信息摘要：
提升運(yùn)輸系統(tǒng)是礦井生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，豎井、斜井提升系統(tǒng)是礦山生產(chǎn)的咽喉要道，在礦山的安全生產(chǎn)中占有重要的地位。礦用鋼絲繩是提升機(jī)與提升容器之間的連接部分，是提升運(yùn)輸
提升運(yùn)輸系統(tǒng)是礦井生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，豎井、斜井提升系統(tǒng)是礦山生產(chǎn)的咽喉要道，在礦山的安全生產(chǎn)中占有重要的地位。礦用鋼絲繩是提升機(jī)與提升容器之間的連接部分，是提升運(yùn)輸系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，由于其在工作過程中的載荷的不確定性，不可避免的產(chǎn)生各種損傷，導(dǎo)致鋼絲繩張力的實(shí)際承受能力降低，若使用中不注意維護(hù)保養(yǎng)，則會(huì)降低鋼絲繩的使用時(shí)間，嚴(yán)重的甚至?xí)l(fā)生斷繩事故。礦用鋼絲繩的壽命影響因素主要有質(zhì)量因素、生產(chǎn)工藝因素、設(shè)計(jì)選型因素、使用維護(hù)因素、非穩(wěn)定性載荷以及工作環(huán)境因素等等。
1.鋼絲質(zhì)量和生產(chǎn)工藝因素
鋼絲繩是由多種鋼絲捻制成的一種成品，是由一定數(shù)量的細(xì)鋼絲捻成股，再由股圍繞繩芯捻成繩，鋼絲的質(zhì)量和捻制工藝決定了鋼絲繩的質(zhì)量。鋼絲的質(zhì)量是主導(dǎo)鋼絲繩的使用壽命的最為重要的因素。鋼絲通常由優(yōu)質(zhì)鋼錠熱軋成直徑較細(xì)的盤圓，再經(jīng)多次冷拔后制成直徑不等的鋼絲，如果鋼絲的材質(zhì)和生產(chǎn)工藝得不到保證，那鋼絲的使用壽命肯定會(huì)降低。鋼絲捻制成繩的工藝也鋼絲繩使用壽命的重要影響因素，捻制工藝的不到位將導(dǎo)致鋼絲繩出現(xiàn)騎馬、跳絲、扭結(jié)、麻芯外露、股松散等表面質(zhì)量缺陷或捻制質(zhì)量缺陷，這些缺陷會(huì)大大影響鋼絲繩的使用周期和使用的安全性能。
2.設(shè)計(jì)選型因素
鋼絲繩的結(jié)構(gòu)指的是鋼絲繩股的數(shù)目、捻向、捻距以及繩股內(nèi)的鋼絲數(shù)目、直徑大小及排列方式的綜合參數(shù)。這些參數(shù)都直接影響鋼絲繩的性能和使用壽命。高抗拉強(qiáng)度的鋼絲繩盡管可以承受很大的載荷和抗擠壓能力，但韌性卻降低了，強(qiáng)度級(jí)別高的鋼絲較脆，在彎曲或扭轉(zhuǎn)的工作過程中容易斷裂。所以鋼絲繩并不是抗拉強(qiáng)度越大越好，而是要綜合考慮，這樣才能充分發(fā)揮鋼絲繩的性能。礦井應(yīng)根據(jù)礦井自身的條件，選擇合適的鋼絲繩，杜絕“鋼絲繩的強(qiáng)度級(jí)別越高越好”的選繩誤區(qū)。
為確保鋼絲繩的使用安全，《金屬非金屬礦山安全規(guī)程》規(guī)定了一個(gè)安全系數(shù)。安全系數(shù)是鋼絲繩中合格鋼絲破斷拉力總和與鋼絲繩的計(jì)算最大靜拉力的比值。這個(gè)安全系數(shù)并不代表鋼絲繩真正強(qiáng)度安全儲(chǔ)備值，而僅僅表示經(jīng)過實(shí)踐證明在規(guī)定的安全系數(shù)的條件下，鋼絲繩可以安全可靠地運(yùn)行。礦用鋼絲繩在工作過程中的受力狀態(tài)是非常復(fù)雜的，無(wú)法在鋼絲繩的選繩計(jì)算中體現(xiàn)出那些復(fù)雜的影響因素。在設(shè)計(jì)選型時(shí)，要嚴(yán)格遵循《規(guī)程》中要求的安全系數(shù)和繩徑、鋼絲直徑與卷筒、天輪等裝置的比值。同時(shí)，考慮鋼絲繩的工作環(huán)境，一般情況下在淋水大、酸堿度高和作為出風(fēng)井的井筒中，應(yīng)選用鍍鋅鋼絲繩；在磨損較嚴(yán)重的礦井中，應(yīng)選用線接觸的或異型股外粗式或者面接觸鋼絲繩較好；以疲勞斷絲為損壞主要原因時(shí)，可選用內(nèi)外層鋼絲直徑差值小的線接觸或異型股鋼絲繩；罐道繩用密封繩為好，在溫度較高或存有明火的研石山等處，可選擇金屬繩芯的鋼絲繩。
3.使用維護(hù)因素
礦用鋼絲繩從鋼絲繩廠家發(fā)貨到使用單位使用必須經(jīng)過嚴(yán)格的檢驗(yàn)，鋼絲繩是否有安全標(biāo)志認(rèn)證、質(zhì)量合格證等證明材料，是否匹配礦井使用的鋼絲繩規(guī)格，嚴(yán)格禁止采購(gòu)不合格的鋼絲繩。提升鋼絲繩是提升設(shè)備的重要組成部分，除了合理選擇鋼絲繩的結(jié)構(gòu)以外，還要正確使用和維護(hù)鋼絲繩，以便延長(zhǎng)鋼絲繩的使用壽命。這不僅有一定的經(jīng)濟(jì)意義，而且對(duì)提升設(shè)備的安全也有很重要的作用。由于提升方式不同和鋼絲繩的使用環(huán)境條件的不同，鋼絲繩的壽命影響因素也不完全一致，所以對(duì)鋼絲繩的維護(hù)方法也有明顯的不同。
在使用中引起的各種損傷是降低鋼絲繩壽命的主要因素。其中機(jī)械損傷是鋼絲繩的主要損傷之，主要表現(xiàn)為磨損、斷絲、過載、銹蝕等等。
（1）磨損。磨損分為外部磨損和內(nèi)部磨損。外部磨損主要是鋼絲繩在使用過程中與斜井底板等物體表面接觸而引起的，所以在實(shí)際工作中應(yīng)定期對(duì)鋼絲繩進(jìn)行倒頭，避免出現(xiàn)單邊磨損的情況，盡可能讓鋼絲繩做到全周磨損。內(nèi)部磨損主要是鋼絲繩經(jīng)過卷筒或天輪時(shí)所承受的載荷主要壓在鋼絲繩的一側(cè)，同時(shí)由于鋼絲繩的彎曲，鋼絲繩內(nèi)部各根鋼絲之間相互產(chǎn)生作用力，使絲與絲之間、股與股之間的作用力增大，使鋼絲繩內(nèi)部發(fā)生磨損，當(dāng)頻繁工作時(shí)作用力集中，使內(nèi)部出現(xiàn)斷絲。磨損會(huì)使鋼絲繩的繩徑變細(xì)，破斷載荷降低，大大降低了鋼絲繩的使用壽命。磨損是斜井提升用鋼絲繩壽命的主要影響因素。
（2）斷絲。鋼絲繩的斷絲分為制造斷絲和使用斷絲，因此《金屬非金屬礦山安全規(guī)程》規(guī)定鋼絲繩在懸掛前和使用中要進(jìn)行單絲性能檢測(cè)。在使用中，由于鋼絲繩重復(fù)在卷筒或天輪中繞上繞下，無(wú)數(shù)次的彎曲，容易使鋼絲產(chǎn)生疲勞，韌性下降，最終導(dǎo)致斷絲。由非產(chǎn)品質(zhì)量因素造成的斷繩事故均與提升工作存在著不同程度的關(guān)系。由疲勞引起的斷絲一般出現(xiàn)在股的彎曲程度最厲害的一側(cè)外層鋼絲上。彎曲疲勞斷絲會(huì)隨著負(fù)荷的增加和彎曲角度的減少而加劇。斷絲除了有疲勞斷絲外還包括很多種類，有磨損斷絲、銹蝕斷絲、拉斷斷絲等，豎井提升鋼絲繩多發(fā)生疲勞斷絲。
（3）過載。鋼絲繩隨著載荷的增加會(huì)有微量的伸長(zhǎng)，當(dāng)載荷超過彈性極限時(shí)，鋼絲繩就可能斷裂。通常把鋼絲繩承受的靜載荷控制在安全負(fù)荷（破斷載荷的1/10~1/5）之內(nèi)。安全負(fù)荷表示的是鋼絲繩允許承受的額定靜載荷。但實(shí)際上鋼絲繩往往處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，鋼絲繩在工作時(shí)除了要承受貨物、吊物、自重等靜載荷外，還要受到因加速度和沖擊引起的動(dòng)載荷、因彎曲引起的附加載荷、因摩擦引起的阻力載荷等等。由此可見，當(dāng)除了靜載荷以外的其它載荷增多時(shí)，實(shí)際的安全系數(shù)就降低了，鋼絲繩往往由此而引起過載。因過載而破斷的鋼絲繩，其斷口呈松散狀，繩芯外露。過載的鋼絲繩即使不發(fā)生斷裂事故，也會(huì)大大地縮短使用壽命。因此，《金屬非金屬礦山安全規(guī)程》對(duì)不同提升用途的鋼絲繩規(guī)定了安全系數(shù)，便于減少因過載而引發(fā)的生產(chǎn)事故。
（4）銹蝕。銹蝕的出現(xiàn)說(shuō)明鋼絲繩缺少適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑或礦井淋水較大。在某些情況下，外層鋼絲表面出現(xiàn)明顯的麻坑、銹蝕、變黑等損傷，最終導(dǎo)致斷絲，嚴(yán)重縮短鋼絲繩的使用壽命。對(duì)于出現(xiàn)外部銹蝕的情況除了建議使用鍍鋅鋼絲繩之外還要注意涂油的情況及潤(rùn)滑油的類型。
根據(jù)實(shí)踐證明，豎井用鋼絲繩的損壞多以疲勞斷絲和銹蝕為主要因素，磨損是次要因素；斜井用鋼絲繩的損壞則以磨損和銹蝕為主要因素。對(duì)銹蝕比較嚴(yán)重的礦井，銹蝕與磨損起互相促進(jìn)的作用。根據(jù)鋼絲繩使用環(huán)境的不同和壽命影響主要因素的差異，一般采取潤(rùn)滑、定期檢查等最常見、最簡(jiǎn)單的維護(hù)方法。
（1）潤(rùn)滑。潤(rùn)滑對(duì)鋼絲繩的壽命影響很大，需要注意的是，提升方式不同，選擇的潤(rùn)滑油的類型也不同，要根據(jù)不同的情況合理選擇潤(rùn)滑油。有資料表明，定期的、系統(tǒng)的潤(rùn)滑可使鋼絲繩的壽命延長(zhǎng)2~3倍。對(duì)在用鋼絲繩的檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，維護(hù)保養(yǎng)不當(dāng)?shù)脑谟娩摻z繩外觀銹蝕嚴(yán)重，接觸鋼絲繩外表面有銹皮脫落；拆絲時(shí)繩芯干枯，鋼絲表面銹蝕麻坑處處可見。若此類鋼絲繩繼續(xù)使用，嚴(yán)重威脅設(shè)備和人員的安全。
（2）定期檢查。鋼絲繩在工作時(shí)受多種應(yīng)力的作用，如靜應(yīng)力、動(dòng)應(yīng)力、彎曲應(yīng)力、扭轉(zhuǎn)應(yīng)力、接觸應(yīng)力、擠壓及捻制應(yīng)力等，這些應(yīng)力的反復(fù)作用將導(dǎo)致鋼絲繩出現(xiàn)疲勞斷絲，另外磨損和銹蝕也是加速斷絲的重要方面。因此應(yīng)該定期對(duì)鋼絲繩進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)斷絲及時(shí)處理。否則情況發(fā)展越來(lái)越快，嚴(yán)重會(huì)發(fā)生斷繩事故。在檢查過程中，工作人員一定要認(rèn)真、仔細(xì)的檢查，并作好詳細(xì)清晰的檢查記錄。
在使用中的鋼絲繩定期檢驗(yàn)尤為重要，因?yàn)槭艿降V井環(huán)境酸堿程度的影響，鋼絲繩使用環(huán)境比較惡劣，油脂脫落、鋼絲銹蝕、磨損加劇等等都一直影響著在用鋼絲繩的性能變化。
4.非穩(wěn)定載荷和工作環(huán)境因素
非穩(wěn)定載荷，主要是指鋼絲繩受到了劇烈的沖擊振動(dòng)的載荷。鋼絲繩在使用的過程中，運(yùn)行速度常常會(huì)發(fā)生變化，造成沖擊載荷。雖然沖擊載荷不一定會(huì)導(dǎo)致鋼絲繩斷裂，但是多次的沖擊，也會(huì)嚴(yán)重地縮短鋼絲繩的使用壽命。對(duì)于那些已經(jīng)使用了很長(zhǎng)一段時(shí)間的鋼絲繩，伸縮性會(huì)變小，抵抗沖擊性的能力也會(huì)變低。所以，要避免運(yùn)動(dòng)中極具的變化，這樣可以縮小鋼絲的使用壽命。鋼絲繩在井筒淋水、潮濕以及污染等惡劣環(huán)境中，會(huì)因?yàn)殡娀瘜W(xué)反應(yīng)的作用和細(xì)菌的侵蝕等被腐蝕，這會(huì)直接影響到鋼絲繩的使用壽命。所以在惡劣的環(huán)境中要勤加油潤(rùn)滑，還要采用鍍鋅等能有效地防止鋼絲繩的腐蝕的特種繩。
總之，鋼絲繩的使用壽命跟許多因素有關(guān)，因此要采用不同措施。在選擇鋼絲繩時(shí)，質(zhì)量要有保障，還要在日常使用中做好鋼絲繩的維護(hù)，特別是在腐蝕性的環(huán)境中更要做到這些，從而延長(zhǎng)鋼絲繩的使用壽命、保證礦井安全并有效率的生產(chǎn)作業(yè)，保障提升系統(tǒng)安全高效經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
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