斜井提升鋼絲繩動態安全系數的探討

摘要：隨著我國社會經濟的發展，煤礦產業發展迅速，在社會工業生產中所占比重也越來越大。在科學技術發展的基礎上，煤礦施工中的礦井掘進逐步走向機械化、自動化，其提升能力也不斷的加強，另外，礦井掘進的方式越來越趨向于斜井掘進等綜合掘進方式。本文闡述了斜井施工的特點，提出對鋼絲繩加強檢查和維修能夠增大提升鋼絲繩動態安全系數，對影響提升鋼絲繩動態安全系數的原因進行簡要分析，從而聯系到提升鋼絲繩動態安全系數對煤礦安全與生產的影響。

關鍵詞：斜井鋼絲繩動態安全系數

煤礦的安全生產一直是我國工業生產中的重點，其生產施工環境的復雜性一直是煤礦產業發展的難題。煤礦斜井施工中，提升鋼絲繩安全系數安全施工的保證，所以增大斜井提升鋼絲繩動態安全系數，是提高斜井作業效率的途徑之一，也是確保煤礦安全與生產的前提。

1斜井施工特點

斜井是與地面直接相通的傾斜巷道，主要用于礦石、人員、設備以及廢石提升。一般來說，煤礦斜井由于井筒的傾斜角度不同，所以施工方法、施工工藝以及施工設備都有所差異。

1.1斜井井頸施工特點斜井井頸的施工要結合施工地的地形、土體結構以及水文地質來進行。斜井的井頸施工較為簡單，一般是把井口位置的表土和風化石清除干凈后，按照一定的傾斜角度，采用鉆爆法進行掘井，對施工安全起著臨時保護作用。等井頸深度達到設計深度后，再從下往上施工。斜井的外表部分一定要使用混凝土或者強度大的石料進行砌筑，并且要注意排水溝的方向。根據實際情況，斜井井頸施工還可以采用混凝土帷幕法、板樁法、注漿法、沉井法以及凍結法等施工法。

1.2斜井基巖段施工斜井基巖段施工前，必須進行探水工作，確認沒有危險后，才能繼續進行。當斜井基巖施工時，在施工手段、施工儀器以及施工工藝上，基本都是沿用巖石平巷。另外，斜井是具有一定傾斜角度的，當在進行巖石裝載、提升以及排水等各項施工時，比普通礦井施工的難度要大，并且在斜井機械化水平以及施工效率方面，也不如巖石平巷。

隨著科技的發展，大型提升機出現，方便了斜井掘進施工，斜井箕斗開始使用于斜井掘進提升施工中，噴射泵與潛水泵則應用于施工工作面的排水上，耙斗裝巖機應用于斜井施工中而且與箕斗提升配套使用后，到了七十年代初，就已經突破了月成井三百米。而后，斜井施工運用了激光定向、深孔光面爆破、微差爆破、錨噴支護等先進技術。八十年代初，斜井施工基本形成了與社會生產水平相符的機械化作業線和設備配套模式。

2提升鋼絲繩的檢查與維修

2.1提升鋼絲繩安全系數計算分析提升鋼絲繩是煤礦開采中提升設備的重要組成部分，而且，正確的計算所選用的提升鋼絲繩安全系數，能夠使提升設備的組成部分在尺寸選擇上更為精準，從而使斜井施工更為安全。所以說，安全并正確運用提升鋼絲繩對煤礦開采來說具有很大的意義。在實際運用斜井提升鋼絲繩時，根據提升鋼絲繩的破斷力與所承受的動載荷，安全系數的計算可使用以下的公式進行：

公式中Qp表示的是鋼絲繩最大破斷力，N；Qz表示的是提升容器自重，N；mz表示的是提升容易的質量，kg；Q表示的是提升荷載的重量，N；m表示的是提升荷載的質量，kg；mp表示的是提升鋼絲繩每米質量，kg/m；ɑ表示的是提升機運行的加減速度，m/s2；（對上升側加速為“+”，減速為“-”；對下放側加速為“-”，減速為“+”）；g表示的是重力加速度，m/s2；He表示的是提升鋼絲繩懸垂長度，m；f1表示的是提升容器在軌道上運行時的阻力系數；f2表示的是鋼絲繩在運行中的阻力系數；β表示的是斜井筒的傾角（毅）；±對上升側取“+”，對下放側取“-”。

在這個公式中，斜井傾斜角β如果出現了分段情況，那么就需要每段的數值代入其中，阻力系數f1和f2以及鋼絲繩的破斷力Qp應該要以實際測量的數值代入，加速度ɑ和鋼絲繩懸垂長度He是一個動態變化過程。

2.2提升鋼絲繩的檢查與維修為了提高提升鋼絲繩的動態安全系數，在施工期間，要對提升鋼絲繩堅持每天常規檢查，主要是對磨損、斷絲、銹蝕和變形等情況進行判斷。通常，判斷所采用的都是人為直觀觀察，再加上一些輔助工具的配合。

①提升鋼絲繩斷絲在檢查時，使用棉紗包住鋼絲繩然后緩慢運行，鋼絲繩斷絲的地方就會把棉紗勾起，這樣就很容易看到斷絲的部分。另外，也可以使用鋼絲繩探傷儀對提升鋼絲繩進行檢查。②在對提升鋼絲繩磨損情況進行檢查時，把鋼絲繩的實際直徑與原直徑相對比，在對直徑進行測量時，可以用游標卡尺進行測量。③對提升鋼絲繩銹蝕的檢查主要是依靠人工目測，如果看到鋼絲繩上有明顯的斷絲、磨損或者銹蝕的情況，就必須得更換新的提升鋼絲繩。

另外，在提升鋼絲繩的安全管理上，要嚴格執行鋼絲繩的日檢制度，嚴格執行鋼絲繩的更換制度，強化值班工作人員的責任心。經過長期的時間證明，提升鋼絲繩在運行過程中，只要嚴格遵守煤礦安全生產三大規程，加強對鋼絲繩的安全管理，就能夠減少鋼絲繩安全事故的發生。

2.3斜井提升鋼絲繩安全系數的有關規定《煤礦安全規定》中對斜井提人和提物的鋼絲繩安全系數提出了不同的規定，在提人時，不低于9，提物時則不低于6.5，當人和物一起提升時，不低于7.5。這個安全系數的數值就是根據前面所提到的鋼絲繩安全系數計算公式所得出的。在實際的施工過程中，提升鋼絲繩的動態安全系數通常只要高于1就能夠正常使用。另外，《煤礦安全規程》第四百零八條規定：鋼絲繩的鋼絲有變黑、繡皮、點蝕麻坑等損傷時，不得用作升降人員。鋼絲繩銹蝕嚴重，或點蝕麻坑形成溝紋，或外層鋼絲松動時，不論斷絲多少或繩徑是否變化，必須立即更換。《煤礦安全規程》第四百零三條規定：升鋼絲繩、罐道繩必須每天檢查1次，平衡鋼絲繩、防墜器制動繩（包括緩沖繩）、架空乘人裝置鋼絲繩、鋼絲繩牽引帶式輸送機鋼絲繩和井筒懸吊鋼絲繩必須至少每周檢查1次。對易損壞和斷絲或銹蝕較多的一段應停車詳細檢查。斷絲的突出部分應在檢查時剪下。檢查結果應記入鋼絲繩檢查記錄簿。

3提升鋼絲繩動態安全系數

3.1提升鋼絲繩動態安全系數存在的問題分析斜井提升會使得鋼絲繩與地輥、鋼絲繩與纏繞起來的鋼絲繩、鋼絲繩內部的鋼絲與鋼絲和鋼絲繩與天輪之間產生摩擦，鋼絲繩繞過滾筒、天輪和地輥的時候，也會產生彎曲應力，而且，斜井中的環境潮濕，易腐蝕鋼絲繩，這樣使鋼絲繩在運行的過程中不光要承受加速、減速的力，還要承受沖擊振動等力的作用。這樣，能夠使鋼絲繩的破斷力降低，影響到使用壽命，如果在運行過程中，鋼絲繩斷裂，則還會導致事故的發生。

3.2提升鋼絲繩動態安全系數聯系到煤礦的安全與生產煤礦企業要創造效益，而安全是效益的前提和基礎。保證提升鋼絲繩動態安全系數能夠在開采過程中為工作人員與機械設備提供安全保障，從而使安全生產更有保障。目前，煤礦開采都為機械化開采，提升鋼絲繩也是由機械進行操作，機械化有一定優勢，但是缺少人為監控，所以對提升鋼絲繩在運行中的安全問題無法得到保證，這就需要提前對鋼絲繩進行檢查。

在煤礦施工與生產過程中，安全和生產，安全和產量的矛盾一般都是以潛在的形式存在的。其煤礦產量是由生產所決定的，生產安全則需要靠常規施工的質量來保證。另外，當在同一時間或者空間進行斜井掘進時，提升鋼絲繩是施工中多種作業進行的基礎，所以對提升鋼絲繩動態安全系數的控制是煤礦生產與安全的保障。那么，一般來說都會采取一系列的行動把所有不安全的因素控制在一定的范圍內，就能使施工和不安全因素并存，并且不會因為不安全因素突然爆發導致事故發生。

煤礦施工中礦井掘進的不可控性很高，因為其條件復雜與惡劣性，使礦井掘進的難度加大，由于斜井還具有一定的傾斜角度，所以掘進的難度也就變得更大。所以提升鋼絲繩動態安全系數就更加重要，只有安全系數得到保證，才能有效地進行生產，妥善安排后續作業程序，從而實現安全生產。

4結束語

在斜井施工中的提升鋼絲繩處于一個動態的過程，所以，要根據實際的施工狀況對其有關要素進行數值測量，從而確定安全系數。提升鋼絲繩的安全系數受到施工中許多復雜因素的影響，也與荷載或動應力有關，所以要保證鋼絲繩安全系數計算的精準性。另外，提升鋼絲繩動在運行的過程中，一旦發生事故，其事故的嚴重性則不可估量，不僅使企業蒙受巨大的經濟損失，也威脅到相關人員的生命安全，從而嚴重影響到煤礦行業的形象與穩定性。

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