千米立井提升鋼絲繩的管理與維護

張新春，趙韶亭

（山東唐口煤業有限公司，山東濟寧 272055）

0 引言

多繩摩擦提升機在礦井提升系統廣泛應用，提升鋼絲繩在日常使用中具有提升負荷大，工作時間長的特點。如果日常維護不到位，很容易造成鋼絲繩損傷，使用壽命縮短，造成不可挽回的事故。通過對日常管理、維護數據的總結和分析，以及對影響提升鋼絲繩安全性能的各種因素的研究，總結建立系統的管理和維護方法。

1 提升系統簡介

山東唐口煤業有限公司現有北副井提升機1 部、南副井提升機1 部，主井提升機2 部，主井采用雙系統提升，落地式多繩摩擦提升方式，主井井筒直徑7.5 m，井深1029 m，提升高度996.2 m，最高提升速度12.36 m/s；井筒內敷設8 路200×200 方鋼罐道；主井井架重量約745 t，高度62 m，天輪摩擦輪直徑4 m；提升鋼絲繩繩徑40 mm，每套系統配2 條平衡尾繩；提升箕斗為4 個，南北車房各控制2 個箕斗，每個箕斗設計提升重量為17 t。采用上海冶金礦山機械廠生產的JKMD-4×4（Z）型落地式摩擦提升機，配用哈爾濱電機廠生產的ZKTD3100/500 型低速直流電機，額定功率2600 kW，額定電壓900 V，勵磁電壓110 V，額定電流3290 A，勵磁電流184.5 A，額定轉速59 r/min，重量71 000 kg。

2 鋼絲繩的應用管理

2.1 備用鋼絲繩管理

2.1.1 備用鋼絲繩驗收

鋼絲繩在生產過程中或多或少會出現一定質量問題，為盡可能避免因某條鋼絲繩質量問題，造成鋼絲繩提前更換，需對新鋼絲繩進行檢驗。鋼絲繩檢驗時，要注意做好鋼絲繩防護工作，避免鋼絲繩與地面或金屬接觸摩擦。

2.1.2 備用鋼絲繩儲存注意事項

選擇一個干凈、通風、干燥的地方，如果不是室內倉庫，要用防水材料覆蓋。長期存儲的鋼絲繩要定期旋轉，尤其是在溫暖的環境中，以防止油脂流動、聚積。

不要將鋼絲繩儲存在不斷升溫的地方，這樣會影響鋼絲繩的使用，嚴重時會大大降低鋼絲繩原有強度，影響使用。保證鋼絲繩存放地點不易受化學煙霧、蒸汽或其他腐蝕媒介侵蝕。鋼絲繩搬運過程中，要避免出現意外損壞。

2.2 在用鋼絲繩管理

2.2.1 鋼絲繩檢查管理

（1）對提升鋼絲繩的日檢和對平衡鋼絲繩等的周檢，都必須將檢查結果記入鋼絲繩檢查記錄簿，并由檢查人員簽字。記錄的內容應包括斷絲、銹蝕、直徑縮小、捻距變化和其他損傷等情況。

（2）礦機電管理者至少每月查閱一次鋼絲繩檢查記錄簿，查閱后簽字，并注明查閱日期。

2.2.2 鋼絲繩數據管理

（1）鋼絲繩的直徑d。鋼絲繩的直徑是鋼絲繩外層股的外接圓的直徑。

（2）鋼絲繩捻距。股的捻距：鋼絲圍繞中心絲旋轉一周，相對應的兩點的直線距離。繩的捻距：股圍繞鋼絲繩芯旋轉一周，相對應的兩點的直線距離。

（3）繩槽。①繩槽標準：正確的繩槽直徑應該為1.05d，最優的繩槽直徑為（1.06～1.08）d；②繩槽尺寸過大：槽尺寸過大從而使繩槽對鋼絲繩的承托不足。對于鋼質繩槽而言，如果繩槽直徑大于鋼絲繩直徑的量超過15%時就被認為是過大。對于合成材料襯墊的繩槽而言，超過20%就被認為是過大；③繩槽尺寸過小：繩槽尺寸過小會傷害鋼絲繩以及使鋼絲繩變形。

（4）斷絲。①斷絲位置標準：檢查鋼絲繩時，應利用提升容器位置指示器或其他標志確定斷絲和其他損傷的部位。對易損壞或腐蝕較重、斷絲較多的部位和區段，應重點檢查；②斷絲檢查方法：鋼絲斷絲檢查采用人工肉眼檢查和儀器檢測相結合的方式。對比分析可得，人工檢查鋼絲繩斷絲與儀器檢測斷絲基本對應；③斷絲檢查規定：主井每天檢修時間為2 h，唐口煤礦每套鋼絲繩全繩檢查大約需要40 min，無法滿足每天全繩檢查要求。保證每天針對鋼絲繩加減速段等重點段進行檢查，保證每周至少對全繩進行一次檢查。每周對全繩檢查鋼絲繩數據進行分析，確定下周鋼絲繩重點檢查區域。每半月對鋼絲繩進行一次檢測，檢測數據與人工檢查數據進行對比，發現異常及時現場查看；④斷絲處理方法：對已發現的斷絲，必須把斷絲部分剪下來，防止鋼絲繩在通過天輪、滾筒時損壞襯墊或斷頭被拉長。保管好斷絲頭作好記錄，為以后分析鋼絲繩的質量和使用中出現的問題提供根據。

2.3 鋼絲繩報廢管理

常見的鋼絲繩報廢原因有：鋼絲繩銹蝕；鋼絲繩扭曲變形；鋼絲繩機械損傷；鋼絲繩斷絲超限；鋼絲繩斷絲急劇增加。唐口煤業公司主提升機鋼絲繩絕大多數是因為銹蝕原因導致更換。根據鋼絲繩的銹蝕情況對鋼絲繩進行分級，鋼絲繩的銹蝕等級如下。

（1）I 級銹蝕。鋼絲變色，失去光澤，有輕微銹皮或細小的點蝕，抗拉強度損失在10%以下。

（2）Ⅱ級銹蝕。鋼絲表面銹皮較厚，出現點蝕麻坑，但尚未連成溝紋，抗拉強度損失10%～20%。

（3）Ⅲ級銹蝕。鋼絲表面有嚴重的銹蝕裂紋、點蝕麻坑形成溝紋，外層鋼絲松動，抗拉強度損失20%以上。

對于I 級銹蝕的鋼絲繩，必須加強檢查，記錄銹蝕發展情況，并結合斷絲、變細和使用時間等具體情況確定是否更換；升降物料的鋼絲繩達到Ⅱ級銹蝕并發觀斷絲時，必須加強檢查；如果斷絲發展速度較快，應結合銹蝕因素確定是否更換；升降人員的鋼絲繩達到Ⅱ級銹蝕時，必須立即更換；升降物料的鋼絲繩達到Ⅲ級銹蝕時，必須立即更換。

3 鋼絲繩維護保養

3.1 鋼絲繩平衡油缸維護

鋼絲繩平衡油缸在平衡鋼絲繩受力中起到重要作用，根據日常維修實踐總結出以下原因和處理措施。

（1）原因1。鋼絲繩更換工藝導致，先更換鋼絲繩受力大，后更換鋼絲繩受力相對較小。

措施：在換繩過程中對鋼絲繩進行預拉伸處理，在換繩完畢后，對4 條鋼絲繩長度進行調節，一般來說，為平衡4 條鋼絲繩受力不均的情況，先更換鋼絲繩比后更換鋼絲繩需調節長度要短。

（2）原因2。摩擦襯墊直徑不同；新更換的摩擦襯墊；新投入使用的提升機襯墊；礦用摩擦式提升機滾筒不圓導致襯墊不均；摩擦襯墊摩擦材料表面損壞或失效；提升機摩擦襯墊繩槽積油；提升機摩擦襯墊的繩槽磨偏。

措施：對新襯墊或損傷襯墊進行修復處理。采用繩槽車削機對繩槽進行切削，車槽裝置作用在多繩提升機初次安裝新的摩擦襯墊或磨損之后的襯塊車削，以增加鋼絲繩與襯塊間的接觸面積。調節各鋼絲繩之間的拉力，以延長鋼絲繩和摩擦襯塊的使用壽命。繩槽車削機可精確控制進刀尺寸，車削精度可達0.04 mm，將繩槽狀態保持在最佳。

（3）原因3。由于安裝不規范等導致天輪和滾筒提升中心線存在偏差。

措施：對天輪或提升機滾筒提升中心線進行測量，找出其偏差量，利用更換天輪或軸承時，對提升中心線進行調整。

（4）原因4。由于井深繩長，鋼絲繩竄動量超出油缸調節范圍。

措施1：增加油缸有效行程。通過與廠家溝通協調，將主井鋼絲繩懸掛裝置進行修改，在保證提升系統安全的前提下，將油缸行程由0.8 m 增加到1.2 m。

措施2：及時調節鋼絲繩長度。當鋼絲繩伸長量超出自身調節范圍時，需采取調整鋼絲繩長度的方式，對鋼絲繩受力進行調整，達到平衡張力的目的。鋼絲繩調整長度需根據同一時刻，A、B 箕斗油缸長度決定。每條油缸調整長度各不相同。

3.2 易損傷部位維護

對于鎖繩提罐部位，由于鎖繩提罐會對鋼絲繩造成巨大損傷，因此，除不可避免原因，同一位置鋼絲繩不要進行2 次鎖繩。對鎖繩位置鋼絲繩進行標記，作為日常檢查的重點。

對使用楔形環的連接裝置，每季度應將繩卡子打開進行檢查，并將鋼絲繩串出0.5 m。發現斷絲及時處理，并根據鋼絲長度對斷絲位置進行調整，使斷絲位置避開受力點。

3.3 鋼絲繩油脂維護

當鋼絲繩使用一段時間或天氣變冷時，容易造成鋼絲繩出油現象，溢出的油脂不及時清理，會對鋼絲繩及繩槽造成損傷，甚至會出現鋼絲繩跑繩現象。鋼絲繩油清理一般采用人工或鋼絲繩專用除油劑進行清理。

鋼絲之間充滿油脂，可有效減少鋼絲繩在運動的過程中股股之間、絲與絲之間的摩擦擠壓，防止有害氣體從內部腐蝕瓦解鍍層，延長鋼絲繩使用壽命。

3.4 井筒裝備維護

在自動裝載時，主閘門開啟后進行裝載，待該箕斗到卸載位置后，給系統一個卸載完成信號，只有當程序接到卸載完成信號后，主閘門才能再次開啟，防止二次裝載。裝載信號工在檢修開始前，需空載提升一鉤，防止箕斗及定量斗內存煤。檢修過程中，維修工檢查定量斗閘門時，必須對定量斗內存煤情況進行確認，防止定量斗內積煤卸入井筒。裝載站信號工在檢修后第一鉤、空倉后第一鉤、故障后第一鉤以及在不確定箕斗內有無煤炭時，必須停止裝載，只打信號，A、B 箕斗各提升一次后方可再次裝載。

4 結語

結合山東唐口煤礦的實際情況，針對煤礦立井鋼絲繩維護困難的現狀進行分析，并對千米立井提升鋼絲繩日常運行維護數據的總結，以及對影響提升鋼絲繩安全性能的各種因素的研究，提出了立井提升鋼絲繩管理與維護的方法。