煤矿井下钢丝绳断绳事故分析及防范措施

煤矿井下钢丝绳断绳事故分析及防范措施

发表时间：2018-07-09T09:58:28.767Z 来源：《电力设备》2018年第6期作者：唐云鹏侯龙华周志宏

[导读] 摘要：当前我国煤矿产业在不断进行产业升级，而煤矿生产安全是社会各界异常关注的问题，本文针对煤矿井下钢丝绳短绳事故发生的原因进行了分析，同时提出了相应的预防措施，并就煤矿提升钢丝绳安全的策略进行了探究。

（山西兰花科技创业股份有限公司唐安煤矿分公司山西 048407）

摘要：当前我国煤矿产业在不断进行产业升级，而煤矿生产安全是社会各界异常关注的问题，本文针对煤矿井下钢丝绳短绳事故发生的原因进行了分析，同时提出了相应的预防措施，并就煤矿提升钢丝绳安全的策略进行了探究。

关键词：煤矿井下钢丝绳；断绳事故分析；防范措施

引言

钢丝绳作为挠性构件，主要被应用在矿山与建筑等领域，作为提升设备与起重设备等提升辅助材料。钢丝绳在实际应用的过程中，受到弯曲作用与力作用等，长期以往则会造成磨损与断丝等问题，轻则造成经济损失，重则造成安全事故，甚至人员伤亡。钢丝绳作为机械损耗部件，是设备主要的安全部件。我们应该就钢丝绳的短绳等事故问题进行分析，并提早采取措施进行防范。

1煤矿井下钢丝绳断绳的主要原因和预防措施

1.1过载

井下刚采出的煤中含有较多的水分和矸石，使煤的比重增大，这样会导致箕斗过载。斜井提升出现的超挂车、刮卡车辆、拉掉道车辆都会导致过载。过载会增加钢丝绳的变形量，降低钢丝绳的使用寿命，最终导致断丝。

钢丝绳过载的预防措施: 箕斗提升实行定量装载，常用的定量装载类型有定量斗箱式和定量输送机式两种。斜井提升杜绝超挂车现象。

1.2锈蚀

煤矿矿井井筒条件比较恶劣，提升钢丝绳受淋水、酸性气体、杂散电流等作用会发生电化学腐蚀。钢丝绳被腐蚀后会出现应力集中、韧性降低、抗拉强度和抗冲击度降低等现象，钢丝绳一旦受到较小的冲击力就会引起断裂事故。

钢丝绳锈蚀的预防措施: ①矿水酸碱度较高且处于出风井中的提升钢丝绳腐蚀严重，应选用镀锌钢丝绳。②定期润滑钢丝绳。润滑既可以保护钢丝绳外部钢丝不被腐蚀，又能补充绳芯缺失的润滑油，防止水分浸入绳芯造成内部钢丝腐蚀生锈。缠绕式提升机使用的钢丝绳润滑油要符合钢丝绳制造厂提出的要求，钢丝绳必须每月涂油一次;摩擦提升机使用的钢丝绳只能涂专用的润滑油，钢丝绳每季度涂油一次。涂油时应先除掉钢丝绳表面的锈迹，润滑油才能从钢丝绳表面充分渗入到绳芯，消除绳芯干燥现象。润滑油要黏性好、抗振动、抗淋水，有较好的黏温性、防锈性和润滑性，具有一定的透明度，以方便检查钢丝绳断丝和损坏情况。③尾绳的接头处浇铸过巴氏合金后应解开扎圈浸油防护。④定期调整上下绳，按《规程》做绳头和剁绳头试验。

1.3磨损

磨损的机理可分为以下几种: ①外部磨损。滚筒或天轮在缠绕钢丝绳过程中，钢丝绳外周会与绳槽、挡绳板、相邻钢丝绳等之间发生摩擦导致钢丝绳外部磨损。钢丝绳发生外部磨损后其直径将变细，抗拉强度会随之降低，容易发生断绳事故。②内部磨损。钢丝绳经过滚筒或天轮时会发生弯曲，由于各根钢丝曲率半径不相同，其内部钢丝之间会相互摩擦从而导致钢丝绳内部磨损。当反复拉伸、弯曲钢丝绳时，其内部钢丝会因疲劳磨损而折断。③变形磨损。钢丝绳发生相互缠绕、打结和“咬绳”会引起钢丝绳发生变形，变形部位更加容易磨损，会出现钢丝硬化、强度降低，最终缩短钢丝绳的使用寿命。

钢丝绳磨损的预防措施: ①避免钢丝绳在滚筒上打缠以及遭受撞击。②多层缠绕时，为了减轻“咬绳”造成的磨损，钢丝绳应每两个月调四分之一圈。③钢丝绳选型要合理，通常选用同向捻钢丝绳，绳的捻向与绳在滚筒上的缠绕螺旋线方向一致。为防止内部磨损，提升钢丝绳应采用线接触钢丝绳，有特殊用途的地方采用面接触钢丝绳。④以磨损为主要损坏的环境，如斜井提升，应选用外层钢丝较粗的钢丝绳或面接触钢丝绳。⑤每天检查钢丝绳的断丝情况，断丝严重时应及时处理。

1.4疲劳

钢丝绳在使用过程中发生疲劳破坏时，容易使钢丝绳韧性下降，最终导致断丝。钢丝绳在起动和制动时变化的拉伸应力，滚筒缠绕钢丝绳时钢丝绳受到变化的弯曲和扭转应力，是产生疲劳破坏的主要原因。在钢丝绳绳股弯曲程度最高一侧的外层钢丝最容易发生疲劳断丝。

钢丝绳疲劳的预防措施: ①选择符合规定的绳轮直径和绳径比，以减小钢丝绳的弯曲应力。②提升机应缓慢启动或制动(降低加速度)，防止拉伸应力变化过大，降低疲劳强度。③以弯曲疲劳为主要损坏时，优先选用线接触式或三角股钢丝绳。

2煤矿提升钢丝绳机械损伤防护措施

2.1选择性能较高的提升钢丝绳

煤矿钢丝绳机械损伤发生后，则很难判断是因为使用因素还是自身因素造成的，对此在进行钢丝绳选择的过程中，则需要选择优质的提升钢丝绳，并且需要加强运输与存储等环节的质量保证，合理的采取安装技术，减少安装问题与异常情况的发生，通常情况下提升钢丝绳在磨合期发生损伤的几率相对较小，但是若使用劣质钢丝绳或者不合适的钢丝绳，则极有可能发生损伤问题，对此需要尽量选择使用寿命以及安全性较高的钢丝绳，以减少钢丝绳机械损伤问题。按照产品保存与运输等相关标准，做好运输与存储，进行安装时则需要进行磨合处理，在进行安装的过程中，则需要加强对钢丝绳性能的检测与检查。

2.2利用无损检测技术

在提升钢丝绳日常维护过程中，利用无损检测技术，来进行提升钢丝绳机械磨损问题检测工作，主要利用 LWA 法与LF 法。 LMA 法检测原理是：当提升钢丝绳基于一定速度经过磁场后，钢丝绳轴向会被磁化饱和，于磁回路可以感应的范围内，其磁通量和轴向面积之间是存在正比关系的，而且提升钢丝绳上方传感器所测量出的磁通量变化，其与横轴截面积变化是相互对应的。 LMA 方法能够准确的检测出提升钢丝绳的内部磨损问题以及锈蚀问题等，同时可以精确的计算缺陷面积。 LF 法检测原理：当磁饱和的提升钢丝绳发生局部缺陷后，断丝周围便会出现散漏磁场，利用磁场畸变信号，进行扫描，获得图谱，则能够直接检测出提升钢丝绳局部缺陷的位置。在利用此技术时，为了能够确保检测的准确性，则需要技术人员按照相关标准，开展检测作业，以确保检测的准确性以及安全性。