姚桥煤矿提升机钢丝绳在线检测系统建设

王硕

摘要：提升机钢丝绳的安全一直是煤矿重大设备管理过程中的“盲点”或“危险源”，为了保障其安全运行，姚桥煤矿建设一整套基于漏磁法和磁通法两种检测原理，集成式多探头无损检测的煤矿提升机钢丝绳在线检测系统，为提升机钢丝绳的安全状况准确评估提供有效的技术支撑。

关键词：煤矿提升机;钢丝绳;无损检测;强磁漏磁

引言

钢丝绳作为起重、运输、提升及承载等重大装备与重要设施度危险构件，被煤矿企业视为“生命线”。由于钢丝绳结构复杂，在淋水、粉尘、含硫气体等恶劣的使用环境下，会出现不可修复的损伤现象，如断丝、磨损、疲劳、锈蚀、变形等，因此钢丝绳的安全一直是煤矿企业重大设备管理过程中的“盲点”或“危险源”。

1 现状及建设目标

姚桥煤矿主井为井塔式立井双箕斗提升，提升机型号为JKM2.8×4ZII型，提升高度427.4米;新主井为落地式立井双箕斗提升，提升机型号为JKMD4.5×4Ⅲ型提升机，提升高度670米。1#副井提升方式为井塔式立井双罐笼提升，提升机型号为JKM1.85×4型，提升高度436米，主要担负着-400m水平的提人、上下材料和提矸任务;2#副井提升方式为落地式立井双罐笼提升，提升机型号为JKMD4×4Ⅲ型，提升高度686米，主要担负着-650m及以下水平的提人、上下材料和提矸任务。

目前，由于缺少可靠、准确的检测手段，姚桥煤矿主/副井提升系统仍沿用人工检查和定期更换措施的方式，保证提升钢丝绳的安全运行，在钢丝绳管理上一直处于一种“重视但没有有效手段”的尴尬境地，具体体现在以下几个方面：

（1）不安全：钢丝绳一旦发生断绳事故，必然导致设备损害、人员伤亡、停产整顿等，损失巨大。

（2）不经济：为避免钢丝绳事故，采用定期更换的措施，导致运行、维护成本的提高。

（3）效率低：按照《煤矿安全规程》的要求，每天需对钢丝绳检查1次/1小时，每年浪费276小时以上宝贵的生产时间。

（4）不可靠：人工检查只能部分检出钢丝绳外部较明显的损伤，而对钢丝绳内部的磨损、断丝、锈蚀等损伤根本无法检出，许多重大事故隐患根本无法发现。

为了保证提升钢丝绳安全，解决人工检查效率低下，人力及时间成本大量浪费的问题，姚桥煤矿在主/副井提升机房建设钢丝绳在线检测系统。利用先进的管理和技术手段加强钢丝绳检测、承载能力评估、安全管理等工作，从整体上提高提升设备的管理水平，保障钢丝绳安全运行。

2 系统组成

如图1所示，提升钢丝绳在线检测系统主要包含两个部分内容：巡检系统与远程专家协作服务。其中，远程专家协作服务主要包括数据共享平台和协作服务。

（1）巡检系统

巡检系统包括移动在线式智能检测单元和数据分析软件两个部分。移动在线式智能检测单元采用最新独创的永磁励磁装置提供恒定励磁磁场，通过传感器（磁回路）局部瞬时磁化钢丝绳，钢丝绳中的轴向总磁通以及漏磁场强度，能通过霍尔效应传感器、环绕（感应）线圈来测定。基于漏磁法和磁通法，可同时测定钢丝绳上的局部损伤缺陷和截面积损失百分比缺陷，并通过输出的电信号，在A/D转换模块转换成数字信号，检测信号经放大、滤波后由软件完成识别和判定，完成在役钢丝绳的寿命预测与安全评估。

（2）远程专家协作服务

包括数据共享平台及协作服务两部分。检测数据自动上传至数据共享平台，由远程工程师在24小时内对数据进行分析，并上传检测分析报告。数据共享平台支持检测分析报告到达自动提醒，同时推送至智能检测单元进行显示，支持报告打印输出。

3 系统主要功能

系统主要功能表现在永磁瞬时励磁、智能化检测单元、实时回检、数据分析、数据共享等几个方面：

（1）永磁瞬时励磁

采用独特永磁瞬时励磁方式，基于漏磁法和磁通法两种检测原理双功能实现对钢丝绳内外部的断丝、磨损、锈蚀、变形、松股等缺陷的准确检测和安全评估，并能准确定位缺陷类型和位置。

（2）智能化检测单元

采用非接触式探头，抗干扰能力强;不受钢丝绳工况影响，磁化后的钢丝绳剩磁小，不影响井筒其他磁性传感器的工作。

（3）實时回检

采用全新的数字信号算法，形成“实时回检”技术，实现现场检测，现场验证，现场定位、定性、定量保证准确无误。

（4）数据分析

检测过程中检测数据自动采集后，自动远程传输至检测数据分析平台，由远程后台分析工程师在24小时内进行分析。

（5）数据共享

系统可构建现场-矿山-集团层面三级钢丝绳安全管理监控平台，实现检测数据的实时查看、实时提醒及钢丝绳健康状况分析及预警等功能。

4 总结

姚桥煤矿建设提升钢丝绳在线检测系统，采用永磁瞬时励磁方式，基于漏磁法和磁通法两种检测原理双功能，实现对提升钢丝绳内外部的断丝、磨损、锈蚀、变形等缺陷的准确检测和安全评估，结合远程后台分析工程师在24小时内进行分析，保证提升钢丝绳安全，解决人工检查效率低、不安全、不可靠、人力及时间成本大量浪费的不利局面，提升煤矿安全、经济效益。

参考文献：

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