煤矿提升钢丝绳损伤与防护的探讨
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摘 要：文章列举了矿井提升钢丝绳的损伤的现象，提出了提升钢丝绳损伤相应的预防对策，减轻了提升钢丝绳的损伤，延长了提升钢丝绳的使用寿命，降低了生产成本。
关键词：钢丝绳、损伤、防护
1、问题的提出：
我曾经工作的煤矿是两个水平开采的矿井，采用JK-2.5/20提升机，选用φ32―6χ7钢丝绳单绳提升，生产过程中，出现提升钢丝绳磨损严重，钢丝绳使用周期较短的现象，针对存在的问题，我们进行了较为全面的调查，对提升钢丝绳损伤相关因素有了一定的认识，同时，采取了相应的措施，减轻了钢丝绳的损伤，延长了钢丝绳的使用寿命。
2、提升钢丝绳的损伤
在生产过程中，提升钢丝绳的损伤（如：钢丝绳的断丝、断股、 突然拉伸…）给提升带来了诸多不利因素，给生产带来了潜在的不安全隐患，降低了钢丝绳使用周期，增大了生产成本，经过调查分析，钢丝绳的机械损伤大体可分为：
摩擦损伤、塑性损伤、疲劳损伤、锈铁损伤
3、提升钢丝绳的损伤与防护
（1）提升钢丝绳的摩擦损伤与防护：
摩擦损伤：矿井提升钢丝绳使用过程中，钢丝绳表面与底板、枕木、绳轮、轨道、天轮及卷筒上缠绕钢丝绳等均产生相对运动，引起程度不同的摩擦损伤，使得钢丝绳单丝的直径减小，钢丝绳破断载荷随之下降，达到一定程度时，会引发断丝等现象，在断丝处易诱发应力集中而产生断股、断绳现象。其中：钢丝绳与轨道底板的磨损为主要因素；而打结、扭曲造成的单侧不均匀磨损，虽然范围小但易产生应力集中，危害较大，是引引发钢丝绳断绳的重要因素。在产生外周表面磨损的同时，提升钢丝绳内部钢丝绳单丝之间、股之间因弹性拉伸，及在滚筒上缠绕或通过绳轮等弯曲过程中由于曲率半径的差异，都将产生一定量的相对运动，导致钢丝绳内部的摩擦损伤，就钢丝绳内部的摩擦损伤危害而言，其程度相对较小。
为了避免钢丝绳的摩擦损伤，我们对绞车提升巷道道床进行了清理，将原来的尖锐表面的道渣更换为表面较为光滑的河卵石，通过现场观测对绞车道个别地段地板坡度进行了调整，避免钢丝绳上下弹动，而在运行中产生损伤较大的冲击摩擦。对托绳轮与钢丝绳中心位置进行相应调整，减少了钢丝脱离托绳轮的频率，同时加密了托绳轮，使提升过程中钢丝绳拉紧后与道床接触产生摩擦降到最小，并对失效托绳轮及时更换。在甩车场处，为了减少提升钢丝绳偏离道床造成的摩擦，在实地观测的基础上，相应的增设了一定角度的档绳轮装置，减少提升钢丝绳与道床外无托轮地段的摩擦。并对把勾工进行专项培训，要求把勾工在提升中钢丝绳未拉紧期间，慢慢拉车，减少提升钢丝绳的相对速度，降低摩擦损伤，放车时严密监视放车位置，减少因过放而增加的钢丝绳与道床的摩擦。通过上述措施减少了提升钢丝绳的外部摩擦损伤，延长钢丝绳的使用寿命。同时，制定了定期性进行倒换提升钢丝绳头的措施，人为的使钢丝绳表面磨损得到均匀的调整。
（2）塑性变形损伤与防护
塑性损伤：提升钢丝绳在卷筒上的缠绕挤压、 错绳以及卡绳、打结、扭曲、钢丝绳突然剧烈的拉伸等均产生塑性变形，给钢丝绳带来损伤，使钢丝绳单丝直径产生不同程度的减小。其中钢丝绳局部的卡绳、打结、扭曲、拉伸等产生的塑性变形易诱发应力集中，造成断丝、断股、继绳，危害较大。在钢丝绳使用后期，如：打结、拉伸，扭曲、钢丝表面挤伤等产生的塑性变形损伤更为严重。
为了避免塑性变形的损伤，我们根据实际情况重新确定了天轮的位置，调整了出绳的偏角，并及时进行排绳，减少钢丝绳的挤压损伤。在滚筒错绳处增加辅料，保证平整，降低挤压，并按要求留有一定的串绳绳量，定期的进行串绳，降低错绳位置的塑性伤损。新挂设的钢丝绳在其自由端设置旋转装置，以达到破劲的效果，避免弯曲打结现象。同时对把勾工，绞车司机进行了专项培训，要求司机平稳操作，保证提升速度均匀，根据路标位置适当的控制运行速度，使钢丝绳运行中受力变化均匀。把勾工在运行中停车时，根据停车的位置，控制车速，先打慢点，减速后适当停车，避免提升钢丝绳突然拉伸。
（3）疲劳损伤与防护
疲劳损伤：提升钢丝绳在天轮、挡绳轮的围包通过，卷筒上的缠绕，会引起弯曲疲劳，使剪切强度下降。提升载荷及钢丝绳的垂重，会引起拉伸疲劳，使提升钢丝绳的抗拉强度下降，它们都将不同程度导致钢丝绳安全系数降低。
对于疲劳强度损伤的预防，我们采取了调整天轮的位置及增大天轮半径，减小提升钢丝绳在天轮上的围包角，并在甩车场处适当加密挡绳轮和调整挡绳轮布置方位等方法，降低钢丝绳的弯曲变形。对于已使用的提升机调整滚筒半径是不适宜的，这一点在新设的提升机造型中应预以适当的考虑。同时对提升重量做了严格的限制，避免超重时引起拉伸损伤，降低抗拉强度。并规范了司机操车制度，避免造成加速度过大的起车、停车等不良影响的操车行为。
另外，我们对井下钢丝绳的化学腐蚀，采取了保证绞车道水沟畅通不上道，降低钢丝绳的湿度措施，减少锈蚀，延缓钢丝绳的使用寿命
在对钢丝绳损伤原因的探究、验证的基础上，逐一采取了简单易行的针对性措施，制定相关规章制度，自措施实施以来，其节资带来的效益是非常可观的，有效地降低了提升钢丝绳损伤的发生，每根钢丝绳使用寿命由原来8―10个月提高到15―18个月，是不采取防护措施前钢丝绳使用寿命的2倍左右，既延长了钢丝绳的使用寿命，又大幅的降低了提升成本，提高了经济效益。随着保护措施的不断完善，提升钢丝绳的损伤将得到更好防护， 其节资带来的效益会非常可观的。