對立井多繩提升機鋼絲繩尾繩的選型和常見問題探討

豐涵洲

摘要：立井提升系統是煤礦安全生產的咽喉，提升機鋼絲繩是其中的重要組成部分，多年來人們始終將關注的重點放在提升鋼絲繩上，也就是常說的“首繩”，尾繩僅是被當做平衡首繩重量的“配重”。近年來，煤礦因尾繩斷裂出現的事故頻發，所以尾繩安全合理的選型和使用也成為了提升系統安全管理工作中的一個重要環節。

Abstract： Vertical shaft hoisting system is the throat of coal mine safety production， and hoist wire rope is an important part of it. For many years， people have always focused on hoisting wire rope， which is often referred to as the "first rope". Tail rope is only regarded as the "counterweight" to balance the weight of the first rope. In recent years， many mine hoisting accidents are caused by tail rope， so the safe and reasonable selection and use of tail rope has become an important part of the safety management of hoisting system.

關鍵詞：尾繩;分類;安全

Key words： tail rope;classification;safety

中圖分類號：TD532 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2019）27-0062-02

0 ?引言

尾繩也就是平衡鋼絲繩，主要作用是平衡提升繩重力，獲取等力矩而設置，在提升系統中占據非常重要的位置。

1 ?尾繩的選型

1.1 鋼絲繩分類

①多層股（不旋轉）鋼絲繩，優點是破斷拉力大，耐磨性高，運行中旋轉扭力小，不旋轉性能得到改善;缺點是內層斷絲不易檢查。

②圓股鋼絲繩，優點是表面光滑，抗蝕性與耐磨性好;缺點是澆性較差，壽命短，容易扭結。

③扁鋼絲繩，優點是絕對不旋轉性，耐磨性高，受力均勻;缺點是價格昂高。

從市場價格來看，同樣質量下扁鋼絲繩的價格最高，多層股鋼絲繩其次，最后是圓股鋼絲繩。如圖1。

1.2 選型參數

尾繩設置的數量一般為首繩數量的一半，選取參數主要考慮尾繩單重、首繩單重、首繩設置數量、尾繩設置和抗拉強度。

n1Pk≤n2qk

qk：尾繩單重;Pk：首繩單重;n1：首繩單重;n2：尾繩單重

從選型設計上來說，當n1Pk=n2qk時，即尾繩與首繩等重是最佳選擇，但是因實際情況等因素，往往很難做到完全相等。這樣的話，在選取尾繩時，可以使尾繩總重略重于首繩。這樣在提升的過程中可以相對平穩，也能減少振動避免尾繩扭結。

尾繩應具有較大的重量，所以不得不選用較大直徑的鋼絲繩，致使相應的連接裝置也要增大，使得提升設備重量增加，造成不必要的能耗浪費。所以選用外形尺寸小，重量大的鋼絲繩是理想的選型條件。通過對鋼絲繩的單重來對比，同徑多層股鋼絲繩較圓股鋼絲繩的重30%以上。扁尾繩因其獨特的編織工藝，重量也遠遠大于圓股鋼絲繩。

在同樣外形尺寸的情況下，扁鋼絲繩的重量要大于多層股鋼絲繩，多層股鋼絲繩的重量大于圓股鋼絲繩。

而尾繩除自身重量外不承擔其他外負荷，所以對抗拉強度沒有明確要求，對安全系數也無明確規定。

1.3 鍍鋅涂油

鍍鋅鋼絲繩按照國家標準分為A、AB、B類三種，B類（也稱為薄鍍層）鋅量為15～135g/m2，用于輕度腐蝕條件;AB類（也稱為中鍍層）鋅量為60～200g/m2，用于中等腐蝕條件;A類（也稱為厚鍍層）鋅量為75～260g/m2。根據實際防腐蝕要求選取不同類型的鍍鋅量。

由于井筒潮濕，常年伴有淋水現象，提升過程中產生的煤粉與水形成煤泥，附著在尾繩上，將對尾繩形成腐蝕作用，因此尾繩應采用涂油形式，可以有效緩解銹蝕情況。

2 ?尾繩扭結

平衡繩在重力作用下受扭轉力矩，圓股鋼絲繩在提升過程中因受力會不斷處于“緊捻”和“開捻”狀態，這樣就會產生扭結，因此尾繩選用圓股鋼絲繩時，必須在提升容器和尾繩之間安裝扭轉器，通過扭轉器消除扭結。考慮到扭旋器本身也可能出現故障，因此也不能完全依賴。另外圓股鋼絲繩的捻向也是需要注意的地方，交互捻向鋼絲繩的開捻扭旋力較小，因此當尾繩為兩根時，通常還應選用左向交互捻和右向交互捻各一條，來避免相互纏繞。

而多層股鋼絲繩和扁鋼絲繩的尾繩，出現扭結的情況較圓股鋼絲繩少。

3 ?尾繩問題分析

3.1 墜物砸傷

井筒墜物砸傷尾繩的情況比較常見，即使安裝有防砸裝置，也很難杜絕該情況。受傷的尾繩只能根據實際情況進行修復或者報廢。

3.2 扭結

井底水窩積水未能及時抽排，尾繩在水中打漂，出現扭結。

3.3 銹蝕

井筒淋水，尤其是個別地區淋水呈酸性，會不斷加快鋼絲繩的銹蝕情況。銹蝕的鋼絲繩強度降低，在極端情況下，會發生斷繩事故。而鋼絲繩的銹蝕是不可避免的，只能通過鍍鋅涂油和加強檢修來緩解該過程。

3.4 疲勞

圓股鋼絲繩通過旋轉器來消除扭結，但是在提升系統運行停止時，尾繩端受到的扭轉力最大，該點會出現鋼絲繩開捻和斷裂情況。另外尾繩始終處于彎曲的工作狀態，中扭力易集中，產生疲勞進而斷裂。

3.5 安裝損傷

鋼絲繩通過懸掛裝置安裝在提升容器底部。懸掛裝置與鋼絲繩通過繩卡或者卡板進行連接，因此繩卡和卡板應與鋼絲繩尺寸配套。當其尺寸過小時，就會對鋼絲繩造成擠壓，進而損傷鋼絲繩。

4 ?尾繩安全措施

應加強尾繩的檢修工作，做到每周檢查一次。購置相應的鋼絲繩手持檢測儀器，提高檢查的準確性。發現斷絲、變形或銹蝕點應重點標記并進行記錄，觀察其變化情況。

做好尾繩的防銹蝕工作，重點對尾繩的彎曲段和連接處進行涂抹防銹蝕油脂。

改善井筒條件，尤其是冬季，應對井筒進行防凍工作，放置冰塊墜落砸傷鋼絲繩。

每年應聯系具備資質單位對尾繩進行性能檢驗檢測，并出具相關的檢測報告和評估意見，根據評估意見制定整改措施。

5 ?結語

尾繩從選型要從礦井實際考慮，從可靠、經濟等各個方面進行分析。而尾繩出現問題的原因也是多方面的，在生產作業中應將其與首繩放在同一低位，做好尾繩的日常檢查、檢測和維護管理工作，確保提升系統安全運行。

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