提升机钢丝绳的安全检查与日常维护

鲍万臣 程相文 李胜辉 陈 雷

（1.河北联合大学机械工程学院 河北唐山 2.河北钢铁集团滦县司家营铁矿有限公司 河北唐山）

一、引言

滦县司家营铁矿隶属于河北钢铁集团矿业有限公司，是一家大型矿山采选联合企业，以勘探线划分为北区和南区，其中北区位于S6～N34勘探线，全长为4 km。一期工程主要是开发北区的Ⅱ、Ⅲ采场，Ⅱ采场设计采用露天开采，Ⅲ采场采用地下开采，其位于S6～N4勘探线之间。采用竖井与斜坡道联合开拓，设计开采能力200万t/a，目前生产中段在-180 m水平，采用无底柱分段崩落采矿法。提升井有3条，2条主井用于提升矿石，使用钢丝绳型号为18×19S+FC，直径为36 mm，悬挂长度约330 m，连接3.2 m3箕斗；1条副井用于升降人员及物料，使用钢丝绳型号为18×19S+FC，直径为32 mm，悬挂长度约340 m，连接QM1-2型双层罐笼。三井均采用型号为2JK-3/20A单绳缠绕式提升机。

井采矿山虽然高度重视提升钢丝绳的安全使用问题，但在使用过程中仍然存在着：普通润滑油对钢丝绳的润滑保养达不到理想效果；频繁更换钢丝绳造成人力和财力的浪费；人工验绳只能检查出钢丝绳外部损伤和锈蚀情况，对内部问题无法检查等。为此，通过采用对钢丝绳进行特种润滑剂维护；在坚持岗位日常点检的前提下，进一步强化专业检查的深度和频率；使用TCK弱磁无损检测仪检测；定期剁绳头及请专业机构进行检测等，实现了企业制定的确保钢丝绳安全与高效运行的管理目标。

二、采购与入库管理

钢丝绳的入库检验，主要包括钢丝绳的到货验收检验和资料保存。目的是便于全面了解钢丝绳的情况，为以后安全使用提供科学依据。验收方法如下：

（1）新绳验收。专业人员负责新绳到货后的验收，包括检查产品说明书、出厂合格证、矿用产品安全标志、外观结构、钢丝绳直径、外观状况（如制造与编织质量，有无挤伤或擦伤等缺陷），应符合GB 8918—2006《重要用途钢丝绳》的国家标准要求；在新钢丝绳无受损的端部截取＞1.5 m钢丝绳进行最小破断拉力、钢丝的反复弯曲及扭转等项目检验，检验结果应符合GB 16423—2006《金属非金属矿山安全规程》中的规定。当断面积与钢丝绳总断面积之比≥6%，或安全系数＜9时，不能用于人员升降；断面积与钢丝绳总断面积之比≥10%，或安全系数＜6.5时，不能用于物料升降。

（2）建立使用档案。入库检验完毕后，将出厂合格证和检验合格证收集并存档，以确保钢丝绳资料完整。在钢丝绳存储时间≥6个月后，投用前需取样进行检验，检验项目及标准与入库检验时相同。新钢丝绳投用后，应及时建立使用档案，并将使用时间和后续检验资料等列入档案内。

三、岗位日常点检

提升钢丝绳在使用过程中，因受外力作用和使用环境影响而发生强度下降问题。为保证安全生产，每天需按照相关规定进行验绳，包括断丝、润滑、锈蚀、绳头与绳卡等。

（1）检查断丝。检查时由两名岗位操作工配合进行，一人操作提升设备，以＜0.3 m/s的速度运行，另一人则在验绳平台上以眼看、手摸的方式进行检查，发现问题后应及时停车，并进行详细检查和记录。主要是检查断丝的根数、部位以及捻距断丝情况。钢丝绳一个捻距内的断丝面积与钢丝绳总断面积之比达到5%时，应立即更换钢丝绳。断丝的突出部分必须剪下，因为它会在运行过程中摩擦天轮绳衬，对其他钢丝及滚筒也会造成损伤，还可能挂住松绳信号装置使其误动作。

（2）检查钢丝绳的润滑和锈蚀情况。锈蚀对钢丝绳的强度和耐冲击性能影响很大，比断丝和磨损更加重要。钢丝绳外部涂油主要作用是保护外部钢丝不受锈蚀，阻止井筒潮湿空气进入，减小钢丝绳股间与丝间磨损。当钢丝绳的钢丝有变黑、锈皮、点蚀麻坑等损伤时，不可用于人员升降；钢丝绳锈蚀严重、点蚀麻坑形成沟纹或外层钢丝松动时，不论断丝多少或绳径大小，均应立即更换。

（3）检查绳头与绳卡。检查绳头（桃形环）处与绳卡处的断丝及锈蚀情况，此处钢丝绳在运行中不但受到的冲击力最大，还有横向振动力和动应力，使钢丝绳提前出现疲劳断丝而缩短寿命。因此，为提高钢丝绳整体寿命，要加强检查和定期剁绳头，以改变绳头处的受力状况。

四、实施专业化管理

司家营铁矿针对矿用提升系统的重要性及设备复杂性，成立了由相关技术人员组成的专业检查小组，不但要核实岗位人员日常点检结果，还利用工具或精密仪器等对钢丝绳进行全方位检查，以增加检查深度和频率，消除检查盲区。

（1）检查钢丝绳拉伸及磨损情况。钢丝绳直径需用宽钳口式的游标卡尺测量，其钳口的最小宽度应足以跨越两个相邻的股，精度不低于0.05 mm。测量应在无张力的条件下，在距钢丝绳端头以外的直线部位上进行，在相距至少1 m的两个截面的不同方向上测量两个直径，以4次测量结果的平均值作为钢丝绳直径的实测值。钢丝绳实际直径达到新钢丝绳标称直径的90%时，应立即更换新绳。

（2）特殊情况下的故障诊断。提升钢丝绳在运行中受到卡罐、突然停车等猛烈拉力时，其受到的冲击最大，有可能出现钢丝绳严重扭曲或变形、断丝增加和产生局部变细。受猛烈拉力的一段钢丝绳长度伸长后，会使钢丝绳的各项强度及机械性能急骤下降，直接影响钢丝绳的使用寿命及提升安全。当发现：钢丝绳产生严重扭曲或变形；断丝数量或直径减小量超过规定要求；受到猛烈拉伸的一段长度伸长量≥0.5%时，应将受力段切除或更换新绳。

（3）钢丝绳无损检测。为了加强钢丝绳无损检测管理，企业专门购置了TCK便携式钢丝绳无损探伤仪，由专业人员每月对在用钢丝绳进行一次检查，对各种损伤程度进行定量检测，以正确评估被测钢丝绳的承载能力、安全系数和使用寿命。优点是：检测后可立即查阅检测数据、波形图表、分析报告和表格化检测结果，打印出规范的检测报告，为安全使用与合理更新提供科学依据，弥补了人工验绳的缺陷。根据影响钢丝绳性能的因素，以及生产厂家通过多年试验和应用情况，推荐使用钢丝绳的判定上限设为10%，判定标准如表1。

（4）钢丝绳的定期检验。依照《金属非金属矿山安全规程》对在用钢丝绳进行每隔6个月一次的定期检验，检验项目及标准与入库检验时相同。优点是：可以了解钢丝绳机械性能变化情况，比较钢丝绳内外部钢丝的损伤程度；剁绳头可移动受伤最严重部位的位置，改善钢丝绳的受力状况，延长钢丝绳使用寿命；凡检验不合格的钢丝绳，可立即更换，以消除不安全隐患。

表1 钢丝绳判定标准

（5）钢丝绳润滑问题。润滑是延长钢丝绳使用寿命和保证安全的重要措施。一方面，由于钢丝绳在使用过程中，油脂会被不断挤出，为了减轻磨损和防止腐蚀与生锈，需要加大对钢丝绳的防护力度。另一方面，由于矿井井筒淋水湿度大，钢丝绳的使用条件较为恶劣，只有采取有效地涂油等方式，才会显著提高钢丝绳的使用寿命。通过长期的选油实践及不断对比，最终选定了LHT-605钢丝绳防护润滑脂，因渗透性能好、黏度大，低温条件下不会硬化，高温条件下不易流淌，防锈蚀和润滑性能均较好。使用后，润滑周期已由1个月增至3个月。需注意，人工涂油时，应先将钢丝绳上的油垢清除干净，否则油垢会阻碍新油与钢丝绳接触，不但起不到润滑和防锈作用，还会加速钢丝间的磨损，而使其提前报废。

五、结语

为了加强提升机钢丝绳的安全检查与日常维护管理，企业要求所有矿用钢丝绳必须严格按照《金属非金属安全规程》中的有关规定与要求，不但要加强安全与使用管理，做好日常使用检查和维护等工作，还要结合行业制定的检验指标与工作要求，积极引进先进的检测仪器和采用科学的检测方法。既能为相关部门准确地掌握钢丝绳的安全使用情况提供科学依据，又能为实现矿山提升系统的安全可控及高效使用等目标，起到保驾护航的作用。