國(guó)內(nèi)礦山運(yùn)輸絞車(chē)斷繩故障體會(huì)與分析

【摘要】本文針對(duì)當(dāng)前煤礦行業(yè)絞車(chē)鋼絲繩磨損斷繩事故頻繁發(fā)生的現(xiàn)狀，結(jié)合在潞安五陽(yáng)煤礦運(yùn)輸隊(duì)的工作情況，分析了絞車(chē)鋼絲繩的磨損、斷絲、拉深、銹蝕等幾個(gè)方面的重要原因，提出了預(yù)防絞車(chē)鋼絲繩斷繩的保護(hù)措施。

【關(guān)鍵詞】煤礦運(yùn)輸；絞車(chē)鋼絲；斷繩；措施

運(yùn)輸絞車(chē)鋼絲繩的價(jià)格十分昂貴，其可靠性直接關(guān)系到煤礦的正常運(yùn)行，提升運(yùn)輸絞車(chē)鋼絲繩的磨損、斷絲會(huì)大大降低其使用壽命。一般而言，斷繩的類型主要有以下幾種。松繩斷繩：由于煤倉(cāng)滿倉(cāng)或其他原因造成容器在卸載位置被卡住而繼續(xù)下放容器，引起松繩導(dǎo)致斷繩。過(guò)卷斷繩：提升容器在減速階段不能按規(guī)定進(jìn)行減速，而是以全速運(yùn)行沖擊、碰撞防撞梁，導(dǎo)致鋼絲繩斷裂。鋼絲繩強(qiáng)度降低引起斷繩：礦井淋水的酸堿度大，銹蝕嚴(yán)重，加之磨損嚴(yán)重并有斷絲現(xiàn)象，導(dǎo)致鋼絲繩強(qiáng)度降低。緊急停車(chē)時(shí)，由于沖擊力大于鋼絲繩的強(qiáng)度而造成斷繩。平衡尾繩斷裂：在多繩提升系統(tǒng)中，發(fā)生平衡尾繩斷繩事故。

根據(jù)在潞礦多年來(lái)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和對(duì)全國(guó)煤礦運(yùn)輸系統(tǒng)發(fā)生斜巷斷繩事故的分析，現(xiàn)就提升運(yùn)輸絞車(chē)鋼絲繩的損壞和保護(hù)預(yù)防措施談些體會(huì)。

1.提升運(yùn)輸絞車(chē)鋼絲繩的損壞

提升運(yùn)輸絞車(chē)鋼絲繩在運(yùn)動(dòng)中由于受到拉伸應(yīng)力、彎曲應(yīng)力、扭轉(zhuǎn)應(yīng)力、摩擦力等的作用，其受損形式是各不相同的。

1.1 磨損破壞

提升運(yùn)輸絞車(chē)鋼絲繩的磨損分外部磨損和內(nèi)部磨損。提升段以外部磨損為主，纏繞段以內(nèi)部磨損為主，外部段磨損比內(nèi)部磨損嚴(yán)重的多，所以減輕提升運(yùn)輸絞車(chē)鋼絲繩的外部磨損是重中之重。繩拖輥間呈相對(duì)滾動(dòng)狀態(tài)時(shí)的摩損較輕，一旦拖輥損壞，產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦，提升過(guò)程成為繩拖輥間的拉鋸式的挫削過(guò)程，即拉鋸運(yùn)動(dòng)是外部磨損的主要表現(xiàn)形式。如繩拖輥材質(zhì)性質(zhì)相近，相互易磨起毛刺，并惡性循環(huán)，其次是提升繩下段在啟動(dòng)時(shí)存在的正常的滑動(dòng)摩擦，成為影響鋼絲繩使用壽命的重要危險(xiǎn)段。

1.2 斷絲破壞

由于在提升過(guò)程中對(duì)鋼絲繩的反復(fù)彎曲，提升段鋼絲繩極易發(fā)生疲勞斷絲；環(huán)境中的偶然因素或卡車(chē)、突然剎車(chē)等猛烈拉力的沖擊都會(huì)造成鋼絲繩的沖擊斷絲，這會(huì)給生產(chǎn)帶來(lái)不同程度的影響。絞車(chē)系統(tǒng)的機(jī)械振動(dòng)，特別是固有頻率下的共振動(dòng)，會(huì)造成振動(dòng)斷絲或共振斷絲，微觀變形、銹蝕與疲勞損傷等更加重鋼絲繩的這種突發(fā)損壞的可能。

1.3 拉伸破壞

在提升絞車(chē)過(guò)程中各種力的長(zhǎng)時(shí)間綜合作用下，鋼絲繩會(huì)發(fā)生冷拔拉伸，減弱其抗疲勞能力，尤其在使用后期加速鋼絲繩的損壞。提升系統(tǒng)的輕微共振或突然沖擊拉伸，使受沖擊段發(fā)生嚴(yán)重拉拔、扭曲和變形，造成部分或全部鋼絲繩報(bào)廢。而提升運(yùn)輸絞車(chē)鋼絲繩的直徑減少到一定程度和長(zhǎng)度伸長(zhǎng)到一定程度或斷絲數(shù)及伸長(zhǎng)發(fā)展突然加快，就必須立即更換。

1.4 銹蝕破壞

在潮濕有淋水井筒中使用的鋼絲繩，銹蝕是提升絞車(chē)鋼絲繩強(qiáng)度降低的主要因素。銹蝕減少鋼絲的有效斷面，使外層鋼絲松弛，結(jié)果外層鋼絲所受載荷減少，內(nèi)層鋼絲超載運(yùn)行而斷裂。

1.5 沖擊和振動(dòng)

提升鋼絲繩在使用中經(jīng)常承受各種沖擊和振動(dòng)，主要有以下幾種：①松繩引起的沖擊。松繩后，提升容器又自動(dòng)下落，鋼絲繩往往要遭受過(guò)大的沖擊力，提升容器高速過(guò)卷時(shí)，常會(huì)撞壞防撞梁，同時(shí)提升鋼絲繩也要承受很大的沖擊力；②鋼絲繩運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的振動(dòng)。井筒不直、罐道接頭不好、罐耳與罐道間隙過(guò)大、箕斗井下裝載水平使用托罐梁、斜井提升軌道鋪設(shè)平直度及道接頭不合要求等都會(huì)對(duì)鋼絲繩產(chǎn)生很大的沖擊和振動(dòng)。

1.6 超載

斜井提升超掛車(chē)、刮卡車(chē)輛、拉掉道車(chē)輛導(dǎo)致過(guò)載。在主井提升系統(tǒng)中，由于煤中含有較多的水分和矸石等，使箕斗裝煤量常超過(guò)額定重量的20%以上。

1.7 保護(hù)裝置不全或不起作用

提升系統(tǒng)未按《煤礦安全規(guī)程》配齊保護(hù)裝置或保護(hù)裝置不起作用。有的只有信號(hào)燈或信號(hào)鈴；有的未按規(guī)定接入安全回路；有的深度指示器失效；自動(dòng)減速裝置不起作用，限速保護(hù)失靈，沒(méi)有過(guò)卷距離，楔形罐道失效等。檢修時(shí)措施不力或方法不當(dāng)：重載調(diào)繩，重載棚罐（箕斗），棚罐（箕斗）梁強(qiáng)度不夠、位置不當(dāng)，離合器定位銷沒(méi)有打入定位孔，離合器未合好導(dǎo)致指示誤差。

1.8 操作不當(dāng)

司機(jī)責(zé)任心不強(qiáng)，業(yè)務(wù)素質(zhì)差，操作不當(dāng)，對(duì)事故前的許多征兆沒(méi)有引起注意，也未采取正確處理措施，或因缺乏經(jīng)驗(yàn)反應(yīng)過(guò)慢，采取措施時(shí)為時(shí)己晚。

此外，提升鋼絲繩超期服役或帶隱患運(yùn)行也是重要因素之一。

2.提升絞車(chē)鋼絲繩的保護(hù)措施

2.1 合理選繩

根據(jù)提升絞車(chē)的井巷條件和使用場(chǎng)所，合理選擇結(jié)構(gòu)，直徑、強(qiáng)度、旋轉(zhuǎn)角度以及抗銹蝕能力的鋼絲繩具有重要作用。

2.1.1 普通繩與西魯繩

從受力情況分析，普通繩屬于點(diǎn)接觸，而西魯繩屬于線接觸，優(yōu)于普通繩，且壽命為普通繩1.75倍。應(yīng)注意雙滾筒絞車(chē)不能2個(gè)滾筒一側(cè)用普通繩，另一側(cè)用西魯繩，二者承重相同伸長(zhǎng)不一致，會(huì)造成越位或松繩沖擊，故必須采用同類繩。左捻繩與右捻繩。雙滾筒絞車(chē)安裝時(shí)，一般采用右滾筒右端固定，上方出繩，左滾筒左端固定，下方出繩，繩在滾筒上的的方向均為右纏繞，右纏繞要選用右捻繩，不準(zhǔn)使用左捻繩，否則會(huì)造成使用中松捻。

2.1.2 鋼絲繩的結(jié)構(gòu)及鋼絲的強(qiáng)度

在選擇鋼絲繩時(shí)既要注意絲股數(shù)及捻向，又要注意抗拉強(qiáng)度，在淋水井筒中使用時(shí)應(yīng)注意是否鍍鋅處理，這樣可以延長(zhǎng)使用壽命。

2.2 提升絞車(chē)鋼絲繩的日常維護(hù)

應(yīng)仔細(xì)的運(yùn)送、保存，特別是換繩時(shí)不能損壞出場(chǎng)時(shí)的幾何尺寸；每月定期給鋼絲繩涂油；要求司機(jī)注意平穩(wěn)操作，嚴(yán)禁松繩或突然剎車(chē)造成沖擊；堅(jiān)持并正確使用松繩保護(hù)，做好日常試驗(yàn)，保證靈敏可靠。

3.提升絞車(chē)鋼絲繩的日常管理

提升絞車(chē)鋼絲繩在運(yùn)行中斷絲損壞、拉伸損壞、扭曲變形、長(zhǎng)度伸長(zhǎng)、鋼絲銹蝕及定期檢驗(yàn)必須嚴(yán)格遵守《煤礦安全規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定，確保各種保護(hù)裝置靈敏可靠。對(duì)提升設(shè)備的調(diào)整和維修制定了切實(shí)可靠的措施，并嚴(yán)格落實(shí)。銹蝕、磨損、斷絲或安全系數(shù)達(dá)不到《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定時(shí)，必須立即予以更換。

3.1 做好鋼絲繩的日常維護(hù)

《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：提升鋼絲繩每天檢查一次。在檢查中應(yīng)注意以下問(wèn)題：不能有遺漏段；檢查方法要適當(dāng)。檢查人員應(yīng)在全面認(rèn)真檢查的基礎(chǔ)上對(duì)關(guān)鍵段重點(diǎn)檢查。不能僅對(duì)全繩3點(diǎn)做詳細(xì)檢查，其余一掠而過(guò)；檢查項(xiàng)目要全面，不能只部分查斷絲、部分查磨損，而銹蝕沒(méi)查；不能習(xí)慣用一個(gè)捻距內(nèi)斷絲根數(shù)占全部鋼線根數(shù)的百分比來(lái)判斷斷絲是否超限，而應(yīng)按斷絲總面積占全部鋼絲總斷面積的百分比來(lái)判斷。

3.2 減輕鋼絲繩的外部磨損

必須檢查絞車(chē)滾筒、襯木以及架繩輪的潤(rùn)滑情況，絞車(chē)滾筒、襯木磨損損壞會(huì)造成咬繩，架繩輪潤(rùn)滑不良不轉(zhuǎn)動(dòng)或鋼套損壞，會(huì)加劇鋼絲繩的磨損；改善托輥的結(jié)構(gòu)和材質(zhì)，減輕垂弧啟動(dòng)磨損以提高鋼絲繩的保護(hù)性能；加強(qiáng)井巷管理，及時(shí)排除停轉(zhuǎn)托輥，校正偏移，避免拉鋸運(yùn)動(dòng)的發(fā)生；使用一段時(shí)間及時(shí)倒繩，提高鋼絲繩的利用率；按《規(guī)程》規(guī)定在滾筒上裝設(shè)過(guò)渡繩楔，且鋼絲繩由下層到上層的臨界段應(yīng)每季度將鋼絲繩移動(dòng)1/4繩圈的位置；嚴(yán)格遵守《技術(shù)操作規(guī)程》的有關(guān)其它要求。

3.3 做好提升絞車(chē)鋼絲繩的定期檢驗(yàn)

用x射線、超聲波或電磁探傷等儀器定期檢驗(yàn)，及時(shí)了解鋼絲繩的內(nèi)部斷絲情況；必須嚴(yán)格按《煤礦安全規(guī)程》檢驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果判定能否繼續(xù)使用。在鋼絲繩運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，繩的內(nèi)部情況很難查明，早換繩浪費(fèi)較大，遲換繩帶病運(yùn)行后患無(wú)窮，故開(kāi)展使用鋼絲繩在線無(wú)損探傷儀在現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)已勢(shì)在必行。TCK鋼絲繩便攜式探傷儀在煤礦得到了充分應(yīng)用，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的使用證明，效果很好，每次的測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)可以保存，這樣就大大提高了絞車(chē)鋼絲繩運(yùn)行的安全系數(shù)。

3.4 加強(qiáng)培訓(xùn)

對(duì)司機(jī)和信號(hào)工進(jìn)行安全培訓(xùn)，強(qiáng)化安全意識(shí)，增強(qiáng)責(zé)任心和提高分析處理實(shí)際情況的能力。為保證信號(hào)工與司機(jī)協(xié)調(diào)配合，信號(hào)工與司機(jī)之間應(yīng)設(shè)置直通電話，嚴(yán)格按照《規(guī)程》操作。

4.總結(jié)

總之，避免絞車(chē)提升鋼絲繩早期損壞要從源頭抓起，既要做好提升絞車(chē)的安全運(yùn)行，又要合理選繩。更重要的是做好鋼絲繩的日常維護(hù)、檢查和檢驗(yàn)。這樣，鋼絲繩損壞會(huì)大大減輕，延長(zhǎng)使用壽命，由此就會(huì)減少事故，大幅度提高經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]肖飛雪，劉伯禹，李明東.如何延長(zhǎng)煤礦斜井提升鋼絲繩的使用壽命[J].山西煤炭，2010（05）.

[2]趙海軍.簡(jiǎn)述煤礦瓦斯爆炸原因及預(yù)防措施[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2009（34）

[3]劉春富，韓連生.鋼絲繩的強(qiáng)度損失原因與檢測(cè)[J].煤礦安全，2003（S1）.

[4]張華芬.礦用輸送帶損傷原因及其預(yù)防[J].煤礦機(jī)械， 2006（05）.

[5]王建紅.淺析煤礦機(jī)電事故的原因及防治措施[J].煤， 2007（11）.

[6]宋玉國(guó).Φ2200mm圓錐破碎機(jī)錐套裂紋的原因分析及預(yù)防[J].包鋼科技，2005（04）.

[7]孫立亞.張雙樓煤礦7414綜采面自然發(fā)火原因與治理[J].煤炭科技，2005（03）.

[8]馬立爽，常海英，秦燕.淺談礦用鋼絲繩壽命的影響因素及鋼絲繩選繩計(jì)算[J].煤礦安全，2006（12）.

[9]寧洪震.如何正確選用礦井提升鋼絲繩[J].山西能源與節(jié)能，2008（01）.

[10]鞏琦，劉建慧，徐曉明.采區(qū)煤倉(cāng)堵塞及預(yù)防探討[J].礦山機(jī)械，2008（17）.

[11]姚秋生.白坪煤礦斜巷運(yùn)輸事故原因及對(duì)策[J].煤炭技術(shù)，2007（10）.

[12]周玉勝.談?wù)劽旱V運(yùn)輸事故[J].河北煤炭，1983（03）.

[13]周峰，秦義寶.潘西煤礦軌索合一運(yùn)輸技術(shù)效果好[J].煤炭工程，2004（04）.

[14]煤礦一次10人以上傷亡事故[J].煤炭企業(yè)管理，2003 （09）.

[15]劉永剛，許平.徐莊煤礦斜巷運(yùn)輸事故的原因分析及教訓(xùn)[J].礦業(yè)安全與環(huán)保，2004（02）.

[16]常偉強(qiáng)，屈學(xué)忠，呂倫寶.鄂莊煤礦運(yùn)輸安全管理的做法與思考[J].山東煤炭科技，2004（05）.

[17]林南倉(cāng)煤礦運(yùn)輸機(jī)下山創(chuàng)全巖月進(jìn)203米[J].河北煤炭，1983（01）.

[18]李順?lè)?煤巷炮掘快速施工工藝研究[J].煤礦開(kāi)采，2007（03）.

[19]張連喜.龍固礦井下大巷運(yùn)輸方式淺析[J].煤礦設(shè)計(jì)，1999（04）.

[20]馮國(guó)軍，吳文鵬，馮鵬程.淺談煤礦“五大自然災(zāi)害”的危害及預(yù)防[J].陜西煤炭，2010（06）.

作者簡(jiǎn)介：郭文瑞，男，大學(xué)本科，助理工程師，研究方向：機(jī)械運(yùn)輸。