千米立井提升钢丝绳的管理与维护

张新春，赵韶亭

（山东唐口煤业有限公司，山东济宁 272055）

0 引言

多绳摩擦提升机在矿井提升系统广泛应用，提升钢丝绳在日常使用中具有提升负荷大，工作时间长的特点。如果日常维护不到位，很容易造成钢丝绳损伤，使用寿命缩短，造成不可挽回的事故。通过对日常管理、维护数据的总结和分析，以及对影响提升钢丝绳安全性能的各种因素的研究，总结建立系统的管理和维护方法。

1 提升系统简介

山东唐口煤业有限公司现有北副井提升机1 部、南副井提升机1 部，主井提升机2 部，主井采用双系统提升，落地式多绳摩擦提升方式，主井井筒直径7.5 m，井深1029 m，提升高度996.2 m，最高提升速度12.36 m/s；井筒内敷设8 路200×200 方钢罐道；主井井架重量约745 t，高度62 m，天轮摩擦轮直径4 m；提升钢丝绳绳径40 mm，每套系统配2 条平衡尾绳；提升箕斗为4 个，南北车房各控制2 个箕斗，每个箕斗设计提升重量为17 t。采用上海冶金矿山机械厂生产的JKMD-4×4（Z）型落地式摩擦提升机，配用哈尔滨电机厂生产的ZKTD3100/500 型低速直流电机，额定功率2600 kW，额定电压900 V，励磁电压110 V，额定电流3290 A，励磁电流184.5 A，额定转速59 r/min，重量71 000 kg。

2 钢丝绳的应用管理

2.1 备用钢丝绳管理

2.1.1 备用钢丝绳验收

钢丝绳在生产过程中或多或少会出现一定质量问题，为尽可能避免因某条钢丝绳质量问题，造成钢丝绳提前更换，需对新钢丝绳进行检验。钢丝绳检验时，要注意做好钢丝绳防护工作，避免钢丝绳与地面或金属接触摩擦。

2.1.2 备用钢丝绳储存注意事项

选择一个干净、通风、干燥的地方，如果不是室内仓库，要用防水材料覆盖。长期存储的钢丝绳要定期旋转，尤其是在温暖的环境中，以防止油脂流动、聚积。

不要将钢丝绳储存在不断升温的地方，这样会影响钢丝绳的使用，严重时会大大降低钢丝绳原有强度，影响使用。保证钢丝绳存放地点不易受化学烟雾、蒸汽或其他腐蚀媒介侵蚀。钢丝绳搬运过程中，要避免出现意外损坏。

2.2 在用钢丝绳管理

2.2.1 钢丝绳检查管理

（1）对提升钢丝绳的日检和对平衡钢丝绳等的周检，都必须将检查结果记入钢丝绳检查记录簿，并由检查人员签字。记录的内容应包括断丝、锈蚀、直径缩小、捻距变化和其他损伤等情况。

（2）矿机电管理者至少每月查阅一次钢丝绳检查记录簿，查阅后签字，并注明查阅日期。

2.2.2 钢丝绳数据管理

（1）钢丝绳的直径d。钢丝绳的直径是钢丝绳外层股的外接圆的直径。

（2）钢丝绳捻距。股的捻距：钢丝围绕中心丝旋转一周，相对应的两点的直线距离。绳的捻距：股围绕钢丝绳芯旋转一周，相对应的两点的直线距离。

（3）绳槽。①绳槽标准：正确的绳槽直径应该为1.05d，最优的绳槽直径为（1.06～1.08）d；②绳槽尺寸过大：槽尺寸过大从而使绳槽对钢丝绳的承托不足。对于钢质绳槽而言，如果绳槽直径大于钢丝绳直径的量超过15%时就被认为是过大。对于合成材料衬垫的绳槽而言，超过20%就被认为是过大；③绳槽尺寸过小：绳槽尺寸过小会伤害钢丝绳以及使钢丝绳变形。

（4）断丝。①断丝位置标准：检查钢丝绳时，应利用提升容器位置指示器或其他标志确定断丝和其他损伤的部位。对易损坏或腐蚀较重、断丝较多的部位和区段，应重点检查；②断丝检查方法：钢丝断丝检查采用人工肉眼检查和仪器检测相结合的方式。对比分析可得，人工检查钢丝绳断丝与仪器检测断丝基本对应；③断丝检查规定：主井每天检修时间为2 h，唐口煤矿每套钢丝绳全绳检查大约需要40 min，无法满足每天全绳检查要求。保证每天针对钢丝绳加减速段等重点段进行检查，保证每周至少对全绳进行一次检查。每周对全绳检查钢丝绳数据进行分析，确定下周钢丝绳重点检查区域。每半月对钢丝绳进行一次检测，检测数据与人工检查数据进行对比，发现异常及时现场查看；④断丝处理方法：对已发现的断丝，必须把断丝部分剪下来，防止钢丝绳在通过天轮、滚筒时损坏衬垫或断头被拉长。保管好断丝头作好记录，为以后分析钢丝绳的质量和使用中出现的问题提供根据。

2.3 钢丝绳报废管理

常见的钢丝绳报废原因有：钢丝绳锈蚀；钢丝绳扭曲变形；钢丝绳机械损伤；钢丝绳断丝超限；钢丝绳断丝急剧增加。唐口煤业公司主提升机钢丝绳绝大多数是因为锈蚀原因导致更换。根据钢丝绳的锈蚀情况对钢丝绳进行分级，钢丝绳的锈蚀等级如下。

（1）I 级锈蚀。钢丝变色，失去光泽，有轻微锈皮或细小的点蚀，抗拉强度损失在10%以下。

（2）Ⅱ级锈蚀。钢丝表面锈皮较厚，出现点蚀麻坑，但尚未连成沟纹，抗拉强度损失10%～20%。

（3）Ⅲ级锈蚀。钢丝表面有严重的锈蚀裂纹、点蚀麻坑形成沟纹，外层钢丝松动，抗拉强度损失20%以上。

对于I 级锈蚀的钢丝绳，必须加强检查，记录锈蚀发展情况，并结合断丝、变细和使用时间等具体情况确定是否更换；升降物料的钢丝绳达到Ⅱ级锈蚀并发观断丝时，必须加强检查；如果断丝发展速度较快，应结合锈蚀因素确定是否更换；升降人员的钢丝绳达到Ⅱ级锈蚀时，必须立即更换；升降物料的钢丝绳达到Ⅲ级锈蚀时，必须立即更换。

3 钢丝绳维护保养

3.1 钢丝绳平衡油缸维护

钢丝绳平衡油缸在平衡钢丝绳受力中起到重要作用，根据日常维修实践总结出以下原因和处理措施。

（1）原因1。钢丝绳更换工艺导致，先更换钢丝绳受力大，后更换钢丝绳受力相对较小。

措施：在换绳过程中对钢丝绳进行预拉伸处理，在换绳完毕后，对4 条钢丝绳长度进行调节，一般来说，为平衡4 条钢丝绳受力不均的情况，先更换钢丝绳比后更换钢丝绳需调节长度要短。

（2）原因2。摩擦衬垫直径不同；新更换的摩擦衬垫；新投入使用的提升机衬垫；矿用摩擦式提升机滚筒不圆导致衬垫不均；摩擦衬垫摩擦材料表面损坏或失效；提升机摩擦衬垫绳槽积油；提升机摩擦衬垫的绳槽磨偏。

措施：对新衬垫或损伤衬垫进行修复处理。采用绳槽车削机对绳槽进行切削，车槽装置作用在多绳提升机初次安装新的摩擦衬垫或磨损之后的衬块车削，以增加钢丝绳与衬块间的接触面积。调节各钢丝绳之间的拉力，以延长钢丝绳和摩擦衬块的使用寿命。绳槽车削机可精确控制进刀尺寸，车削精度可达0.04 mm，将绳槽状态保持在最佳。

（3）原因3。由于安装不规范等导致天轮和滚筒提升中心线存在偏差。

措施：对天轮或提升机滚筒提升中心线进行测量，找出其偏差量，利用更换天轮或轴承时，对提升中心线进行调整。

（4）原因4。由于井深绳长，钢丝绳窜动量超出油缸调节范围。

措施1：增加油缸有效行程。通过与厂家沟通协调，将主井钢丝绳悬挂装置进行修改，在保证提升系统安全的前提下，将油缸行程由0.8 m 增加到1.2 m。

措施2：及时调节钢丝绳长度。当钢丝绳伸长量超出自身调节范围时，需采取调整钢丝绳长度的方式，对钢丝绳受力进行调整，达到平衡张力的目的。钢丝绳调整长度需根据同一时刻，A、B 箕斗油缸长度决定。每条油缸调整长度各不相同。

3.2 易损伤部位维护

对于锁绳提罐部位，由于锁绳提罐会对钢丝绳造成巨大损伤，因此，除不可避免原因，同一位置钢丝绳不要进行2 次锁绳。对锁绳位置钢丝绳进行标记，作为日常检查的重点。

对使用楔形环的连接装置，每季度应将绳卡子打开进行检查，并将钢丝绳串出0.5 m。发现断丝及时处理，并根据钢丝长度对断丝位置进行调整，使断丝位置避开受力点。

3.3 钢丝绳油脂维护

当钢丝绳使用一段时间或天气变冷时，容易造成钢丝绳出油现象，溢出的油脂不及时清理，会对钢丝绳及绳槽造成损伤，甚至会出现钢丝绳跑绳现象。钢丝绳油清理一般采用人工或钢丝绳专用除油剂进行清理。

钢丝之间充满油脂，可有效减少钢丝绳在运动的过程中股股之间、丝与丝之间的摩擦挤压，防止有害气体从内部腐蚀瓦解镀层，延长钢丝绳使用寿命。

3.4 井筒装备维护

在自动装载时，主闸门开启后进行装载，待该箕斗到卸载位置后，给系统一个卸载完成信号，只有当程序接到卸载完成信号后，主闸门才能再次开启，防止二次装载。装载信号工在检修开始前，需空载提升一钩，防止箕斗及定量斗内存煤。检修过程中，维修工检查定量斗闸门时，必须对定量斗内存煤情况进行确认，防止定量斗内积煤卸入井筒。装载站信号工在检修后第一钩、空仓后第一钩、故障后第一钩以及在不确定箕斗内有无煤炭时，必须停止装载，只打信号，A、B 箕斗各提升一次后方可再次装载。

4 结语

结合山东唐口煤矿的实际情况，针对煤矿立井钢丝绳维护困难的现状进行分析，并对千米立井提升钢丝绳日常运行维护数据的总结，以及对影响提升钢丝绳安全性能的各种因素的研究，提出了立井提升钢丝绳管理与维护的方法。