千米深井提升系統鋼絲繩的選型及應用

摘 要：鋼絲繩本身的質量固然重要，但是如果鋼絲繩選用不當，將會造成鋼絲繩使用壽命的縮短，甚至導致安全事故。當前，不同文獻和資料對礦井提升鋼絲繩的選擇有著不同的表述，關于哪種類型的圓股鋼絲繩較適合千米深井提升系統的使用，在國內乃至國外尚無試驗證明，因此，在孔莊礦通過對交互捻和同鄉向捻兩種類型的圓股鋼絲繩在相似環境及工況下進行情況的比較來說明哪一種較適合千米深井提升系統。

關鍵詞：提升鋼絲繩;摩擦式;千米深井;捻向

提升系統是礦井生產的主要環節，提升鋼絲繩是提升系統重要的組成部分，對提升系統的安全運行起著至關重要的作用。根據《煤礦安全規程》的要求，摩擦輪式提升鋼絲繩的使用期限應不超過2年，經過調研發現，國內千米深井提升鋼絲繩的使用壽命普遍較短。本文針對同向捻和交互捻提升鋼絲繩在千米深井中的使用情況來探討捻向對鋼絲繩壽命的影響。

1 礦井提升鋼絲繩捻向分類及特點

圓股提升鋼絲繩按絲在股中和股在繩中捻向關系可以分為同向捻和交互捻，絲在股中和股在繩中捻向相同時為同向捻，絲在股中和股在繩中捻向相反時稱為交互捻，共有右同向捻、右交互捻、左同向捻和左交互捻4種類型。

同向捻鋼絲繩具有以下特點：

（1）表面光滑、柔性好和耐疲勞，與滾筒、天輪接觸面積大，磨損均勻，彎曲應力小，使用壽命長，斷絲后斷絲頭翹起易被發現。

（2）由于股內鋼絲的扭轉力矩與鋼絲繩的扭轉力矩相同，旋轉性較大，散股趨向也大，穩定性較差，使用中容易產生扭結。

交互捻鋼絲繩受到載荷拉伸時，會產生與繩股編捻方向相反的轉動，而繩中的鋼絲與繩股的捻向相反，可以在繩內產生一種阻止轉動的力矩。所以，交互捻鋼絲繩不旋轉性能較同向捻鋼絲繩好，結構穩定，在使用中不易產生扭結現象。

2 主、副提升系統鋼絲繩的型號及運行工況

2.1 鋼絲繩的規格及型號

混合井副提升機配套安裝4根由德國WDI鋼材工業有限公司生產的型號為Φ44-6×36WS-FC-1770B的提升鋼絲繩，鋼絲繩的懸掛長度4×1275米，單位質量為7.31kg/m，直徑44mm，鋼絲繩間距為350mm，捻向為左同向捻2根，右同向捻2根。

混合井主提升機配套安裝4根由德國WDI鋼材工業有限公司生產的型號為Φ44-6×36WS-FC-1770B的提升鋼絲繩，鋼絲繩的懸掛長度4×1270米，單位質量為7.31kg/m，直徑44mm，鋼絲繩間距為350mm，捻向為左交互捻2根，右交互捻2根。

2.2 鋼絲繩的運行工況

混合井副提鋼絲繩運行工況：安裝有一臺JKMD-4x4（III）型落地式多繩摩擦輪提升機，滾筒直徑為4m，最大靜張力差22噸，滾筒摩擦襯墊型號為k25SB，提升機配套電動機功率為1500kW，轉速為52r/min，絞車最大運行速度為10.89m/s，罐籠自重16.2噸，平衡錘自重25.2噸，最大下放物料重量為19.7噸。

混合井主提鋼絲繩運行工況：安裝有一臺JKMD-4x4（III）型落地式多繩摩擦輪提升機，滾筒直徑為4m，最大靜張力差22噸，滾筒摩擦襯墊型號為k25SB，提升機配套電動機功率為2500kW，轉速為52r/min，絞車最大運行速度為10.89m/s，箕斗自重22.5噸，每勾提升原煤重量為16噸。

3 鋼絲繩運行情況分析

3.1 主副提升鋼絲繩使用情況

混合井副提掛繩時間為2018年5月份，主提掛繩時間為2018年10月份。副提升系統平均每天的運行時間約為12小時，主提升系統平均每天的運行時間約為16小時，主提提升鋼絲繩相對副提提升鋼絲繩運行時間長，副提每天運輸物料重量約為300噸，主提每天提升原煤約為3500噸。

3.2 鋼絲繩的檢查情況

主副提提升鋼絲繩分別運行5個月和10個月后，利用同一套BKT鋼絲繩無損檢測儀對提升鋼絲繩進行檢測，并對檢測結果進行分析。

3.2.1 副提提升鋼絲繩的檢查情況

鋼絲繩表面有銹皮，LMA最大損失為14%，從目測以及使用BKT鋼絲繩無損檢測儀檢測結果來看，平衡錘端的鋼絲繩銹蝕相對嚴重。經過分析，產生此種情況的原因為井筒淋水所致，由于井筒的出水點在井口以下400多米，所以從井筒淋到鋼絲繩上的水聚集在平衡錘端鋼絲繩連接裝置以上600米左右的長度范圍內。但是隨著水順著鋼絲繩往下流動，銹蝕相對嚴重那段鋼絲繩靠近平衡錘，井筒淋水銹蝕對鋼絲繩的壽命有較大影響。

3.2.2 主提提升鋼絲繩的檢查情況

3.3 鋼絲繩的檢測情況分析

通過比較分析，副提提升鋼絲繩截面損失約為14%，主提提升鋼絲繩截面損失約為3%，副提提升鋼絲繩受銹蝕影響較為嚴重，主提提升鋼絲繩也有不同程度的銹蝕，因此需對主副提提升鋼絲繩進行注油維護，降低銹蝕對提升鋼絲繩壽命的影響。通過對表一和表二進行比較分析發現副提同向捻提升鋼絲繩的斷絲較多，而主提交互捻鋼絲繩斷絲數量較少。

4 結論

本文通過對同向捻和交互捻鋼絲繩在孔莊煤礦千米混合井相似工況下的運行情況進行了比較，交互捻鋼絲繩相對同向捻鋼絲繩斷絲較少并且腐蝕程度相對較輕，因此可以得出以下結論：圓股交互捻提升鋼絲繩在千米深井提升系統中的使用效果優于同向捻鋼絲繩。

參考文獻：

[1]于勵民，仵自連.礦山固定設備選型使用手冊[M].北京：煤炭工業出版社，2007：439-441.

[2]王雪松.鋼絲繩的磨損分析及防治措施[J].煤礦機械，2002，（4）：68-70.

作者簡介：陳晴晴（1986-），男，2009年畢業于山東科技大學，工程師，自動化專業。