鮑萬臣 程相文 李勝輝 陳 雷

（1.河北聯(lián)合大學機械工程學院 河北唐山 2.河北鋼鐵集團灤縣司家營鐵礦有限公司 河北唐山）

一、引言

灤縣司家營鐵礦隸屬于河北鋼鐵集團礦業(yè)有限公司，是一家大型礦山采選聯(lián)合企業(yè)，以勘探線劃分為北區(qū)和南區(qū)，其中北區(qū)位于S6～N34勘探線，全長為4 km。一期工程主要是開發(fā)北區(qū)的Ⅱ、Ⅲ采場，Ⅱ采場設計采用露天開采，Ⅲ采場采用地下開采，其位于S6～N4勘探線之間。采用豎井與斜坡道聯(lián)合開拓，設計開采能力200萬t/a，目前生產中段在-180 m水平，采用無底柱分段崩落采礦法。提升井有3條，2條主井用于提升礦石，使用鋼絲繩型號為18×19S+FC，直徑為36 mm，懸掛長度約330 m，連接3.2 m3箕斗；1條副井用于升降人員及物料，使用鋼絲繩型號為18×19S+FC，直徑為32 mm，懸掛長度約340 m，連接QM1-2型雙層罐籠。三井均采用型號為2JK-3/20A單繩纏繞式提升機。

井采礦山雖然高度重視提升鋼絲繩的安全使用問題，但在使用過程中仍然存在著：普通潤滑油對鋼絲繩的潤滑保養(yǎng)達不到理想效果；頻繁更換鋼絲繩造成人力和財力的浪費；人工驗繩只能檢查出鋼絲繩外部損傷和銹蝕情況，對內部問題無法檢查等。為此，通過采用對鋼絲繩進行特種潤滑劑維護；在堅持崗位日常點檢的前提下，進一步強化專業(yè)檢查的深度和頻率；使用TCK弱磁無損檢測儀檢測；定期剁繩頭及請專業(yè)機構進行檢測等，實現(xiàn)了企業(yè)制定的確保鋼絲繩安全與高效運行的管理目標。

二、采購與入庫管理

鋼絲繩的入庫檢驗，主要包括鋼絲繩的到貨驗收檢驗和資料保存。目的是便于全面了解鋼絲繩的情況，為以后安全使用提供科學依據。驗收方法如下：

（1）新繩驗收。專業(yè)人員負責新繩到貨后的驗收，包括檢查產品說明書、出廠合格證、礦用產品安全標志、外觀結構、鋼絲繩直徑、外觀狀況（如制造與編織質量，有無擠傷或擦傷等缺陷），應符合GB 8918—2006《重要用途鋼絲繩》的國家標準要求；在新鋼絲繩無受損的端部截?。?.5 m鋼絲繩進行最小破斷拉力、鋼絲的反復彎曲及扭轉等項目檢驗，檢驗結果應符合GB 16423—2006《金屬非金屬礦山安全規(guī)程》中的規(guī)定。當斷面積與鋼絲繩總斷面積之比≥6%，或安全系數＜9時，不能用于人員升降；斷面積與鋼絲繩總斷面積之比≥10%，或安全系數＜6.5時，不能用于物料升降。

（2）建立使用檔案。入庫檢驗完畢后，將出廠合格證和檢驗合格證收集并存檔，以確保鋼絲繩資料完整。在鋼絲繩存儲時間≥6個月后，投用前需取樣進行檢驗，檢驗項目及標準與入庫檢驗時相同。新鋼絲繩投用后，應及時建立使用檔案，并將使用時間和后續(xù)檢驗資料等列入檔案內。

三、崗位日常點檢

提升鋼絲繩在使用過程中，因受外力作用和使用環(huán)境影響而發(fā)生強度下降問題。為保證安全生產，每天需按照相關規(guī)定進行驗繩，包括斷絲、潤滑、銹蝕、繩頭與繩卡等。

（1）檢查斷絲。檢查時由兩名崗位操作工配合進行，一人操作提升設備，以＜0.3 m/s的速度運行，另一人則在驗繩平臺上以眼看、手摸的方式進行檢查，發(fā)現(xiàn)問題后應及時停車，并進行詳細檢查和記錄。主要是檢查斷絲的根數、部位以及捻距斷絲情況。鋼絲繩一個捻距內的斷絲面積與鋼絲繩總斷面積之比達到5%時，應立即更換鋼絲繩。斷絲的突出部分必須剪下，因為它會在運行過程中摩擦天輪繩襯，對其他鋼絲及滾筒也會造成損傷，還可能掛住松繩信號裝置使其誤動作。

（2）檢查鋼絲繩的潤滑和銹蝕情況。銹蝕對鋼絲繩的強度和耐沖擊性能影響很大，比斷絲和磨損更加重要。鋼絲繩外部涂油主要作用是保護外部鋼絲不受銹蝕，阻止井筒潮濕空氣進入，減小鋼絲繩股間與絲間磨損。當鋼絲繩的鋼絲有變黑、銹皮、點蝕麻坑等損傷時，不可用于人員升降；鋼絲繩銹蝕嚴重、點蝕麻坑形成溝紋或外層鋼絲松動時，不論斷絲多少或繩徑大小，均應立即更換。

（3）檢查繩頭與繩卡。檢查繩頭（桃形環(huán)）處與繩卡處的斷絲及銹蝕情況，此處鋼絲繩在運行中不但受到的沖擊力最大，還有橫向振動力和動應力，使鋼絲繩提前出現(xiàn)疲勞斷絲而縮短壽命。因此，為提高鋼絲繩整體壽命，要加強檢查和定期剁繩頭，以改變繩頭處的受力狀況。

四、實施專業(yè)化管理

司家營鐵礦針對礦用提升系統(tǒng)的重要性及設備復雜性，成立了由相關技術人員組成的專業(yè)檢查小組，不但要核實崗位人員日常點檢結果，還利用工具或精密儀器等對鋼絲繩進行全方位檢查，以增加檢查深度和頻率，消除檢查盲區(qū)。

（1）檢查鋼絲繩拉伸及磨損情況。鋼絲繩直徑需用寬鉗口式的游標卡尺測量，其鉗口的最小寬度應足以跨越兩個相鄰的股，精度不低于0.05 mm。測量應在無張力的條件下，在距鋼絲繩端頭以外的直線部位上進行，在相距至少1 m的兩個截面的不同方向上測量兩個直徑，以4次測量結果的平均值作為鋼絲繩直徑的實測值。鋼絲繩實際直徑達到新鋼絲繩標稱直徑的90%時，應立即更換新繩。

（2）特殊情況下的故障診斷。提升鋼絲繩在運行中受到卡罐、突然停車等猛烈拉力時，其受到的沖擊最大，有可能出現(xiàn)鋼絲繩嚴重扭曲或變形、斷絲增加和產生局部變細。受猛烈拉力的一段鋼絲繩長度伸長后，會使鋼絲繩的各項強度及機械性能急驟下降，直接影響鋼絲繩的使用壽命及提升安全。當發(fā)現(xiàn)：鋼絲繩產生嚴重扭曲或變形；斷絲數量或直徑減小量超過規(guī)定要求；受到猛烈拉伸的一段長度伸長量≥0.5%時，應將受力段切除或更換新繩。

（3）鋼絲繩無損檢測。為了加強鋼絲繩無損檢測管理，企業(yè)專門購置了TCK便攜式鋼絲繩無損探傷儀，由專業(yè)人員每月對在用鋼絲繩進行一次檢查，對各種損傷程度進行定量檢測，以正確評估被測鋼絲繩的承載能力、安全系數和使用壽命。優(yōu)點是：檢測后可立即查閱檢測數據、波形圖表、分析報告和表格化檢測結果，打印出規(guī)范的檢測報告，為安全使用與合理更新提供科學依據，彌補了人工驗繩的缺陷。根據影響鋼絲繩性能的因素，以及生產廠家通過多年試驗和應用情況，推薦使用鋼絲繩的判定上限設為10%，判定標準如表1。

（4）鋼絲繩的定期檢驗。依照《金屬非金屬礦山安全規(guī)程》對在用鋼絲繩進行每隔6個月一次的定期檢驗，檢驗項目及標準與入庫檢驗時相同。優(yōu)點是：可以了解鋼絲繩機械性能變化情況，比較鋼絲繩內外部鋼絲的損傷程度；剁繩頭可移動受傷最嚴重部位的位置，改善鋼絲繩的受力狀況，延長鋼絲繩使用壽命；凡檢驗不合格的鋼絲繩，可立即更換，以消除不安全隱患。

表1 鋼絲繩判定標準

（5）鋼絲繩潤滑問題。潤滑是延長鋼絲繩使用壽命和保證安全的重要措施。一方面，由于鋼絲繩在使用過程中，油脂會被不斷擠出，為了減輕磨損和防止腐蝕與生銹，需要加大對鋼絲繩的防護力度。另一方面，由于礦井井筒淋水濕度大，鋼絲繩的使用條件較為惡劣，只有采取有效地涂油等方式，才會顯著提高鋼絲繩的使用壽命。通過長期的選油實踐及不斷對比，最終選定了LHT-605鋼絲繩防護潤滑脂，因滲透性能好、黏度大，低溫條件下不會硬化，高溫條件下不易流淌，防銹蝕和潤滑性能均較好。使用后，潤滑周期已由1個月增至3個月。需注意，人工涂油時，應先將鋼絲繩上的油垢清除干凈，否則油垢會阻礙新油與鋼絲繩接觸，不但起不到潤滑和防銹作用，還會加速鋼絲間的磨損，而使其提前報廢。

五、結語

為了加強提升機鋼絲繩的安全檢查與日常維護管理，企業(yè)要求所有礦用鋼絲繩必須嚴格按照《金屬非金屬安全規(guī)程》中的有關規(guī)定與要求，不但要加強安全與使用管理，做好日常使用檢查和維護等工作，還要結合行業(yè)制定的檢驗指標與工作要求，積極引進先進的檢測儀器和采用科學的檢測方法。既能為相關部門準確地掌握鋼絲繩的安全使用情況提供科學依據，又能為實現(xiàn)礦山提升系統(tǒng)的安全可控及高效使用等目標，起到保駕護航的作用。