探討礦井絞車提升鋼絲繩的安全使用途徑

文/王云 李映祥，云南錫業(yè)股份有限公司老廠分公司

1 礦用提升鋼絲繩結(jié)構(gòu)及作用

礦用提升鋼絲繩一般是絲→股→繩結(jié)構(gòu)，即先用鋼絲捻成繩股，再由繩股捻成繩，提升鋼絲繩各部分名稱如圖1所示。

鋼絲的直徑一般是0.4～4mm，材質(zhì)是優(yōu)質(zhì)的碳素結(jié)構(gòu)鋼，為了使鋼絲繩抗腐蝕能力增強(qiáng)，可以在鋼絲表面鍍鋅，在井筒淋水較大、淋水的酸堿度較高、回風(fēng)井嚴(yán)重腐蝕時應(yīng)該使用鍍鋅鋼絲繩。另外還有未鍍鋅光面鋼絲繩，一般有可以由不同形狀的斷面鋼絲組成的股芯；由繩股捻制成繩時需要繩芯，繩芯是用來支持繩股，使鋼絲擠壓變形減少，使鋼絲繩的斷面形狀得到把持；另外繩芯還具有一定的彈性，在鋼絲繩彎曲的時候，在鋼絲間和股繩間允許有相對移動，緩解其彎曲應(yīng)力。

2 礦井絞車鋼絲繩損壞的現(xiàn)象及原因

2.1 鋼絲繩磨損的問題

鋼絲繩子在使用中，難免會產(chǎn)生磨損問題，具體的表現(xiàn)為：（1）外部磨損，鋼絲繩使用的過程中，外部會和勾頭、卷筒壁、滑輪槽等物體表面進(jìn)行接觸，進(jìn)而導(dǎo)致外部產(chǎn)生磨損，使鋼絲繩外表變得光滑，直徑隨之變小，對其承載力造成一定的影響，使用的時候便容易發(fā)生斷裂現(xiàn)象；（2）內(nèi)部磨損，鋼絲繩在長期使用中，如果組成鋼絲由于曲率半徑存在一定的差異，會導(dǎo)致鋼絲繩在經(jīng)過卷筒或滑輪的時候出現(xiàn)受力差異，長時間反復(fù)循環(huán)拉伸，就會拉斷部分鋼絲，使鋼絲繩局部產(chǎn)生內(nèi)部磨損；（3）變形磨損，鋼絲繩在使用的時候，有時會出現(xiàn)振動、纏繞、撞擊等現(xiàn)象，會使鋼絲繩出現(xiàn)局部變形，變形磨損又容易導(dǎo)致鋼絲繩的材質(zhì)發(fā)生硬化，導(dǎo)致鋼絲繩最終容易出現(xiàn)斷裂的情況。

2.2 鋼絲繩疲勞的問題

鋼絲繩在使用時還容易出現(xiàn)疲勞問題，具體表現(xiàn)為：（1）彎曲疲勞，使用鋼絲繩的過程中會經(jīng)常圍繞卷筒、滑輪彎曲，長久這樣會產(chǎn)生疲勞，使鋼絲的韌性降低，進(jìn)而出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象。因彎曲疲勞導(dǎo)致的斷裂情況，一般會在內(nèi)部股彎曲程度比較嚴(yán)重的外層鋼絲上出現(xiàn)；（2）拉伸、扭曲及振動疲勞，鋼絲繩在長期使用中，難免發(fā)生常見的振動、扭曲、拉伸現(xiàn)象，鋼絲繩在長期磨損的過程中容易出現(xiàn)疲勞，因此極有可能發(fā)生斷絲的情況。

2.3 鋼絲繩腐蝕及生銹的問題

由于礦井絞車工作環(huán)境大多是在潮濕和具有腐蝕性等環(huán)境下進(jìn)行使用，因此鋼絲繩在使用的過程中就會發(fā)生腐蝕，產(chǎn)生生銹，不僅會使鋼絲的截面積減少，還會使鋼絲的彈力和承受能力降低，最終出現(xiàn)斷絲現(xiàn)象。如果鋼絲繩因腐蝕出現(xiàn)銹蝕問題，便不利于使用，會對礦井絞車運(yùn)輸?shù)男屎桶踩a(chǎn)造成影響。

3 礦井絞車提升鋼絲繩的安全使用的途徑

3.1 科學(xué)合理的選擇鋼絲繩

鋼絲繩包括很多種類，根據(jù)繩中鋼絲的捻次，可以把鋼絲繩分為單捻、雙捻以及三捻；根據(jù)股中鋼絲接觸的情況，可以把鋼絲繩分為點(diǎn)接觸、線接觸及面接觸；根據(jù)捻向可以把鋼絲繩分為左捻、右捻、同向捻及交互捻；根據(jù)繩股斷面形狀，可以把鋼絲繩分為普通圓鋼絲繩、異型股鋼絲繩。另外還有如扁鋼絲繩等特有的鋼絲繩。想要使礦井絞車提升鋼絲繩的使用效果更加安全，首先一定要合理的選擇鋼絲繩，選擇的時候需要綜合考慮鋼絲繩的安全系數(shù)、鋼絲繩捻向和卷筒的關(guān)系等，通過實(shí)踐研究得出，條件相同的情況下選擇和卷筒同向捻鋼絲繩，

其使用壽命會更長，主要是因?yàn)橄啾容^交互捻鋼絲繩來講，同向捻鋼絲繩的表面更光滑，因此在具體的使用中，同向捻鋼絲繩和卷筒、滑輪的接觸面積會更大，鋼絲繩在使用的時候表面磨損也會更均勻。另外選擇同向捻鋼絲繩在使用的過程中如果出現(xiàn)斷絲情況，維護(hù)也相對方便。

3.2 合理使用鋼絲繩，加強(qiáng)維護(hù)

想要使礦井絞車提升鋼絲繩的使用安全效果得到保障，除了要合理的選擇鋼絲繩之外，還應(yīng)該使其在實(shí)際使用時更加合理，同時需要對鋼絲繩加強(qiáng)維護(hù)，所以在實(shí)際使用鋼絲繩的過程中應(yīng)該做到：（1）通過相關(guān)實(shí)踐研究得出，鋼絲繩之所以產(chǎn)生疲勞現(xiàn)象，其嚴(yán)重程度與絲繩直徑d和卷筒直徑D的比值呈現(xiàn)反向相關(guān)，所以鋼絲繩發(fā)生反向彎曲損壞的情況會更嚴(yán)重。所以在實(shí)際使用過程中，可以在條件允許的情況下盡可能提升兩者的比值，降低鋼絲繩發(fā)生反向彎曲的概率；（2）在提高鋼絲繩使用的安全效果時，還應(yīng)該提升絞車裝置，同時采取科學(xué)的措施保護(hù)鋼絲繩，如在滑槽旁設(shè)置防滑槽擋圈，有效的避免在使用鋼絲繩的過程中出現(xiàn)跳出滑槽的現(xiàn)象；如果鋼絲繩使用的時候容易發(fā)生卷亂情況，可以設(shè)置專門的排繩裝置或壓繩器；另外還可以在鋼絲繩自由端設(shè)置防轉(zhuǎn)裝置，使鋼絲繩減少出現(xiàn)扭結(jié)等現(xiàn)象；（3）加強(qiáng)對鋼絲繩的維護(hù)，在對鋼絲繩維護(hù)的過程中，為了防止鋼絲繩出現(xiàn)腐蝕生銹等現(xiàn)象，可以對其進(jìn)行涂油；還應(yīng)該定期檢查鋼絲繩的重點(diǎn)部位，使鋼絲繩使用的安全性得以保障。如針對一些存在插接點(diǎn)的鋼絲繩，應(yīng)該加強(qiáng)其接插點(diǎn)位置的檢查，對其進(jìn)行及時的維護(hù)和保養(yǎng)。使用新的鋼絲繩之前，應(yīng)該先進(jìn)行試驗(yàn)，確定其安全以后再投入使用；另外還應(yīng)該加強(qiáng)對鋼絲繩外部和內(nèi)部的檢驗(yàn)。

4 結(jié)語

總之，鋼絲繩在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的各個領(lǐng)域和部門都得到廣泛的應(yīng)用，已經(jīng)成為許多生產(chǎn)作業(yè)中不可忽視的重要設(shè)備。特別是在礦井絞車提升系統(tǒng)中，鋼絲繩發(fā)揮著非常重要的作用，其可靠安全的使用，決定著整個礦井提升系統(tǒng)是否能正常的工作，為煤礦穩(wěn)定安全的生產(chǎn)奠定了堅實(shí)的基礎(chǔ)。

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