國內礦山運輸絞車斷繩故障體會與分析

【摘要】本文針對當前煤礦行業絞車鋼絲繩磨損斷繩事故頻繁發生的現狀，結合在潞安五陽煤礦運輸隊的工作情況，分析了絞車鋼絲繩的磨損、斷絲、拉深、銹蝕等幾個方面的重要原因，提出了預防絞車鋼絲繩斷繩的保護措施。

【關鍵詞】煤礦運輸；絞車鋼絲；斷繩；措施

運輸絞車鋼絲繩的價格十分昂貴，其可靠性直接關系到煤礦的正常運行，提升運輸絞車鋼絲繩的磨損、斷絲會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：由于煤倉滿倉或其他原因造成容器在卸載位置被卡住而繼續下放容器，引起松繩導致斷繩。過卷斷繩：提升容器在減速階段不能按規定進行減速，而是以全速運行沖擊、碰撞防撞梁，導致鋼絲繩斷裂。鋼絲繩強度降低引起斷繩：礦井淋水的酸堿度大，銹蝕嚴重，加之磨損嚴重并有斷絲現象，導致鋼絲繩強度降低。緊急停車時，由于沖擊力大于鋼絲繩的強度而造成斷繩。平衡尾繩斷裂：在多繩提升系統中，發生平衡尾繩斷繩事故。

根據在潞礦多年來的實踐經驗和對全國煤礦運輸系統發生斜巷斷繩事故的分析，現就提升運輸絞車鋼絲繩的損壞和保護預防措施談些體會。

1.提升運輸絞車鋼絲繩的損壞

提升運輸絞車鋼絲繩在運動中由于受到拉伸應力、彎曲應力、扭轉應力、摩擦力等的作用，其受損形式是各不相同的。

1.1 磨損破壞

提升運輸絞車鋼絲繩的磨損分外部磨損和內部磨損。提升段以外部磨損為主，纏繞段以內部磨損為主，外部段磨損比內部磨損嚴重的多，所以減輕提升運輸絞車鋼絲繩的外部磨損是重中之重。繩拖輥間呈相對滾動狀態時的摩損較輕，一旦拖輥損壞，產生滑動摩擦，提升過程成為繩拖輥間的拉鋸式的挫削過程，即拉鋸運動是外部磨損的主要表現形式。如繩拖輥材質性質相近，相互易磨起毛刺，并惡性循環，其次是提升繩下段在啟動時存在的正常的滑動摩擦，成為影響鋼絲繩使用壽命的重要危險段。

1.2 斷絲破壞

由于在提升過程中對鋼絲繩的反復彎曲，提升段鋼絲繩極易發生疲勞斷絲；環境中的偶然因素或卡車、突然剎車等猛烈拉力的沖擊都會造成鋼絲繩的沖擊斷絲，這會給生產帶來不同程度的影響。絞車系統的機械振動，特別是固有頻率下的共振動，會造成振動斷絲或共振斷絲，微觀變形、銹蝕與疲勞損傷等更加重鋼絲繩的這種突發損壞的可能。

1.3 拉伸破壞

在提升絞車過程中各種力的長時間綜合作用下，鋼絲繩會發生冷拔拉伸，減弱其抗疲勞能力，尤其在使用后期加速鋼絲繩的損壞。提升系統的輕微共振或突然沖擊拉伸，使受沖擊段發生嚴重拉拔、扭曲和變形，造成部分或全部鋼絲繩報廢。而提升運輸絞車鋼絲繩的直徑減少到一定程度和長度伸長到一定程度或斷絲數及伸長發展突然加快，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，銹蝕是提升絞車鋼絲繩強度降低的主要因素。銹蝕減少鋼絲的有效斷面，使外層鋼絲松弛，結果外層鋼絲所受載荷減少，內層鋼絲超載運行而斷裂。

1.5 沖擊和振動

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

1.6 超載

斜井提升超掛車、刮卡車輛、拉掉道車輛導致過載。在主井提升系統中，由于煤中含有較多的水分和矸石等，使箕斗裝煤量常超過額定重量的20%以上。

1.7 保護裝置不全或不起作用

提升系統未按《煤礦安全規程》配齊保護裝置或保護裝置不起作用。有的只有信號燈或信號鈴；有的未按規定接入安全回路；有的深度指示器失效；自動減速裝置不起作用，限速保護失靈，沒有過卷距離，楔形罐道失效等。檢修時措施不力或方法不當：重載調繩，重載棚罐（箕斗），棚罐（箕斗）梁強度不夠、位置不當，離合器定位銷沒有打入定位孔，離合器未合好導致指示誤差。

1.8 操作不當

司機責任心不強，業務素質差，操作不當，對事故前的許多征兆沒有引起注意，也未采取正確處理措施，或因缺乏經驗反應過慢，采取措施時為時己晚。

此外，提升鋼絲繩超期服役或帶隱患運行也是重要因素之一。

2.提升絞車鋼絲繩的保護措施

2.1 合理選繩

根據提升絞車的井巷條件和使用場所，合理選擇結構，直徑、強度、旋轉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，普通繩屬于點接觸，而西魯繩屬于線接觸，優于普通繩，且壽命為普通繩1.75倍。應注意雙滾筒絞車不能2個滾筒一側用普通繩，另一側用西魯繩，二者承重相同伸長不一致，會造成越位或松繩沖擊，故必須采用同類繩。左捻繩與右捻繩。雙滾筒絞車安裝時，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，不準使用左捻繩，否則會造成使用中松捻。

2.1.2 鋼絲繩的結構及鋼絲的強度

在選擇鋼絲繩時既要注意絲股數及捻向，又要注意抗拉強度，在淋水井筒中使用時應注意是否鍍鋅處理，這樣可以延長使用壽命。

2.2 提升絞車鋼絲繩的日常維護

應仔細的運送、保存，特別是換繩時不能損壞出場時的幾何尺寸；每月定期給鋼絲繩涂油；要求司機注意平穩操作，嚴禁松繩或突然剎車造成沖擊；堅持并正確使用松繩保護，做好日常試驗，保證靈敏可靠。

3.提升絞車鋼絲繩的日常管理

提升絞車鋼絲繩在運行中斷絲損壞、拉伸損壞、扭曲變形、長度伸長、鋼絲銹蝕及定期檢驗必須嚴格遵守《煤礦安全規程》的有關規定，確保各種保護裝置靈敏可靠。對提升設備的調整和維修制定了切實可靠的措施，并嚴格落實。銹蝕、磨損、斷絲或安全系數達不到《煤礦安全規程》規定時，必須立即予以更換。

3.1 做好鋼絲繩的日常維護

《煤礦安全規程》規定：提升鋼絲繩每天檢查一次。在檢查中應注意以下問題：不能有遺漏段；檢查方法要適當。檢查人員應在全面認真檢查的基礎上對關鍵段重點檢查。不能僅對全繩3點做詳細檢查，其余一掠而過；檢查項目要全面，不能只部分查斷絲、部分查磨損，而銹蝕沒查；不能習慣用一個捻距內斷絲根數占全部鋼線根數的百分比來判斷斷絲是否超限，而應按斷絲總面積占全部鋼絲總斷面積的百分比來判斷。

3.2 減輕鋼絲繩的外部磨損

必須檢查絞車滾筒、襯木以及架繩輪的潤滑情況，絞車滾筒、襯木磨損損壞會造成咬繩，架繩輪潤滑不良不轉動或鋼套損壞，會加劇鋼絲繩的磨損；改善托輥的結構和材質，減輕垂弧啟動磨損以提高鋼絲繩的保護性能；加強井巷管理，及時排除停轉托輥，校正偏移，避免拉鋸運動的發生；使用一段時間及時倒繩，提高鋼絲繩的利用率；按《規程》規定在滾筒上裝設過渡繩楔，且鋼絲繩由下層到上層的臨界段應每季度將鋼絲繩移動1/4繩圈的位置；嚴格遵守《技術操作規程》的有關其它要求。

3.3 做好提升絞車鋼絲繩的定期檢驗

用x射線、超聲波或電磁探傷等儀器定期檢驗，及時了解鋼絲繩的內部斷絲情況；必須嚴格按《煤礦安全規程》檢驗，根據試驗結果判定能否繼續使用。在鋼絲繩運轉時，繩的內部情況很難查明，早換繩浪費較大，遲換繩帶病運行后患無窮，故開展使用鋼絲繩在線無損探傷儀在現場檢驗已勢在必行。TCK鋼絲繩便攜式探傷儀在煤礦得到了充分應用，通過現場的使用證明，效果很好，每次的測量數據計算機可以保存，這樣就大大提高了絞車鋼絲繩運行的安全系數。

3.4 加強培訓

對司機和信號工進行安全培訓，強化安全意識，增強責任心和提高分析處理實際情況的能力。為保證信號工與司機協調配合，信號工與司機之間應設置直通電話，嚴格按照《規程》操作。

4.總結

總之，避免絞車提升鋼絲繩早期損壞要從源頭抓起，既要做好提升絞車的安全運行，又要合理選繩。更重要的是做好鋼絲繩的日常維護、檢查和檢驗。這樣，鋼絲繩損壞會大大減輕，延長使用壽命，由此就會減少事故，大幅度提高經濟效益。

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作者簡介：郭文瑞，男，大學本科，助理工程師，研究方向：機械運輸。