千米立井提升鋼絲繩的管理與維護(hù)

張新春，趙韶亭

（山東唐口煤業(yè)有限公司，山東濟(jì)寧 272055）

0 引言

多繩摩擦提升機(jī)在礦井提升系統(tǒng)廣泛應(yīng)用，提升鋼絲繩在日常使用中具有提升負(fù)荷大，工作時間長的特點(diǎn)。如果日常維護(hù)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(hù)數(shù)據(jù)的總結(jié)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(jié)建立系統(tǒng)的管理和維護(hù)方法。

1 提升系統(tǒng)簡介

山東唐口煤業(yè)有限公司現(xiàn)有北副井提升機(jī)1 部、南副井提升機(jī)1 部，主井提升機(jī)2 部，主井采用雙系統(tǒng)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(nèi)敷設(shè)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(tǒng)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(shè)計(jì)提升重量為17 t。采用上海冶金礦山機(jī)械廠生產(chǎn)的JKMD-4×4（Z）型落地式摩擦提升機(jī)，配用哈爾濱電機(jī)廠生產(chǎn)的ZKTD3100/500 型低速直流電機(jī)，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(zhuǎn)速59 r/min，重量71 000 kg。

2 鋼絲繩的應(yīng)用管理

2.1 備用鋼絲繩管理

2.1.1 備用鋼絲繩驗(yàn)收

鋼絲繩在生產(chǎn)過程中或多或少會出現(xiàn)一定質(zhì)量問題，為盡可能避免因某條鋼絲繩質(zhì)量問題，造成鋼絲繩提前更換，需對新鋼絲繩進(jìn)行檢驗(yàn)。鋼絲繩檢驗(yàn)時，要注意做好鋼絲繩防護(hù)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(xiàng)

選擇一個干凈、通風(fēng)、干燥的地方，如果不是室內(nèi)倉庫，要用防水材料覆蓋。長期存儲的鋼絲繩要定期旋轉(zhuǎn)，尤其是在溫暖的環(huán)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(yán)重時會大大降低鋼絲繩原有強(qiáng)度，影響使用。保證鋼絲繩存放地點(diǎn)不易受化學(xué)煙霧、蒸汽或其他腐蝕媒介侵蝕。鋼絲繩搬運(yùn)過程中，要避免出現(xiàn)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(jié)果記入鋼絲繩檢查記錄簿，并由檢查人員簽字。記錄的內(nèi)容應(yīng)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(jī)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(shù)據(jù)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(zhuǎn)一周，相對應(yīng)的兩點(diǎn)的直線距離。繩的捻距：股圍繞鋼絲繩芯旋轉(zhuǎn)一周，相對應(yīng)的兩點(diǎn)的直線距離。

（3）繩槽。①繩槽標(biāo)準(zhǔn)：正確的繩槽直徑應(yīng)該為1.05d，最優(yōu)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(zhì)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(rèn)為是過大。對于合成材料襯墊的繩槽而言，超過20%就被認(rèn)為是過大；③繩槽尺寸過?。豪K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(biāo)準(zhǔn)：檢查鋼絲繩時，應(yīng)利用提升容器位置指示器或其他標(biāo)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(qū)段，應(yīng)重點(diǎn)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(jié)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(yīng)；③斷絲檢查規(guī)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(diǎn)段進(jìn)行檢查，保證每周至少對全繩進(jìn)行一次檢查。每周對全繩檢查鋼絲繩數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，確定下周鋼絲繩重點(diǎn)檢查區(qū)域。每半月對鋼絲繩進(jìn)行一次檢測，檢測數(shù)據(jù)與人工檢查數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)異常及時現(xiàn)場查看；④斷絲處理方法：對已發(fā)現(xiàn)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(zhì)量和使用中出現(xiàn)的問題提供根據(jù)。

2.3 鋼絲繩報(bào)廢管理

常見的鋼絲繩報(bào)廢原因有：鋼絲繩銹蝕；鋼絲繩扭曲變形；鋼絲繩機(jī)械損傷；鋼絲繩斷絲超限；鋼絲繩斷絲急劇增加。唐口煤業(yè)公司主提升機(jī)鋼絲繩絕大多數(shù)是因?yàn)殇P蝕原因?qū)е赂鼡Q。根據(jù)鋼絲繩的銹蝕情況對鋼絲繩進(jìn)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(xì)小的點(diǎn)蝕，抗拉強(qiáng)度損失在10%以下。

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

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

對于I 級銹蝕的鋼絲繩，必須加強(qiáng)檢查，記錄銹蝕發(fā)展情況，并結(jié)合斷絲、變細(xì)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(dá)到Ⅱ級銹蝕并發(fā)觀斷絲時，必須加強(qiáng)檢查；如果斷絲發(fā)展速度較快，應(yīng)結(jié)合銹蝕因素確定是否更換；升降人員的鋼絲繩達(dá)到Ⅱ級銹蝕時，必須立即更換；升降物料的鋼絲繩達(dá)到Ⅲ級銹蝕時，必須立即更換。

3 鋼絲繩維護(hù)保養(yǎng)

3.1 鋼絲繩平衡油缸維護(hù)

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

（1）原因1。鋼絲繩更換工藝導(dǎo)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(jìn)行預(yù)拉伸處理，在換繩完畢后，對4 條鋼絲繩長度進(jìn)行調(diào)節(jié)，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(diào)節(jié)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(jī)襯墊；礦用摩擦式提升機(jī)滾筒不圓導(dǎo)致襯墊不均；摩擦襯墊摩擦材料表面損壞或失效；提升機(jī)摩擦襯墊繩槽積油；提升機(jī)摩擦襯墊的繩槽磨偏。

措施：對新襯墊或損傷襯墊進(jìn)行修復(fù)處理。采用繩槽車削機(jī)對繩槽進(jìn)行切削，車槽裝置作用在多繩提升機(jī)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(diào)節(jié)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(jī)可精確控制進(jìn)刀尺寸，車削精度可達(dá)0.04 mm，將繩槽狀態(tài)保持在最佳。

（3）原因3。由于安裝不規(guī)范等導(dǎo)致天輪和滾筒提升中心線存在偏差。

措施：對天輪或提升機(jī)滾筒提升中心線進(jìn)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(jìn)行調(diào)整。

（4）原因4。由于井深繩長，鋼絲繩竄動量超出油缸調(diào)節(jié)范圍。

措施1：增加油缸有效行程。通過與廠家溝通協(xié)調(diào)，將主井鋼絲繩懸掛裝置進(jìn)行修改，在保證提升系統(tǒng)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(diào)節(jié)鋼絲繩長度。當(dāng)鋼絲繩伸長量超出自身調(diào)節(jié)范圍時，需采取調(diào)整鋼絲繩長度的方式，對鋼絲繩受力進(jìn)行調(diào)整，達(dá)到平衡張力的目的。鋼絲繩調(diào)整長度需根據(jù)同一時刻，A、B 箕斗油缸長度決定。每條油缸調(diào)整長度各不相同。

3.2 易損傷部位維護(hù)

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(jìn)行2 次鎖繩。對鎖繩位置鋼絲繩進(jìn)行標(biāo)記，作為日常檢查的重點(diǎn)。

對使用楔形環(huán)的連接裝置，每季度應(yīng)將繩卡子打開進(jìn)行檢查，并將鋼絲繩串出0.5 m。發(fā)現(xiàn)斷絲及時處理，并根據(jù)鋼絲長度對斷絲位置進(jìn)行調(diào)整，使斷絲位置避開受力點(diǎn)。

3.3 鋼絲繩油脂維護(hù)

當(dāng)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(xiàn)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?xí)霈F(xiàn)鋼絲繩跑繩現(xiàn)象。鋼絲繩油清理一般采用人工或鋼絲繩專用除油劑進(jìn)行清理。

鋼絲之間充滿油脂，可有效減少鋼絲繩在運(yùn)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(nèi)部腐蝕瓦解鍍層，延長鋼絲繩使用壽命。

3.4 井筒裝備維護(hù)

在自動裝載時，主閘門開啟后進(jìn)行裝載，待該箕斗到卸載位置后，給系統(tǒng)一個卸載完成信號，只有當(dāng)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(nèi)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(nèi)存煤情況進(jìn)行確認(rèn)，防止定量斗內(nèi)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(nèi)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(jié)語

結(jié)合山東唐口煤礦的實(shí)際情況，針對煤礦立井鋼絲繩維護(hù)困難的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并對千米立井提升鋼絲繩日常運(yùn)行維護(hù)數(shù)據(jù)的總結(jié)，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(hù)的方法。