1、淺析煤礦提升用鋼絲繩存在的問題及改進建議 開一面煤礦主、 副井是煤礦生產的 “咽喉”。鋼絲繩是主、 副井提升設備 的一個重要組成部分，它直接關系到煤礦正常生產、人員生命安全及 經濟運轉。為確保煤礦提升的安全， 煤礦安全規程 （以下簡稱規 程）對提升用鋼絲繩做了詳細的規定。這些規定雖在燃礦安全生產中 發揮了不可替代的作用，但目前規程和 MT716-1997煤礦重要用 途鋼絲繩驗收技術條件對鋼絲繩低值鋼絲的要求，已低于或落后于 國內鋼絲繩的科學技術發展水平，距離國際鋼絲繩技術水平相差得更 遠。 目前，國內許多掌握鋼絲繩生產先進技術的企業，生產能力、技術水 平逐步向國際化邁進。已具備生產高強度、高韌

2、性、低松弛、捻制質 量均勻的鋼絲繩能力。生產的鋼絲繩，抗彎曲疲勞性能可能控制，且 滿足設計要求；結構伸長量、斷面收縮率滿足設計要求；整繩破斷拉 力滿足標準規定的要求，且繩內各股繩之間捻制張力均勻；麻芯的含 油量滿足使用中潤滑鋼絲的要求等等。在制繩工藝過程中，繩徑與絲 徑的配置科學化，鋼絲繩結構和繩徑一旦確定，絲徑的大小可精確到 0.01mm;絲與絲之間、股與股之間的間隙控制數量化；鋼絲的晶粒度 要求標準化；麻芯的徑向壓縮率規范化；鋼絲繩拆股做單絲力學性能 檢驗，其鋼絲的抗拉強度、反復彎曲值和扭轉值，在滿足標準規定的 條件下，可均勻的控制在一定范圍內。1 存在的問題1.1 煤礦對提升用鋼絲繩的要

3、求低于國家標準調查研究發現，占調查中 90%以上的大煤礦集團、煤礦不十分了解國 內鋼絲繩現行標準，在購買鋼絲繩時不會依據現行標準，提出符合礦 井自身條件的技術要求， 用上世紀 7080 年代鋼絲繩標記代號標準 （即 建井時選定的鋼絲繩規格型號）要求購買提升鋼絲繩。如：煤礦提升 人員時， 1996 年以前，煤炭行業標準規定采用特類鋼絲繩； 1996 年以 來，國家標準、煤炭行業標準都改用重要用途鋼絲繩，若要求鍍鋅， 則必須采用AB類或B類鍍鋅。煤礦在向生產企業提出購繩要求時， 仍 然要求特類、鍍鋅。鋼絲繩生產企業為了容易生產、降低成本，向煤 礦提供A類鍍鋅鋼絲繩。有的鋼絲繩企業向煤礦提供一般用涂

4、鋼絲繩， 鉆煤礦用繩人員不了解現行標準的空子。鋼絲繩企業生產執行的 GB T8918-1996鋼絲繩，與世紀7080年代 的GB1102-74圓股鋼絲繩、YB82979異型股鋼絲繩等換行標 準差別很大，用途的分類、強度等級、韌性指標、鍍鋅等級等都相差 懸殊，兩者不能一一比對。煤礦用繩的技術人員或管理人員，把礦井 提升用鋼絲繩經過有資質的檢驗機構，檢驗合格與否，作為能否懸掛 使用的唯一依據，不懂得合格不一定符合該礦井使用的技術要求之原 則。有相當數量的多繩摩擦提升副井（提升人員或物料） ，購買的是 A 類鍍鋅鋼絲繩，檢驗中因用在提人時必須按 AB類判定。鋼絲繩生產企 業，要求檢驗機構按A類鍍鋅檢

5、驗，發放A類鍍鋅驗收檢驗合格報告。然而兩種鍍鋅類型的鋼絲繩韌性指標相差較大，抗彎曲疲勞性能差別大，有的強度相差也很大。煤礦拿到有資質的檢驗機構發放的檢驗合 格報告，安然使用，全然不知道已給礦井提升埋下安全隱患。1.2 煤炭行業標準對低值鋼絲的要求低于國標規程和 MT716-1997煤礦重要用途鋼絲繩驗收技術條件規定， 鋼絲的抗拉強度、反復彎曲和扭轉三項試驗允許的低值鋼絲總數，以 低值鋼絲的總斷面積與試驗鋼絲總斷面積之比計算，達到6%不得用作升降人員；達到 10%，不得用作升降物料。6%和10%的量值要求，已經低于或落后于 GB/T8918-1996鋼絲繩對低值鋼絲的要求，具體數據以表1所列的6

6、X19+Fc-21、6VX21+FC-2、6VX 37S+FC-39鋼絲繩為例。表 1 低值鋼絲繩斷面積與全部試驗鋼絲總斷面積比值名稱低值鋼絲繩總斷面積與全部試驗鋼絲總斷面積比依據GB/T8918-1996允許值依據規程、MT716-1997允許值拆一股鋼絲試驗100%拆股試驗提人（ 100%拆股試驗）提物（ 100%拆股試驗）6X 19+FC-21.5 6VX 21+FC-226VX 37S+FC-39.55 根( 27 . 78%)2 根(6.59%11.70%)3根(8.03%11.57%)9 根(7.83%)7 根( 3 . 85%6 . 84%)10 根(4.46%6.42%)小于

7、6%小于 6%小于 6%小于 10%小于 10%小于 10%注：1.GB/T8918-1996拆一股鋼絲試驗不符合規程和 MT716-1997的要求。2.表1括號中的百分數值，為允許的低值鋼絲根數， 折合成低值鋼絲總斷面積與全部試驗鋼絲總斷面積比值 由表 1 所列數據分析可得：(1)GB/T8918-1996 中不同結構的鋼絲繩，對低值鋼絲根數的要求不 同，折合成低值鋼絲總斷面積與試驗鋼絲總數面積之比， 也不是定值。(2)按GB/T8918-1996拆一股鋼絲做單絲力學性能試驗，允許的低值 鋼絲根數，折合成低值鋼絲總斷面積與試驗鋼絲總斷面積之比約在 6.59%27.78沱間，大于6%。6X 1

8、9+FC-21.鋼絲繩的低值鋼絲允許值 已達到了 27.78%，是規程規定的提人不大于 6%的 4.63 倍，提物 不大于10%的2.8倍。因此，按GB/T8918-1996拆一股鋼絲做單絲力學 性能試驗，不符合規程和MT716-1997的要求。同時按GB/T8918-1996 拆一股鋼絲做單絲力學性能試驗，判定鋼絲繩合格后，在煤礦提升中 使用，給煤礦生產埋下了安全隱患。( 3)煤礦立井提長普遍使用三角股鋼絲繩。而三角股鋼絲繩，按GB/T8918-1996做100%拆股單絲力學性能試驗，其允許的低值鋼絲根 數， 折合成低值鋼絲總斷面積與試驗鋼絲總斷面積之比約在 3.85%6.84%之間，小于或

9、接近于 6%。若低值鋼絲全部為內層細絲， 則低值鋼絲的總斷面積與試驗鋼絲總斷面積之比在3%5%之間，小于6%。若低值鋼絲全部為外層粗絲，則低值鋼絲的總斷面積與試驗鋼絲 總斷面積之比在 6.42%6.84%之間，接近于 6%，小于 10%。因此，規 程和MT716-1997對煤礦提升用鋼絲繩低值鋼絲的要求， 低于或落后 于GB/T8918-1996對鋼絲繩低值鋼絲的要求。（4）規程和 MT716-1996 對提物用鋼絲繩 100%拆股試驗，允許低 值鋼絲的總斷面積與試驗鋼絲總斷面積之比不小于10%的要求，更低于GB/T8918-1996允許的低值鋼絲根數，折合成換行低值鋼絲總斷面 積與試驗鋼絲總

10、斷面積之比在 3.85%7.83%的要求。規程和MT716-1997標準與2003年低修訂定稿，即將頒布實施的 GB8918重要用途鋼絲繩不能對應。修訂后的 GB8918重要用 途鋼絲繩，采用國際標準ISO3154-88礦井提升用鋼絲繩交貨技術條 件，它們對鋼絲繩的要求高于且嚴于 GB/T8918-1996鋼絲繩。更高 于或嚴于 MT716-1997標準。即將頒布實施的GB8918重要用途鋼絲繩規定，鋼絲繩拆一股鋼絲 做單絲拉斷、彎曲、扭轉三項試驗；鋼絲繩（整繩）破斷拉力試驗。 其鋼絲抗拉強度允許值，控制在下限和上限之間，下限為公稱抗拉強度，上限為公移抗拉強度加上 260、290、320、35

11、0MPa不等（鋼絲直 徑不同所加的數值不同）。比MT716-1997允許的鋼絲抗拉強度值，最 低提高50MPa,最高提高400MPa;反復彎曲、扭轉允許值比MT716-1997 的要求也有相應提高。增加了鋼絲繩結構伸長量的規定。限定鋼絲繩 的結構伸長量，對于減少提升過程中裝、卸載停車位置不準確，降低 一次提升循環時間;消除摩擦提升多繩受力不均勻而出現的打滑、跳 繩等安全隱患意義重大。1.3 煤炭行業標準對低值鋼絲的要求低于國際標準MT716-1997標準規定，鋼絲繩中鋼絲的抗拉強度允許值為公稱抗拉強 度減去50MPa;國際標準ISO3154-88礦井提升用鋼絲繩交貨技術條 件，對鋼絲繩中鋼絲抗

12、拉強度的要求是：公稱抗拉強度為下限值，上 限為公稱抗拉強度加上260、290、320、350MPa不等（鋼絲直徑不同 所加的數值不同） 。比 MT716-1997 要求的鋼絲抗拉強度最低提高 50MPa,最高提高400MPa。因此，煤炭行業對進口鋼絲繩做懸掛前的 檢驗，執行MT716-1997標準，降低了煤礦提升對進口鋼絲繩的要求。1.4 鋼絲繩的檢驗項目少于國家標準規定 煤炭行業鋼絲繩檢驗，判定合格的條件是鋼絲繩拆股做鋼絲的單絲力 學性能試驗，即鋼絲的抗拉強度、反復彎曲和扭轉試驗。三項試驗結 果符合標準要求，判定為合格;否則判定為不合格。GB/T8918-1996和MT716-1997都對鋼

13、絲繩的直徑允許偏差和不圓度、 每米重量、繩芯、捻制質量、涂油等作了定量或定性的規定。1.5 標準未包含煤礦提升理論和實際對鋼絲繩的要求多繩摩擦提升一般要求各繩槽直徑相差不超過 0.05mm，否則張力不平 衡現象會十分明顯，直徑愈大的繩槽，其上升側的張力愈大，其下放側的張力愈小。GB/T8918-1996和MT716-1997把鋼絲繩的繩徑偏差均 規定為公稱直徑的 0+6%。 多繩摩擦提升鋼絲繩直徑大多在 d=2140mm,若鋼絲繩直徑 d=21mm,則 +6%偏差為 1.26mm,是 0.05mm 的25倍；若鋼絲繩直徑d=40mm，則+6%偏差為2.40mm，是0.05mm 的 48 倍。在

14、多繩摩擦提升過程中，鋼絲繩是搭放在繩槽上，依靠鋼絲 繩和繩槽之間的摩擦力帶動提升容器上提或下放。如果繩槽直徑偏差 滿足規定要求，鋼絲繩直徑偏差大張力不平衡現象也會十分明顯。 煤礦多繩摩擦提升若能要求各繩的力學性能、結構伸長、繩徑、斷面 收縮率相等，即偏差控制在某一很小的規定值內，則提升過程的張力 不平衡現象會得到有效控制。多年來，研究張力不平衡的專家、學者 始終認為：造成鋼絲繩張力分布不均的主要因素有 3種，各繩的長 度不等； 各鋼絲繩剛性不同； 摩擦輪繩槽直徑不等。而鋼絲繩剛 性系數不等和繩徑偏差造成的影響可忽略。因為規程要求更換鋼 絲繩時必須同時更換所有的提升鋼絲繩，鋼絲繩應是同樣規格、同

15、批 產品，各鋼絲繩剛性系數的偏差實際上可以控制在很小的范圍。 因此， 應著重考慮繩槽半徑偏差和鋼絲繩懸掛長度偏差造成的影響。 ”然而， 煤礦提升用鋼絲繩的 換行 安全標志檢驗、驗收檢驗、懸掛前檢驗，根 本就未提出過鋼絲繩的繩徑偏差、結構伸長、斷面收縮率（即鋼絲繩 受力后繩徑的變化率）和剛性系數的要求。調查、檢測的結果以不爭 的事實證明，同時懸掛使用的同一公稱直徑的多個鋼絲繩，懸掛受力 后直徑偏差很大，且結構伸長差別也很大；同一條鋼絲繩在百米長度 內其外觀尺寸、性能都有差別。 煤炭行業的科技工作者，為了解決鋼絲繩結構伸長量大，停車位置不 能準確的問題，曾研制了箕斗提升可升降的裝載和卸載裝置，罐籠

16、的 底板可升降裝置，多繩摩擦提升鋼絲繩張力制動調節裝置等等。一些 煤礦集團或煤礦采用進口鋼絲繩做主、副井提升，以減少提升過程中 發生的上述問題。煤礦多繩摩擦提升若都能使用高強度、高韌性、低松馳、捻制質量均勻，且各繩的結構伸長率、斷面收縮率、直徑相同（誤差越小越好）的鋼絲繩，那么多繩摩擦提升鋼絲繩的張力不平衡現象，就有可能從根本上得到遏制，從而減少或消除提升過程中鋼絲繩打滑、卡罐、斷繩甚至容器掉入井低等事故隱患。同時可延長鋼絲繩的使用壽命，減 少維護保養量。如今煤炭行業對提升用鋼絲繩的要求，仍停留在只要 求鋼絲單絲力學性能的水平上。1.6 煤礦對鋼絲繩的認識不全面煤礦集團在購買鋼絲繩時，把供貨商

17、是否能提供礦用安全標志證書作 為訂購的依據；煤礦用繩單位及負責人，把懸掛前的鋼絲繩經過有資 質的檢驗機構檢驗合格，作為使用安全可靠的唯一依據。對于購繩時 供貨商提供的質量證明書，是否滿足礦井提升用繩要求不會識別；對 于有資質的檢驗機構提供的檢驗報告的合格內容，是否符合該礦井的 使用條件不會判定。然而，安全標志檢驗、懸掛前檢驗，僅僅對鋼絲 繩拆股做鋼絲的抗拉強度、反復彎曲和扭轉試驗，即單絲力學性能滿 足所執行標準的相關條款檢驗。如：某煤礦集團 20022003 年 5 月送檢了近百條鋼繩，其中部分鋼繩 外觀質量差，質量證明書注明的強度不符合所執行標準的規定，有的 無生產日期、發貨日期，有的發貨日

18、期已超過標準規定的驗收檢驗時 間。檢驗機構按 GB/T8918-1996 拆一股鋼絲做驗收檢驗，發放了驗收 檢驗合格報告。盡管煤礦集團的鋼絲繩驗收人員，對外觀質量差的鋼 絲繩有異議，但檢驗機構已判定鋼絲繩合格，只好同意懸掛使用。筆 者經過跟蹤調查，質量證明書不符合現行標準要求的鋼絲繩，使用不到半年就不得不更換了。又如：某煤礦集團送檢11條6X 19+FC-21、18.5 鋼絲繩，有 10 條質量證明書注明為一般 用途。 檢驗依據GB/T8918-1996,按一般用途鋼絲繩判定9條合格。規程和 MT716-1997均規定，煤礦提升必須使用重要用途鋼絲繩。而煤礦認可 這樣的檢驗，且毫無異議的用在礦井提升中。這 9 條繩中，有一條鋼 絲繩懸掛使用的第三天，斷繩跑車，導致提物的礦車翻車掉下軌道， 無人員傷亡。2 改進建議（1）煤炭行業做具體工作的相關專家，應該熟悉并掌握國際、國內鋼 絲繩科學技術發展狀況，使煤炭行業提升用鋼絲繩標準和規程對 提升用鋼絲繩的要求，跟上國際、國內鋼絲繩行業發展的技術水平。（2）煤炭行業做具體工作的相關專家，參加鋼絲繩國標的制、修訂工 作。把煤礦提升運輸理論和實際，對鋼絲繩的要求寫進國標，寫進煤 炭行業礦井提升用鋼絲繩標準。讓鋼絲繩生產企業掌握煤礦礦井提升 對鋼絲繩的要求。（