1、 煤礦井下提升鋼絲繩的機械損傷與防護 1問題的提出 濟寧水道煤礦是一座年設計生產力量為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，在絞車運行不久曾發生了一次斷絲繩跑車事故；新換同型號鋼絲中也存在類似的問題。針對以下事故與現象，我們對鋼絲繩的損傷進行了仔細地分析、討論，得到了一些規律性的熟悉，并對此作了對策性討論，有力的指導了提升運輸管理，確保了平安。 2鋼絲繩機械損傷種類 機械損傷是鋼絲繩的主要損傷之一，機械損傷包括：磨損、疲憊、外傷等。 3機械損傷的分析與防護

2、3.1 磨損 依據磨損機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，在實際現象中，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，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，或者由于咬繩，都會使鋼絲繩產生變形磨損。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、處的鋼絲表面材質硬化了，極易斷絲。時間一久，變形突出位往往磨損嚴峻，處層鋼絲也極易斷絲。 再者，內部磨損的因素也不行忽視：鋼絲繩經過卷筒或滑輪時所承受的全部負荷壓在鋼絲繩的一側，各根細鋼絲的曲率半徑不行能完全相同。同時，由于鋼絲繩的彎曲，鋼絲繩內部各根細鋼絲就會相互產生作用力并且產生滑移，這時股與股之間接觸應力增大，使相鄰股間的鋼絲產生局部壓痕深凹。當反復循環拉伸變曲時，在深凹處則產生應力集中而被折斷。 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）依據詳細工況，正確選擇鋼絲繩的結構型號。為防內部磨損，我礦大部分提升鋼絲繩換成了線接觸鋼絲繩，摒棄了點接觸類型，對特別地方，正預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。 鋼絲繩重復通過滑輪或卷筒中繞上繞下，很多次的彎曲，簡單使鋼絲產生疲憊，韌性下降，最終導致斷絲。而疲憊斷絲消失在股的彎曲程度最厲害的一側外層鋼絲上。通常狀況下，疲憊斷絲的消失意味著鋼絲繩已經接近使用后期。試驗表明，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）、平安系數和鋼絲繩結構均有親密的關系。鋼絲繩在起動和制動的始末，變化的拉伸應力以及常常受到扭曲和振動也是產生疲憊的緣由。 過載：鋼絲繩在工作時除了要承受負載、自重等靜載荷外，還要受到因加速度和沖擊引起的動載荷，當鋼絲繩隨著載荷的增加會有微量的伸長，當載荷超過強度極限時，鋼絲繩就可能斷裂。過載的鋼絲繩即使不發生斷裂事故，平安系數也會大幅度下降，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滑輪調車用。 （3）盡可能選擇結構好的鋼絲繩，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，結果經常使鋼絲繩因局部軋壞而報廢。再者，鋼絲繩扭結也是一個重要的損傷因素。一般鋼絲繩都帶有自轉性，尤其是新鋼絲繩，掛設好后，不經破勁便施加張力，往往造成扭結。扭結的方向與鋼絲繩旋向全都的稱為正扭結，反之稱負扭結。鋼絲繩在扭結后，經過多次受載，也只有局部繩芯外露，一般沒有斷絲現象。但試驗表明，鋼絲繩在扭結損傷后強度將顯著降低。正扭結的強度只有

7、原強度的60%80%，負扭結的強度還不到原強度的50%。嚴峻時強度將降低到只有原來的10%20%。 為了防止鋼絲繩消失外傷，我們實行了以下措施； （1） 嚴格操作規程，強化操作人員崗位責任，堅持事故追究制度。 （2） 完善設備設施的防護力量，如加高護繩板，設置排繩器。 （3） 新掛設的鋼絲繩在其自由端設置旋轉裝置，以達到破勁的效果。 （4） 特別的場合，討論采納不旋轉鋼絲繩。 另外，水道礦還針對井下鋼絲繩的化學腐蝕實行了一些措施，延緩鋼絲繩的使用壽命。 通過對鋼絲繩損傷緣由的探究、驗證，又在此基礎上逐一作了簡潔易行的對策性措施，制定和豐富了相關的規章制度，自全面實施以來，有效地遏制了提升運輸事故的發生，較好地提高了經濟效益。仍以運何礦暗斜井為例，主提升繩自更換鍍鋅鋼絲繩并實行以上其他措施以來，每根鋼絲繩壽命在一年半以上，是不實行措施前的8倍還