（1）绞车司机按规定操作，避免出现余绳现象，出现余绳打弯盘圈后运输把钩工应及时处理；（2）左右捻向的钢丝绳换绳时，在滚筒上缠绕应注意上绳方向，按照靳捻的方向上绳。上绳时，滚筒上钢丝绳之间排列整齐，中间不留空隙，从而防止跳槽、压圈咬绳；（3）产生弯曲凸出时，及时采取措施处理，如用拿绳器将钢丝绳拿直、剁滑头或大绳掉头等措施来延长钢丝绳的使用寿命。 4.钢丝绳冲击力过大造成失效
    斜井提升钢丝绳受力因素很多，既有提升系统内部的因素，也有外部因素对其产生冲击力的影响。（1）在运行过程中，加、减速度过大以产生惯性力，当惯性力过大时将对钢丝绳产生直接的冲击甚至发生穿眼、棚罐现象。（2）重物运输时如制动力过大，下放会使钢丝绳受到较大的冲击力；制动力过大上提时会产生松绳，在重物作用下加速下滑，使钢丝绳突然拉紧受到冲击；（3）双滚筒提升时，井下扳道工误时操作造成同钩现象而使提升容器相互碰撞产生冲击；（4）道床失修造成提升容器掉到，卡罐现象使钢丝绳产生冲击。
    采取措施：（1）必须对绞车在启动或减速速度进行严格限制，遵守《煤矿安全规程》规定。升降人员不得超过，斜井提升重物，在保险闸发生作用时，一般情况下，因此必须正确使用限速装置避免人为限制加减速度的大小；（2）合理调整闸瓦的制动力，确保二级制动正常运行，缓解因制动力过大而造成冲击；（3）加强职工安全意识，避免误操作。同时，为防止容器相互碰撞，应安装同边报警信号，避免钢丝绳受外力的冲击；（4）加强对运输的提升相关设施的维护，当钢丝绳受外力冲击后应立即停车检查。如果钢丝绳受伤的区段不符合规定的要求应立即剁掉或更换。
   
    四、结语
   
    煤矿在用钢丝绳的检验、维护和报废涉及煤矿的安全生产及人生财产安全。为了进一步提高钢丝绳运行的可靠性和使用寿命，需要捻制质量均匀，性能稳定，结构先进的钢丝绳，更需要正确的使用和维护。
   
    参考文献：
    [1]田旭民,田力.地方煤矿实用手册.地质出版社.1989.8
    [2]范维唐.中国煤炭工业百科全书机电卷.煤炭工业出版社.1997.4 来源: 《www.jianzhu518.com》.