煤礦在用鋼絲繩的檢驗和維護

和 聲，李 楊，宋聰惠

（河南省煤科院檢測技術有限公司，河南 鄭州 450000）

現代生活中最重要的資源就是煤炭，自從工業革命開展以來，世界上各個國家都在挖掘煤炭資源。雖然最近幾年，為了環境保護，做好可持續發展，各國都在開發新能源，但是在未來很長一段時間內，煤炭仍然是工業生產中的主要能源，保證了煤炭資源的供應，就是穩定了社會的發展，而為了充分開采煤炭資源，則需要保證各個開采工具的穩定和安全[1]。在眾多的煤炭開采工具中，礦用鋼繩是最為重要的，其具有沖擊韌性、防腐蝕性、穩定性、便于攜帶等特點，使其在挖掘礦井、開墾山體、挖掘山體、引導礦井位置和煤炭連續輸送等場合起到了關鍵作用，需要做好礦用的維護和檢驗。目前礦用鋼繩的損壞原因多為斷裂和磨損，而造成損壞的原因多種多樣，在前期保存和中期使用時，都會有對鋼繩造成損壞的因素，需要開發商在多環節里做好鋼繩的檢驗和維修。

1 分析鋼繩損壞的原因

1.1 鋼繩斷裂

在采礦過程中鋼繩會出現各種問題，主要分為兩大類，最危險的就是鋼繩斷裂，容易造成儀器掉落，造成嚴重的事故，而導致鋼繩斷裂的原因有以下幾種。

1.1.1 沖擊力過大

礦用鋼繩會參與到煤礦開采的各個環節中，如挖掘礦井、開墾山體、挖掘山體、引導礦井等，在工程操作中，由于礦洞的體積較大、煤炭的重量大，在工作中鋼繩所受的壓力較大，如果出現沖擊力過大的情況很容易造成斷裂，例如礦車突然加速、繩軸滑軌又停止，短時間內鋼繩受到了過大的沖擊，而且無法承受壓力，造成突然斷裂。

1.1.2 繩體生銹

目前世界上的礦用鋼絲繩技術還達不到徹底地防止生銹，鋼絲繩在工作中長期暴露在空氣中，尤其是對于礦洞來說，要長期處于地下潮濕環境中，甚至有的礦洞中含有水源，非常容易對鋼繩造成腐蝕，導致鋼繩生銹，而且如果繩體生銹的部位在較為隱秘的部位，加上工作人員沒有及時發現、處理，容易導致鋼繩被腐蝕得愈發嚴重，最后斷裂。

1.1.3 鋼繩質量下降

在煤礦開采工作中，鋼繩一直參與在其中，而如果長期使用沒有更換，鋼繩的質量會有所下降，使用過程中造成斷裂；另外還容易出現打滑，導致鋼繩受到過大的沖擊力，造成繩體斷裂。

1.2 鋼繩磨損

另一種鋼繩損壞的原因就是繩體出現磨損，并且漸漸地出現開絲、裂痕，最終造成繩體斷裂，或是影響開采工具的使用。

1.2.1 使用方法不當

本病應注意與豬肺疫、豬氣喘病進行鑒別診斷。豬肺疫常見咽喉部腫脹，皮膚、皮下組織、漿膜以及淋巴結有出血點；而傳染性胸膜肺炎的病變常局限于肺和胸腔。豬肺疫的病原體為兩極染色的巴氏桿菌，而豬傳染性胸膜肺炎的病原體為小球桿狀的放線桿菌。豬氣喘病患豬的體溫不升高，病程長，肺部病變對稱，呈胰樣或肉樣病變，病灶周圍無結締組織包裹。

采礦工人在進行采礦作業時，要嚴格按照鋼繩的使用要求，小心進行操作，防止鋼繩的繩體出現扭曲、變形和彎折等情況，例如工作人員在纏繞鋼繩、取出繩輪中鋼繩時，要動作緩慢，并且整理好繩體的結構，理順每一條線，防止出現繩體出現變形，影響后期工作的進程，并且減少繩體損傷，增加使用壽命，減少不必要的浪費。

1.2.2 鋼繩超載

在日常的采礦作業中，很多工人為了多挖煤，提高產量，并且減少鋼繩升降次數，會將每框煤的重量放到最大，再從礦井中拉出，但是這樣容易造成鋼繩的超載，磨損鋼繩的繩體，導致鋼絲繩中的芯捻距離受到強大的壓力，造成整個繩體變形，使鋼絲繩原本的捻距產生變化。在制造礦用鋼絲繩時，每個繩體可以承受的最大靜拉力是經過了反復的測試，達到了極為準確的數字，在日常的采礦作業中，必須嚴守標準，不能超過鋼絲繩的最大承受力，否則就會造成鋼絲繩磨損。

1.2.3 鋼繩使用頻繁

鋼絲繩在采礦作業中有著非常重要的作用，可以說幾乎時時刻刻都要使用到，而當鋼絲繩使用得過于頻繁，繩輪、中心軸會產生磨損，對繩體造成破壞，而且在使用過程中，外部環境會持續對繩體造成破壞，導致鋼繩磨損，如果不及時更換，很容易導致意外事故的發生。

2 嚴格鋼繩的檢驗工作

2.1 遵守礦用要求，選擇適合的鋼絲繩

煤炭開采在我國是非常重要的一項工作，為了保證煤炭資源可以順利開采，我國在礦洞工具選用上有著嚴格的要求，根據每個礦洞結構的不同，選擇合適的鋼絲繩。例如在煤炭開采工作中，礦井一般分為直井和斜井兩種，直井通道較為平直，中間的障礙物少，對鋼絲繩的破壞速度較慢，一般會選用細絲作為礦用鋼絲繩，足夠承擔起整個煤炭開采工作。而斜井在目前的礦井開采中占比較大，在地面的井口較為聚集，不需要鋪設過多地面集油管道，簡化整個井場的設置，方便礦井的集中管理；并且可以深入水底、避開建筑物、山體、樹林等障礙物，將井場設置在其邊緣部，減少開采難度，可以說是有非常多的好處。而由于斜井的傾斜度大，甚至整個井體管道程現彎曲的狀態，在開采過程中對鋼絲繩的影響較大，容易磨損繩體，因此在斜井的開采工作中，一般會用粗絲，保證開采過程的安全[2]。

2.2 嚴格按照鋼絲繩的生產標準驗收

我國的煤礦工作中，所使用的鋼絲繩是多種多樣的，用途也各不相同，主要用于立井提升、高爐卷揚、露天斜坡卷揚、大型澆鑄吊車，也可用于沖擊載荷、提升和牽引等設備。而每種鋼繩的設計、制造標準也是有區別的，管理人員在驗收鋼絲繩時，需要嚴守驗收標準，以保證煤礦開采工作的安全，下面以重要用途鋼絲繩為例來說明[3]。

1.鋼絲繩的第一特性是具有較高的抗拉強度，指的是鋼絲繩在被拉斷時的拉力值大小，是小于工程中所需要使用的鋼絲繩最大可承受度的。尤其是對于用于運人和運輸貨物的鋼繩來說，其強度更需要得到保障，以防在工作過程中出現意外斷裂，在選用鋼絲繩時需要對其進行嚴格的強度測試。

2.確保鋼絲繩的耐疲勞性達到標準，往往同一直徑和結構的鋼絲繩，鋼絲比較多的繩比鋼絲少的繩具有更好的耐疲勞性能，除此之外，通過適當熱處理的鋼絲具有比原來更好的性能，在檢驗時需要通過外觀對比、設計方法來判斷鋼絲繩的耐疲勞性是否達到礦用標準[4]。

4.沖擊是造成鋼絲繩損壞的最大因素，對鋼絲繩的橫截面或者是鋼絲繩繩體都具有非常大的影響。抗沖擊性能就是表示鋼絲繩或股或鋼絲對外部作用的抵抗能力。當鋼絲繩由于沖擊而變形后，鋼絲繩內部的鋼絲將難以正常移動、滑動，從而導致鋼絲繩整體性能下降。一般來講，鋼芯鋼絲繩比纖維芯鋼絲繩有更好的抗沖擊性能。交互捻鋼絲繩比同向捻沖擊性能好，多層股鋼絲繩由于存在層，能有效地抵抗沖擊，具有良好的抗沖擊性能。

5.檢驗鋼絲繩的穩定性。穩定性通常是指鋼絲繩的使用和工作性能，這并不是一個固定的概念，例如，預變形的鋼絲繩比不預變形的鋼絲繩穩定，經過矯直回火的鋼絲更加穩定。

2.3 了解鋼絲繩的使用要求

煤礦開采工作在我國是一項長期進行的工作，從新中國成立后，為了發展經濟，進行工業生產，為社會提供所需要的能源，每年有上百個礦場在進行著開采作業。而隨著如今鋼絲繩技術的提高，再加上前后幾十年的開采工作經驗，和國外團隊的技術交流，以及對于過去發生的事故經驗進行總結，逐漸形成了較為完整的鋼絲繩使用要求，嚴格按照規范使用鋼絲繩，可以提高鋼絲繩的使用質量，延長鋼絲繩的壽命，保障煤炭開采工作的穩定與安全。礦用鋼絲繩在使用時主要有以下幾種要求。

2.3.1 使用和保管礦用鋼絲繩的注意事項

鋼絲繩并不是生產出來后就投入使用的，當新的鋼絲繩被生產出來后，需要先對其進行質量檢測，合格后才可以入庫保管，并且要保存好原始資料，以防交接時出現問題。在驗收鋼絲繩時，需要注意鋼絲繩是否有檢驗合格證書；是否有出廠日期和生產日期以及工號；是否有產品說明書和產品保修卡；鋼絲繩是不是要求的規格型號；鋼絲繩表面是否有明顯缺陷；鋼絲繩長度是否在要求的誤差范圍之內；鋼絲繩運輸過程中是否出現損傷；鋼絲繩是否潤滑良好等[5]。

2.3.2 礦用鋼絲繩的安裝注意事項

安裝時鋼絲繩與卷筒要匹配，卷筒表面不得有明顯的缺陷。第一層時鋼絲繩要貼合緊密，在其他層時要保證鋼絲繩有一定的張力。安裝時要注意滑輪的表面狀況，一個表面存在問題的滑輪將降低鋼絲繩的使用壽命，同時要注意滑輪與鋼絲繩捻向的適應性，防止加重繩的磨損。一般滾筒上纏繞的鋼絲層數都為兩層，如果需要纏繞2 層或2 層以上鋼絲繩時，則需要按照相關規定高度進行纏繞，并且在滾筒上鋪設帶繩槽的襯墊。當纏繞結束后，需要將鋼絲繩固定住，必須使用專業的裝置按照所規定的長度和角度進行固定，穩定住滾筒處繩體的安裝，以防止鋼絲繩脫落、松動而造成的事故。在安裝完成之后，對于一般、經常性的操作可以用戶自己決定是否驗收，對新使用設備和鋼絲繩品種規格改變的情況，用戶必須對安裝結果進行驗收，對鋼絲繩進行空載運行，其次是增加載荷運行，最后才是滿載運行。

2.3.3 熟悉鋼絲繩的使用要求

鋼絲繩的使用是一個長期的工作，在日常的運行過程中，需要小心使用，避免突然的沖擊和承載，保持操作平穩；定期補油，防止鋼絲繩工作在無油狀態；定期檢查鋼絲繩的使用情況，對發現問題的鋼絲繩根據其狀況進行相應的處理；定期檢查鋼絲繩相關設備和設施的使用情況，對有可能影響到鋼絲繩使用壽命的設施和設備進行更換，或采取相應的措施將這種損害降到最低。

3 做好鋼繩的維護和回收

3.1 提高工人的安全意識，鋼絲繩的使用注意事項

在工人進行下井作業前，開發商必須為工人提供系統的專業培訓，提高工人的安全意識，讓工人掌握鋼絲繩的使用注意事項。例如，在安裝鋼絲繩時必須掌握正確的重卷、分輪、放繩方法，上繩時必須緩慢而且小心，卷繩時保證第一層鋼絲繩貼合緊密，尤其是針對光面鋼絲繩等。鋼絲繩在使用時是需要非常小心的，一步出問題，都有可能影響整個工具的運行穩定。

3.2 做好定期檢查，及時更換

礦用鋼絲繩在開采工作中的用處廣泛，需要工作人員定期進行檢查，及時發現鋼絲繩出現的問題，并且將已經不能使用的鋼絲繩進行更換，確保開采工具的安全。在鋼絲繩投入使用后，每天至少要進行一次檢查，通過觀察外觀的方法觀察鋼絲繩是否出現疲勞斷絲、塑性磨損、銹蝕疲勞、繩芯突出等問題，對已經出現損壞和斷絲的繩體要暫停使用詳細檢查，并且及時處理并進行記錄。在檢查工作中，管理人員需要確保使用中的鋼絲繩始終在滑輪槽中運動，并保持運動方向與滑輪槽切線方向一致；檢查鋼絲繩應著重觀察斷絲、磨損、扭結、銹蝕等情況；注意檢查鋼絲繩在卷筒中的安全限位器是否有效，卷筒上的鋼絲繩壓板是否壓緊；對滑輪的檢查重點在槽底磨損量是否超標和鑄鐵滑輪是否存在裂紋等。

3.3 保證意外后及時更換破損鋼繩

在煤礦開采工作中，或多或少會發生一些意外情況，而當事故中對鋼絲繩的損傷達到一定程度后，無論是否到達使用期限，必須立刻對其進行更換，以防造成意外事故的發生。例如鋼絲繩在工作過程中很容易受到外力沖擊，而當鋼絲繩所受到的沖擊力較大時，無論工作人員在干什么，必須立刻停下手頭的工作對鋼絲繩進行檢查，如果發現鋼絲繩的繩體產生嚴重扭曲或變形，或者是出現斷絲、繩芯突起、直徑減小量超過規定的安全數值時，則必須將出現損傷的地方修理，或者是更換鋼絲繩。

4 結語

煤炭作為現代生產活動中最為重要的資源，在未來很長一段時間內，還會在人類的生活、工業生產中起著關鍵作用，這就要求各國保證好煤炭的開采量，才能維持好整個社會的運行。隨著技術的增加，整個煤炭開采工作中可以使用的工具也越來越多，而鋼絲繩在其中的應用廣泛，為了提高采礦工作的安全性，做好礦用鋼絲繩的質檢和維護就是有效的方法，管理人員需要對在用的鋼絲繩及時進行檢查，發現鋼絲繩出現問題時要及時更換，才能保證開采工具的穩定運行，保障礦工的人身安全。