稳绳兼制动绳的应用
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摘要：在竖井井筒施工过程中，提升容器（吊桶）沿一条钢丝绳上下运行，这根钢丝绳就是稳绳，它保证吊桶延稳绳运行，由于保护吊桶防止其坠落，所以，必须借助这根钢丝绳进行制动，因此，这根钢丝绳又要担负起制动的作用，具有二职，即稳绳兼制动绳。
关健词：竖井 稳绳 兼制动绳 应用、
中图分类号：U455.8文献标识码： A
稳绳兼制动绳应该是首次提出，对稳绳大家应该不陌生，如果换一种说法大家就会感觉到它的提出并不陌生了，那就是钢丝绳罐道兼制动绳，只不过所用的位置不同而已，稳绳兼制动绳是指用于竖井井筒施工过程中，为保证吊桶上下运行平稳而设竖的吊桶钢丝绳罐道，即稳绳。而钢丝绳罐道是在己建成的竖井生产过程中使用的。它们的区别在于：一个是在建井施工过程中使用；一个是在己建成的竖井生产过程中使用。那么为什么要用稳绳兼做制动绳呢？这是因为吊桶防坠器的需要，就如同钢丝绳罐道兼制动绳一样，用来保护罐笼，防止罐笼坠落的需要一样；它保护吊桶，防止吊桶坠落。
《金属非金属地下矿山安全规程》GB16424-1996规定：6.1.2.5用吊桶提升，应遵守下列规定：——吊桶应沿导向钢丝绳升降；竖井开凿初期无导向绳时，或吊盘下面无导向绳部分，其升降距离不应超过40m。这里说的导向钢丝绳即是稳绳。
1、技术安全性
稳绳兼制动绳，雷同于钢丝绳罐道兼制动绳，它们只是使用在不同的生产过程中，在竖井井筒施工过程中，通常使用2台单绳缠绕式矿井提升机，采用2套单钩悬吊吊桶的方式进行提升矸石，那么在井筒中通常也就会有2组4根稳绳存在，在地面上这些钢丝绳由4台匹配的稳车悬吊，稳绳下端与吊盘连接，并对吊盘承受相应的悬吊力，以保证满足《金属非金属地下矿山安全规程》GB16424-1996规定：6.3.3.11钢丝绳罐道，应优先选用密封式钢丝绳。每根罐道绳的最小刚性系数应不小于500N／m。各罐道绳张紧力应相差5％～10％，内侧张紧力大，外侧张紧力小。及《矿山井巷工程施工及验收规范》中规定：稳绳及罐道绳每百米的张紧力不得小于10kN。
稳绳兼制动绳，在设计时要考虑满足稳绳的安全系数和刚性系数，同时也要考虑制动绳所产生各种力的因素，满足制动绳的安全系数要求。钢丝绳罐道兼做制动绳的应用是成熟的经验，有着许多的应用实例。
稳绳兼制动绳应用于竖井井筒施工中尚无一例，其原因是，没有研制出吊桶防坠器，现在此项技术己得到开发，那么此技术必然得到应用。它能彻底的解决吊桶的防坠问题，防止吊桶在稳绳区域中坠落而引发事故。因此它在技术上是可行的，它为矿山竖井井筒施工又增添一新的保护方法。
2、技术先进性
稳绳兼制动绳应用于竖井井筒中，首先它解决了吊桶的安全运行问题，防止了吊桶的坠落事故，这一长期困扰竖井井筒施工的安全问题。
稳绳兼制动绳就是利用现有稳绳来解决实际问题，是在不增加钢丝绳基础上实施的一项新工艺。它对原设计中是天轮平台、稳车群、锁口盘、吊盘等井筒平面布置没有任何改动；它只需校对稳绳的安全系数是否同时也满足制动绳的安全系数；因此，具有设计、施工简单，且解决国内、外长期无法解决的竖井井筒吊桶防坠问题；
3、经济技术效果
《金属非金属地下矿山安全规程》GB16424-1996规定：6.3.4.3提升钢丝绳，悬挂时的安全系数应符合下列规定：——作罐道或防撞绳用的，不小于6。
《金属非金属地下矿山安全规程》GB16424-1996规定：7.3.10罐道钢丝绳的直径应不小于28mm，防撞钢丝绳的直径应不小于40mm。①稳绳钢丝绳的选择
设：深度800m的井筒，稳绳下端需要悬吊80kN，因为是与吊盘连接，其配重由吊盘和吊盘上所承载的物品决定，需要选择的悬吊钢丝绳由公式：
FX：单根钢丝绳端荷重 FX=90kN
αB：钢丝绳钢丝的极限抗拉强度αB = 1670MPa
ma：安全系数 ma≥ 6.0
H0：钢丝绳最大垂直高度 H0=800 m
得：PS =3.95 Kg/m查表取近似值PSB = 4.0N/m，稳绳钢丝绳选为：D6×19s-Φ34-1670
②钢丝绳罐道刚性系数的验算
钢丝绳罐道下端张力Fx=90KN
钢丝绳自重与张紧力的比值
=0.3488
钢丝绳罐道刚性系数
=53.44≥50
③制动钢丝绳选择
动载量：（以2m3吊桶为计算单位）
Q1=Km ×rg ×Vtb +0.9×[1-(1÷Ks)]×Vtb ×Vsh
Km ：装满系数，取Km =0.9
rg ：岩石松散容重，取rg=1600kg/m3
Vtb ：吊桶容积，取Vtb =2m3
Ks：岩石松散系数，取Vtb =1.8
Vsh ：水容重，取Vtb =1050kg/m3
Q1=3720 kg
Q2=728kg （2m3 吊桶自重 ）
Q3=110kg （5吨钩头重）
Q4=500kg （防坠器重）
Q5=16 kg （缓冲器重）
Q=5074kg
动载系数的确定：动载系数和提升速度有关，通常矿井中的最大提升速度不得超过6m/s，原因是凿井井架以V型为最高，其翻矸平台到天轮平台的净距离是15.014m，吊桶底面到滑架顶面距离是8.5m。过卷距离只有6.514m。
在最大提升速度下，做自由落体运动所产生的力，取g=9.81，时间小于0.5s，动载系数小于等于10。对于单绳受力其系数取5。
动载力为：25370kg，
④安全系数的校验
θd：钢丝绳破断力总和：θd = 72308 kg
FMAX：最大受力，FMA X = 25370kg
m = 72308 kg÷25370kg = 2.8 < 3 不满足要求
将钢丝绳的破断力由1670提高到1770，θd = 76704 kg，m = 3.02 > 3，满足要求。
由此看出：通常情况下，最多只提高一下钢丝绳的破断力能力，就能满足生产施工的需要。
4、专项安全技术措施
采用稳绳兼制动绳施工的竖井井筒，每个井筒应在施工组织设计中有针对性地制定了“稳绳兼制动绳使用专项安全技术措施”，设专职检查人员严格按措施中的规定进行定期检查、记录、涂油防腐等工作，保证了施工过程中安全运行。
① 采购的钢丝绳要有产品合格证，经检查核定无误后，做拉力实验，符合技术要求的方可使用。
② 缠绳时，钢丝绳要在初始受力状态下进行缠绳，钢丝绳不得扭曲受伤，每层必须铺垫δ=3 mm的钢带，缠绳要紧，钢丝绳的绳圈间隙、摩擦圈数及容绳量要符合技术要求。
③ 为减少钢丝绳的磨损，表面涂油后，滑架导向部分必须采用尼龙衬套，并每天检查，保证安全使用。
④ 钢丝绳要每天检查，发现锈蚀、断丝、伸长量超标准等现象，应竖即采取更换措施保证安全使用。
⑤ 钢丝绳使用1年后必须重新做试验，安全系数达不到规定时，竖即更换。
⑥ 采用稳绳兼制动绳时，必须对稳绳的悬挂装置、钢丝绳选型进行规范设计，并校验安全系数。
悬挂装置应采用锥形套筒联结方式，以保证制动区域最大限度；
钢丝绳应选择1670～1770的6×7或6×19s型，保证制动强度；
滑套必须选用尼龙6或高分子聚乙烯及聚氨酯材料制成的，是保证钢丝绳不受损伤的条件，也是稳绳兼制动绳应用的安全前提。
5、使用钢丝绳罐道兼制动绳的矿井统计
通过以上分析认为，竖井井筒施工采用稳绳兼制动绳技术，是一项安全可靠、技术先进、充分利用，经济效益明显的施工工艺，值得大力推广应用。但在应用时，需根据施工井筒的特点，制定相应的专项安全技术措施，以保证使用的安全。
作者简介：程山（1962—），男，汉族，机电工程师，注册建造师，注册安全工程师，2011年2月毕业于浙江大学电气工程及自动化，现任金诚信矿业管理股份有限公司北京竖井工程分公司总经理助理，负责设备管理工作。