孫克明

（連云港市煤炭公司駐貴州黔西縣仁和竹林腳煤礦，連云港551518）

1.概述

鋼絲繩是礦井提升設(shè)備的重要組成部分，它關(guān)系到提升設(shè)備安全可靠地運(yùn)行，也是煤礦鋼材消耗量較大的項(xiàng)目之一。正確地選擇和使用鋼絲繩，不僅有益于煤礦安全生產(chǎn)，而且可以節(jié)約大量?jī)?yōu)質(zhì)鋼材。我國(guó)煤礦幾十年的實(shí)踐及國(guó)內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)都證明，必須根據(jù)不同的工作條件相應(yīng)選用不同結(jié)構(gòu)的鋼絲繩，并在使用中加強(qiáng)管理，才能取得較好的經(jīng)濟(jì)效果。

斜井提升因?yàn)槟p較為嚴(yán)重，摘掛鉤過(guò)程中鉤頭附近一段鋼絲繩常易被車輪擠壓變形而損壞；加上有的礦井因選擇與使用不當(dāng)，致使鋼絲繩壽命較短。據(jù)調(diào)查，徐州地區(qū)不少國(guó)有重點(diǎn)礦的斜巷軌道運(yùn)輸，及大部分國(guó)有地方礦的斜井提升鋼絲繩，選用的都是6股19絲的點(diǎn)接觸鋼絲繩，其使用壽命一般只有2～6個(gè)月左右。因此，提高斜井提升鋼絲繩的使用壽命，還是有潛力可挖的，也是非常必要的，關(guān)鍵是要合理選用和精心管理。本文就從多個(gè)角度分析傾斜井巷串車提升時(shí)，鋼絲繩的一般選用原則及使用中應(yīng)注意的事項(xiàng)，希望能對(duì)提高斜井巷串車提升鋼絲繩的使用壽命起到一些有益的作用。

2.鋼絲繩的選用

2.1 安全系數(shù)方面

我國(guó)目前鋼絲繩的強(qiáng)度計(jì)算主要是按最大靜載荷并考慮一定的安全系數(shù)。因此，在選用鋼絲繩時(shí)，應(yīng)確保鋼絲繩的安全系數(shù)不低于《煤礦安全規(guī)程》的要求。實(shí)踐證明，當(dāng)比值D/d在《煤礦安全規(guī)程》許可范圍內(nèi)，適當(dāng)加大安全系數(shù)，可以提高鋼絲繩的使用壽命。如某礦92年3月在二水平投入作用的專為提升人車的一根鋼絲繩，投入使用時(shí)鋼絲繩的安全系數(shù)達(dá)到11.4，而其使用壽命達(dá)到了兩年零6個(gè)月。

2.2 韌性方面

選用鋼絲繩的韌性，應(yīng)嚴(yán)格符合《煤礦安全規(guī)程》的要求。否則，將使鋼絲繩過(guò)早疲勞損壞。

2.3 鋼絲繩的抗拉強(qiáng)度

制造鋼絲繩用的鋼絲為優(yōu)質(zhì)炭素結(jié)構(gòu)鋼，其抗拉強(qiáng)度在1400～2000MPa之間。抗拉強(qiáng)度大的鋼絲繩在承受終端載荷相同情況下，繩徑可以減小，但可彎曲性能差；傾斜井巷串車提升一般選用抗拉強(qiáng)度為1550MPa的鋼絲繩為宜，選用不當(dāng)將縮短鋼絲繩壽命。如某礦主斜井用的鋼絲繩，曾多次選用抗拉強(qiáng)度在1700MPa以上，甚至于達(dá)到1980MPa，但其使用壽命不足兩個(gè)月，有的甚至不足1個(gè)月。

2.4 鋼絲繩的捻向

右捻的鋼絲繩與目前國(guó)產(chǎn)提升機(jī)的右螺旋纏繩方向一致，故可避免鋼絲繩的松捻。但當(dāng)雙滾筒提升機(jī)多層纏繞鋼絲繩時(shí)，為避免可能發(fā)生的瞬間應(yīng)力集中，常將死滾筒從左側(cè)纏繩，這時(shí)則應(yīng)選左捻鋼絲繩。如某礦三個(gè)水平主斜井使用的雙筒提升機(jī)，其死滾筒側(cè)均采用左纏繩但選用右捻鋼絲繩，其使用壽命都比活滾筒側(cè)鋼絲繩少20天左右。

另外，順捻鋼絲繩較逆捻鋼絲繩柔軟、表面光滑，且接觸面積大，彎曲應(yīng)力小；因而使用壽命較長(zhǎng)，且斷絲后斷絲頭部撬起而易于發(fā)現(xiàn)。因此，對(duì)于多數(shù)地方礦只有一對(duì)斜井，其副井專為提升人車，除換繩等需要外，一般不常摘掛鉤，應(yīng)選用順捻鋼絲繩為好。

2.5 比值D/d的確定

提升機(jī)滾筒與鋼絲繩直徑之比，應(yīng)嚴(yán)格控制在《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的范圍內(nèi)，井上D/d>80，井下D/d>60。過(guò)大則安全系數(shù)難以保證，過(guò)小則彎曲應(yīng)力大，加快鋼絲繩的疲勞斷絲。

2.6 鋼絲繩內(nèi)鋼絲間的接觸狀況

點(diǎn)接觸鋼絲繩股內(nèi)鋼絲捻成等捻角、不等捻距，所以股內(nèi)鋼絲間呈點(diǎn)接觸；當(dāng)鋼絲繩受拉伸、尤其是彎曲應(yīng)力時(shí)，由于點(diǎn)接觸處應(yīng)力集中而產(chǎn)生壓痕，往往導(dǎo)致鋼絲疲勞斷裂而早期損壞。而線接觸鋼絲繩股內(nèi)各層鋼絲是等捻角編捻，從而股內(nèi)鋼絲互相平行且呈線接觸，承受拉伸載荷時(shí)，內(nèi)層鋼絲會(huì)承受較外層稍大的應(yīng)力，但它避免了點(diǎn)接觸處的應(yīng)力集中和鋼絲的擠壓凹陷變形，消除了點(diǎn)接觸繩處二次彎曲現(xiàn)象，減少了鋼絲繩內(nèi)部的磨擦阻力，使鋼絲繩對(duì)彎曲有較大的自由度，抗疲勞性能增加，因此，線接觸鋼絲繩壽命要高于點(diǎn)接觸繩。

2.7 鋼絲繩的截面形狀

三角股鋼絲繩較圓股繩表面圓整平滑，與天輪、滾筒等接觸面積大，每根鋼絲分擔(dān)的壓力小，故耐磨損。據(jù)資料介紹，其壽命是點(diǎn)接觸圓股繩的2～3倍，但價(jià)格較高；另外，由于三角股鋼絲繩有效金屬斷面大，在同樣終端載荷條件下，用三角股鋼絲繩較同直徑圓股鋼絲繩安全系數(shù)大、壽命長(zhǎng)。

2.8 鋼絲繩股中絲數(shù)的多少及外層鋼絲的粗細(xì)

鋼絲繩直徑相同的情況下，股中絲數(shù)越多則鋼絲越細(xì)，這樣的鋼絲繩柔軟，但不耐磨；而斜井提升磨損是影響鋼絲繩壽命的主要原因，故應(yīng)選用股中絲數(shù)較少而外層鋼絲較粗的鋼絲繩，才能獲得較長(zhǎng)的使用壽命。但據(jù)摘掛鉤人反映，絲數(shù)過(guò)少，如6股7絲的鋼絲繩不夠柔軟而摘掛鉤困難。因此，綜合考慮以上因素，選用6股19絲西魯式光面圓股鋼絲繩，或6股19絲光面三角股鋼絲繩，對(duì)于斜井串車提升可獲得較好的使用效果。當(dāng)然，若選用面接觸鋼絲繩，也能獲得較好的使用效果。

2.9 鋼絲繩長(zhǎng)度的截取

斜井串車提升的鋼絲繩，由于經(jīng)常要切除鉤頭受損段，因而鋼絲繩的初始投入長(zhǎng)度不能按實(shí)際需要長(zhǎng)度截取。否則，不能充分利用整根鋼絲繩。當(dāng)然，若截取過(guò)長(zhǎng)反而會(huì)減少鋼絲繩的綜合使用壽命。根據(jù)有關(guān)礦井的使用經(jīng)驗(yàn)，一般截取實(shí)際使用長(zhǎng)度的1.5倍，并適時(shí)調(diào)頭使用，可獲得較好的使用效果。

2.10 影響鋼絲繩使用壽命的一些實(shí)際因素

實(shí)際使用中的鋼絲繩還受軌道鋪設(shè)質(zhì)量、地滾是否齊全且轉(zhuǎn)動(dòng)靈活、絞車是否經(jīng)常安全制動(dòng)、是否產(chǎn)生沖擊以及鋼絲繩是否涂油、滾筒上是否裝設(shè)帶繩槽的襯塊、多層纏繞時(shí)有無(wú)過(guò)渡繩楔及軌道是否作為回流電線等多種因素影響。

軌道質(zhì)量差、絞車安全制動(dòng)頻繁、鋼絲繩經(jīng)常受到?jīng)_擊，會(huì)使鋼絲繩發(fā)生永久變形；地滾不齊全或轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活，會(huì)加劇鋼絲繩的磨損；滾筒上無(wú)帶繩槽的襯塊、多層纏繞時(shí)有無(wú)過(guò)渡繩楔容易發(fā)生咬繩；還有的礦井用斜巷軌道作電車回流線，易加速鋼絲繩的腐蝕，凡此種種都會(huì)縮短鋼絲繩的使用壽命。

3.對(duì)鋼絲繩選用及管理的幾點(diǎn)建議

綜上所述，影響斜井提升鋼絲繩使用壽命的因素很多。但在實(shí)際使用中，要想提高其壽命也并非無(wú)章可循。本人認(rèn)為，只要把好如下“四關(guān)”，則延長(zhǎng)鋼絲繩的使用壽命也不是不可以做到的。

3.1 把好選用關(guān)

正確的選用是提高鋼絲繩使用壽命的關(guān)鍵?；谝陨戏治觯本囂嵘赃x用外層鋼絲較粗的6×(19)鋼絲繩或6Δ(19)鋼絲繩較好，其抗拉強(qiáng)度以1550MPa為宜；對(duì)于專為升降人車的副斜井鋼絲繩，以選用同向捻繩為好；而對(duì)于雙滾筒多層纏繞、死滾筒左纏繩時(shí)，應(yīng)選用左捻鋼絲繩；其它情況選用右捻繩。另外，斜井提升磨損快，故最好選用光面鋼絲繩；但副井鋼絲繩，尤其鉤頭處應(yīng)定期涂油。

3.2 把好訂貨關(guān)

鋼絲繩一經(jīng)選定后，要嚴(yán)格按確定的規(guī)格和品種訂貨。否則，就可能使鋼絲繩過(guò)早報(bào)廢，甚至造成事故。

3.3 把好驗(yàn)收關(guān)

當(dāng)所訂購(gòu)的鋼絲繩到貨后，首先應(yīng)檢查鋼絲繩有關(guān)證(如 "MA")、牌(銘牌)等是否齊全、是否與所選實(shí)物一致，然后截取適當(dāng)長(zhǎng)度鋼絲繩進(jìn)行試驗(yàn)。如發(fā)現(xiàn)有關(guān)證、牌與實(shí)物不一致或有質(zhì)量問題，應(yīng)堅(jiān)決要求退貨；否則，將造成事故或經(jīng)濟(jì)損失。如某礦曾多次因所購(gòu)鋼絲繩質(zhì)量問題，造成斷繩跑車事故，并致使鋼絲繩過(guò)早報(bào)廢。

3.4 把好貯存和使用維護(hù)關(guān)

經(jīng)驗(yàn)收合格的鋼絲繩到貨后，要餒善保管，嚴(yán)防風(fēng)吹、日曬和雨淋；對(duì)使用中的鋼絲繩，要定期檢查或涂油，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。鋼絲繩使用到一定期限后應(yīng)及時(shí)調(diào)頭使用；對(duì)于使用到后期、除長(zhǎng)度不足外、其它性能指標(biāo)均符合要求的鋼絲繩，可按《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定進(jìn)行插接使用。

另外，在滾筒上設(shè)帶繩槽的襯木及過(guò)度楔；加強(qiáng)對(duì)司機(jī)及摘掛鉤工的教育和培訓(xùn)，減少或避免操作過(guò)程的沖擊和車輪碾壓鉤頭段；加強(qiáng)對(duì)井巷的檢查和維護(hù)，確保軌道及地滾的安設(shè)質(zhì)量；盡量使提升軌道與架線電車運(yùn)輸軌道進(jìn)行可靠的絕緣等措施，都將有助于提高斜井串車提升鋼絲繩的壽命。尤其是地滾要齊全轉(zhuǎn)動(dòng)靈活、確保鋼絲繩不磨巷道底板或道床。若再能采用高強(qiáng)度尼綸等耐磨的塑質(zhì)材料做地滾，對(duì)提高鋼絲繩的壽命較為明顯。如某礦92年3月在二水平副井投入使用的一根鋼絲繩，因當(dāng)時(shí)選用恰當(dāng)，維護(hù)較好，并使用塑性地滾，使用了兩年半，至94年9月才更換，但后來(lái)因地軌道及地滾失修等原因，致使鋼絲繩壽命減少。

[1]劉立軍.礦井提升鋼絲繩的使用與研究現(xiàn)狀.煤礦機(jī)械，2009年8期.