煤礦井下提升鋼絲繩的機(jī)械損傷與防護(hù)

1、 煤礦井下提升鋼絲繩的機(jī)械損傷與防護(hù) 1問題的提出 濟(jì)寧水道煤礦是一座年設(shè)計(jì)生產(chǎn)力量為150萬t的大型礦井，分兩個水平開采，一、二水平之間裝備了一套JK-2.5/20E單繩串車提升絞車，提升鋼絲繩型號為6（34）-28-1670-光面。但由于對鋼絲繩的熟悉不夠，在絞車運(yùn)行不久曾發(fā)生了一次斷絲繩跑車事故；新?lián)Q同型號鋼絲中也存在類似的問題。針對以下事故與現(xiàn)象，我們對鋼絲繩的損傷進(jìn)行了仔細(xì)地分析、討論，得到了一些規(guī)律性的熟悉，并對此作了對策性討論，有力的指導(dǎo)了提升運(yùn)輸管理，確保了平安。 2鋼絲繩機(jī)械損傷種類 機(jī)械損傷是鋼絲繩的主要損傷之一，機(jī)械損傷包括：磨損、疲憊、外傷等。 3機(jī)械損傷的分析與防護(hù)

2、3.1 磨損 依據(jù)磨損機(jī)理又可分為以下幾種：鋼絲繩在使用過程中其外周與繩道、底板、擋繩器等物體表面接觸而引起的磨損為外部磨損，鋼絲繩截面將削減，外周表面鋼絲將磨平，鋼絲繩破斷載荷隨之降低，在實(shí)際現(xiàn)象中，又有單周磨損、全周磨損，單周磨損較全周磨損更惡劣，在全長范圍內(nèi)，盡可能地做到勻稱磨損，即全周磨損。 由于振動、碰撞造成的鋼絲繩表面撞損，為變形磨損，這是一種局部磨損現(xiàn)象。如卷筒表面的鋼絲繩受到其它物體的撞擊，鋼絲繩相互打纏、打結(jié)，或者由于咬繩，都會使鋼絲繩產(chǎn)生變形磨損。這種變形磨損因局部擠壓而變形，其鋼絲橫斷面在擠壓處向兩旁伸展成翅形。從外表看，鋼絲寬度擴(kuò)展，雖然鋼絲繩截面積削減不多，但局部擠壓

3、處的鋼絲表面材質(zhì)硬化了，極易斷絲。時間一久，變形突出位往往磨損嚴(yán)峻，處層鋼絲也極易斷絲。 再者，內(nèi)部磨損的因素也不行忽視：鋼絲繩經(jīng)過卷筒或滑輪時所承受的全部負(fù)荷壓在鋼絲繩的一側(cè)，各根細(xì)鋼絲的曲率半徑不行能完全相同。同時，由于鋼絲繩的彎曲，鋼絲繩內(nèi)部各根細(xì)鋼絲就會相互產(chǎn)生作用力并且產(chǎn)生滑移，這時股與股之間接觸應(yīng)力增大，使相鄰股間的鋼絲產(chǎn)生局部壓痕深凹。當(dāng)反復(fù)循環(huán)拉伸變曲時，在深凹處則產(chǎn)生應(yīng)力集中而被折斷。 怎樣才能削減各種磨損損傷呢？針對以上分板，我們實(shí)行了以下措施： （1）為避開單周磨損，我們定期倒換絞車鋼絲繩繩頭，如大絞車每季度一次使之磨損勻稱。 （2）把斜井拖繩輪由鑄鐵的換成了聚氨酯拖繩輪

4、，盡可能削減對鋼絲磨損。 （3）盡可能避開鋼絲繩在卷筒上打纏，患病其他撞擊。 （4）依據(jù)詳細(xì)工況，正確選擇鋼絲繩的結(jié)構(gòu)型號。為防內(nèi)部磨損，我礦大部分提升鋼絲繩換成了線接觸鋼絲繩，摒棄了點(diǎn)接觸類型，對特別地方，正預(yù)備考慮上面接觸鋼絲繩。 3.2 疲憊 鋼絲繩在使用過程中主要承受彎曲、拉伸、扭曲、振動疲憊，以及過載引起的彈性形等損傷。 鋼絲繩重復(fù)通過滑輪或卷筒中繞上繞下，很多次的彎曲，簡單使鋼絲產(chǎn)生疲憊，韌性下降，最終導(dǎo)致斷絲。而疲憊斷絲消失在股的彎曲程度最厲害的一側(cè)外層鋼絲上。通常狀況下，疲憊斷絲的消失意味著鋼絲繩已經(jīng)接近使用后期。試驗(yàn)表明，鋼絲繩的彎曲疲憊壽命與D/d比值（即卷筒直徑D與鋼絲繩

5、直徑d的比值）、平安系數(shù)和鋼絲繩結(jié)構(gòu)均有親密的關(guān)系。鋼絲繩在起動和制動的始末，變化的拉伸應(yīng)力以及常常受到扭曲和振動也是產(chǎn)生疲憊的緣由。 過載：鋼絲繩在工作時除了要承受負(fù)載、自重等靜載荷外，還要受到因加速度和沖擊引起的動載荷，當(dāng)鋼絲繩隨著載荷的增加會有微量的伸長，當(dāng)載荷超過強(qiáng)度極限時，鋼絲繩就可能斷裂。過載的鋼絲繩即使不發(fā)生斷裂事故，平安系數(shù)也會大幅度下降，隨之而來大大地縮短使用壽命。 針對疲憊的分析，我們實(shí)行了以下措施； （1）條件許可的狀況下，盡可能使卷筒和滑輪直徑增大。在主提升斜巷，卷筒直徑無法增大，于是增加了擋繩器、拖繩器的滾輪直徑；其他場合，合理選取鋼絲繩直徑、卷筒直徑。 （2）在支配

6、滑輪布局時，應(yīng)盡量避開鋼絲繩反向彎曲。閱歷證明，反向變曲的破壞約為同向彎曲的2倍，尤其不能用斜巷主提升繩經(jīng)滑輪調(diào)車用。 （3）盡可能選擇結(jié)構(gòu)好的鋼絲繩，如WS、TX等線接觸鋼絲繩。 3.3 外傷 鋼絲繩外傷不外乎其在滑輪里滑槽，在卷筒上跳出擋板，被礦車碾軋，結(jié)果經(jīng)常使鋼絲繩因局部軋壞而報廢。再者，鋼絲繩扭結(jié)也是一個重要的損傷因素。一般鋼絲繩都帶有自轉(zhuǎn)性，尤其是新鋼絲繩，掛設(shè)好后，不經(jīng)破勁便施加張力，往往造成扭結(jié)。扭結(jié)的方向與鋼絲繩旋向全都的稱為正扭結(jié)，反之稱負(fù)扭結(jié)。鋼絲繩在扭結(jié)后，經(jīng)過多次受載，也只有局部繩芯外露，一般沒有斷絲現(xiàn)象。但試驗(yàn)表明，鋼絲繩在扭結(jié)損傷后強(qiáng)度將顯著降低。正扭結(jié)的強(qiáng)度只有

7、原強(qiáng)度的60%80%，負(fù)扭結(jié)的強(qiáng)度還不到原強(qiáng)度的50%。嚴(yán)峻時強(qiáng)度將降低到只有原來的10%20%。 為了防止鋼絲繩消失外傷，我們實(shí)行了以下措施； （1） 嚴(yán)格操作規(guī)程，強(qiáng)化操作人員崗位責(zé)任，堅(jiān)持事故追究制度。 （2） 完善設(shè)備設(shè)施的防護(hù)力量，如加高護(hù)繩板，設(shè)置排繩器。 （3） 新掛設(shè)的鋼絲繩在其自由端設(shè)置旋轉(zhuǎn)裝置，以達(dá)到破勁的效果。 （4） 特別的場合，討論采納不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩。 另外，水道礦還針對井下鋼絲繩的化學(xué)腐蝕實(shí)行了一些措施，延緩鋼絲繩的使用壽命。 通過對鋼絲繩損傷緣由的探究、驗(yàn)證，又在此基礎(chǔ)上逐一作了簡潔易行的對策性措施，制定和豐富了相關(guān)的規(guī)章制度，自全面實(shí)施以來，有效地遏制了提升運(yùn)輸事故的發(fā)生，較好地提高了經(jīng)濟(jì)效益。仍以運(yùn)何礦暗斜井為例，主提升繩自更換鍍鋅鋼絲繩并實(shí)行以上其他措施以來，每根鋼絲繩壽命在一年半以上，是不實(shí)行措施前的8倍還