罐道鋼絲繩斷絲防護(hù)裝置改造及技術(shù)處理

高峰旭 王曉輝

(巴彥淖爾西部銅業(yè)有限公司)

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罐道鋼絲繩斷絲防護(hù)裝置改造及技術(shù)處理

高峰旭 王曉輝

(巴彥淖爾西部銅業(yè)有限公司)

某千米深井罐道鋼絲繩多次出現(xiàn)斷絲，存在嚴(yán)重的安全隱患，為預(yù)防斷絲造成大的事故危害，對裝在箕斗和罐道繩配套的滑套進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造；針對已經(jīng)出現(xiàn)的罐道繩斷絲，在滑套上安裝一種特殊的自制斷絲錐形齒套，利用快速運(yùn)行箕斗切斷斷絲，并對絲頭進(jìn)行處理，經(jīng)過試驗(yàn)運(yùn)行，再未出現(xiàn)斷絲，達(dá)到了改造目的。

罐道鋼絲繩 斷絲 滑套 齒套

某礦3#主井為主要的礦石提升咽喉要道，年提升量為200萬t，提升高度為1 100 m，采用鋼絲繩罐道，雙箕斗提升，2013年1月投入運(yùn)行。罐道鋼絲繩為45-Z1570型2層互捻，設(shè)計(jì)張力為10 MPa。因該井筒設(shè)計(jì)為整個地下礦井的出風(fēng)井，井筒濕度高，粉塵大，對運(yùn)行箕斗及其他井筒設(shè)施的腐蝕相對較大。自投入運(yùn)行以來，分別在2014年和2015年主箕斗的2根罐道鋼絲繩不同部位出現(xiàn)斷絲，當(dāng)時斷絲處以下部分被箕斗直接捋到井底，通過對上部斷絲頭銳化處理，運(yùn)行至今。井筒罐道繩斷絲極其危險(xiǎn)，斷絲可能和其他罐道繩或尾繩纏繞，破壞箕斗和整套井筒設(shè)施，造成重大經(jīng)濟(jì)損失，因此，必須采取合理安全的處理措施。

1 斷絲原因分析

箕斗在正常運(yùn)行中，罐道鋼絲繩和箕斗罐耳是滑動接觸，罐耳滑套對罐道繩的磨損很小，國家對罐道鋼絲繩的使用年限沒有限制，可根據(jù)現(xiàn)場使用情況自行更換，一般生產(chǎn)廠家要求罐道鋼絲繩使用年限為3～4 a。一般罐道鋼絲繩斷絲可能存在以下原因：

(1)罐道繩磨損過大。因罐道鋼絲繩安裝垂直度偏大或罐道鋼絲繩與箕斗安裝位置誤差較大，使得罐道繩與箕斗滑套之間摩擦增大，造成罐道繩磨損嚴(yán)重。

(2)罐道繩銹蝕嚴(yán)重。3#主井井筒濕度大，井下含有酸性的煙氣及粉塵隨水蒸汽一起從井筒排出，在上升過程中附著在金屬器件上，對井筒設(shè)施及設(shè)備銹蝕較大，而單位對罐道鋼絲繩疏于潤滑管理，致使罐道繩的外層也有一定的銹蝕，外層鋼絲變薄，受到外力時很容易被拉斷。

(3)罐道繩張力過大。罐道繩兩端一般都用楔形鎖繩器鎖住，如果罐道繩的張力過大，罐道繩的每根鋼絲長期處于緊張狀態(tài)，容易疲勞，也容易磨損，受外力后容易斷裂。

(4)滑套與罐道繩之間加石。3#主井2次斷絲，根據(jù)斷絲的斷面情況推斷，箕斗在裝礦時外漏的小礦石落入罐道繩和滑套的間隙，箕斗運(yùn)行中，因石塊的硬度較高，通過擠壓，剛好卡在罐道繩的某一根鋼絲上，將鋼絲拉長、拉細(xì)、拉斷。檢查罐道繩時，發(fā)現(xiàn)罐道繩多處鋼絲有擦傷的痕跡，因此，夾石可能是造成罐道繩斷絲的主要原因。

2 斷絲預(yù)防及處理

3#主井有8根罐道繩，直徑為45 mm，外層是5 mm 寬的異形鋼絲，很容易受到銹蝕和磨損，罐道繩之間的最大間距為1 720 mm，如果出現(xiàn)斷絲，很容易相互纏繞，發(fā)生事故。

2.1 斷絲預(yù)防

2.1.1 罐道繩潤滑

從節(jié)約成本考慮，可加注一些廢舊稀油潤滑，從井塔樓避開箕斗運(yùn)行部位，用油管自流滴注，從上至下緩慢長期澆注，利用滑套運(yùn)行將整根罐道繩潤滑，以達(dá)到罐道繩防銹的目的。

2.1.2 滑套改造

將滑套的兩端改為錐形，讓石塊無法停留在滑套上面，從而減少石塊進(jìn)入滑套里的概率；在滑套的上方，用膠皮或其他較柔軟的物品做防護(hù)罩，固定在箕斗上，隨箕斗滑套一起運(yùn)行，防止石塊落在滑套里。滑套改造前后對比見圖1。

圖1 滑套改造前后對比(單位：mm)

2.2 箕斗運(yùn)行中斷絲處理

2.2.1 滑套螺栓保險(xiǎn)口設(shè)置

以螺栓作為保險(xiǎn)絲，箕斗提升運(yùn)行中，如果遇到罐道繩鋼絲斷絲頭，絲頭可能會急劇聚集，當(dāng)達(dá)到一定的數(shù)量后，斷鋼絲的強(qiáng)度會增大，增加對箕斗的阻力，如果阻力足夠大，且滑套座的螺栓強(qiáng)度也足夠，就能阻止箕斗運(yùn)行而破壞箕斗及其他設(shè)施。因此，如果減少滑套座螺栓的強(qiáng)度，當(dāng)斷絲的阻力達(dá)到一定的程度時，即可將螺栓切斷，整個滑套及滑套座順著罐道繩運(yùn)動，箕斗即使少了一個穩(wěn)固點(diǎn)，其他3根罐道繩也可使箕斗平穩(wěn)運(yùn)行，降低事故的發(fā)生?；茁菟ūｋU(xiǎn)示意見圖2。

圖2 滑套螺栓保險(xiǎn)示意

箕斗質(zhì)量為18 900 kg，裝礦量為20 000 kg，鋼絲繩質(zhì)量為30 000 kg，單邊總質(zhì)量為68 900 kg，箕斗運(yùn)行中受到阻力時，滑套螺栓主要受到剪力。對滑套座固定螺栓的強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算，做出如圖3所示的保險(xiǎn)螺栓，當(dāng)阻力足夠大時，即可將螺栓切斷，達(dá)到保護(hù)的目的。

圖3 螺栓截面豁口示意(單位：mm)

2.2.2 錐套設(shè)計(jì)

制作切斷工具，安裝在箕斗滑套上，箕斗在運(yùn)行中，如果遇到斷絲頭外漏，可將斷絲頭直接切斷。在滑套的上下兩端頭各制作安裝一個圓錐型齒狀錐套，用螺絲和滑套固定連接。在裝礦或卸礦時，錐套使得小石塊不易停留，從而減小進(jìn)入滑套里的概率。 在箕斗運(yùn)行過程中，如果遇到斷絲頭，錐形端對斷絲的切斷力增大，容易將斷絲切斷，降低斷絲的影響。如果錐形端部沒有切斷斷絲，因鋼絲在罐道繩上是螺旋排列，V型齒槽可將旋轉(zhuǎn)的斷絲卡在槽里，利用快速運(yùn)行的箕斗的沖力和齒槽對斷絲的剪力和拉力，將斷絲剪斷或拉斷?；走\(yùn)行中斷絲處理示意見圖4。

圖4 滑套運(yùn)行中斷絲處理示意

2.3 斷絲端頭的處理

罐道繩斷絲后，要做好絲頭端部的處理工作：

(1)焊接。將絲頭直接和斷絲處的其他鋼絲焊接在一起，這種處理方法容易傷及鄰近的鋼絲，從而影響到整個罐道繩的強(qiáng)度和使用。

(2)抽絲。整根斷絲抽取后，罐道繩外層會變得松動，井筒中水汽容易進(jìn)入鋼絲繩內(nèi)部造成銹蝕，減少鋼絲繩的使用壽命。

(3)銳化處理(圖5)。直接將斷絲壓入穩(wěn)繩，在后期運(yùn)行中，會逐漸將絲頭壓住。這種方法簡單易行，對整個罐道繩影響不大。但是在以后的運(yùn)行中要加大對罐道繩張緊力檢測工作，防止在運(yùn)行中罐道繩張緊力逐漸變小，絲頭外漏。

圖5 斷絲頭部銳化處理

3 結(jié) 語

通過改造，采用潤滑和安裝錐形齒套的辦法，并對罐道鋼絲繩滑套試運(yùn)行，再未出現(xiàn)斷絲現(xiàn)象，也增加了罐道繩的使用壽命。因此，必須做好罐道繩的日常維護(hù)、潤滑保養(yǎng)工作，以保障提升系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

Improvement of the Broken Wire Protection Device of Guide Steel Wire Rope and Technical Processing

Gao Fengxu Wang Xiaohui

(Bayannur Western Copper Company Co.,Ltd.)

The broken wires phenomenon of steel wire rope of the guide of a mine with more than 1000 m deep in many times, the safety hidden trouble is serious. In order to prevent the occurrence of the accident hazards caused by broken wire, the structure of sliding sleeve of the guide rope and skip are improved. Aiming at the existed broken wire phenomenon of the guide steel wire rope, a new special homemade broken wire gear sleeve is installed on the sliding sleeve, the broken wire can be cut off effectively by skip with high speed running, the ends of broken wire is processed. The test running results show that the broken wire phenomenon is not existed, the improvement is realized.

Steel wire rope of guide,Broken wire,Sliding sleeve,Gear sleeve

2016-08-10)

高峰旭(1974—)，男，工程師，015000 內(nèi)蒙古巴彥淖爾市臨河區(qū)解放街2號。