矿井提升机钢丝绳使用与维护研究

矿井提升机钢丝绳使用与维护研究

林胜威

广西华锡矿业有限公司铜坑矿业分公司， 广西 河池 542702

摘要：在矿山竖井提升过程中，钢丝绳的安全性是提高运输重要环节。它的作用是连接提升容器，绞车工作时通过递动力，电机带动主动滚筒，再带动钢丝绳，使起重设备沿轴线作上下运动。在实际应用过程中，提升钢丝绳会出现超载、拉力或配重不平衡等隐患，造成打滑、甚至断绳等事故。因此，在矿山日常生产运行中，对矿用提升机提升钢丝绳张力、数据、运行和负载状态进行监测，对设备的运行有非常重要作用。提升机提升绳张力监测系统，由信号采集装置、接收器、传感器、防爆电池组以及主机软件组成。通过系统实时监测提升绳张力，有效提高矿用起重机的运行效率。因此，对钢丝绳和相关系统进行日常监测维护就显得尤为重要。

关键词：矿井；提升机；钢丝绳；维护；研究

中图分类号： TD532 文献标识码： A

引言

提升机是矿山生产的重要设备，但传统传感器和数据传输不能实现在线监测。 因此，在实际设备运行中，很难及时发现起钢丝绳存在的超载、张力不平衡等安全隐患，导致发生较大的安全重大事故。因此，技术人员必须加强通过考察提升钢丝绳张力监测系统和相关数据的监测，才能保证矿山生产的顺利进行。

1矿山提升钢丝绳的分类

1.1钢丝绳捻向分类

如果要按捻向分类，可分为同向捻、交替捻和混捻。扭转方向用字母（Z 或 S）表示。首字母代表钢丝的捻转方法，第二字母代表股的扭转方法，如SZ代表向右可变扭转，SS 表示左转同向。通常情况下，矿用摩擦绞车钢丝绳为4绳或6绳。钢绳在左旋方向和右旋方向交替放置。该方式使钢丝绳收紧均匀，对松动极为敏感。钢绳同向编织的优点是，缠绕方向相同形成钢索绳。具有良好的柔韧性。与交互式编织方式相比，该方法使绳与卷筒槽的接触面积更大，摩擦力也会更强。但其缺点是如不进行预变形措施处理，容易松脱和弯曲。交替放置提升绳的优点是当提升绳成条带时，缠绕方向相反，在使用时不易松脱。与同向绞合的钢丝绳相比不易产生断丝。一般多用于高功率绞车的操作应用中。该方法的缺点是柔韧性差，绳与卷筒接触面积相对要小，导致摩擦力也比较小。因此，设置第一卷钢丝绳的效果非常重要。

1.2钢丝绳的接触状态分类

根据钢索接触状态，可分为点、线、面三种接触。首先点接触类型的钢绳。钢丝层间会有接触点。钢丝线材与同规格的钢丝进行绞合，但钢丝间的应力较大，尤其绕卷筒和导轮旋转时，钢丝会发生二次弯曲和变形。由于其横向压缩受力复杂，导致钢丝容易打滑，使钢索抗疲劳性低。该类型的钢丝绳很少在起重设备中使用。其次是线型钢绳接触。线接触电类型的钢丝绳，其与相邻的钢丝按等距绞合，绞合中的钢绳相互平行。这种类型的钢丝绳抗疲劳性能好，相对滑移小，结构紧凑，也存在一定的二次弯曲现象，使用寿命通常比较较长。最后是钢绳表面接触类型。这是由线型接触钢绳发展而来，在应用时，它会缠绕或挤压线钢索，使钢索发生变形而达到面接触效果。面接触型的钢绳具有结构紧凑、不易变形、接触面积大、韧性强的优点。三次弯曲应力也小，破断力高，但该种钢索几乎没有弹性。

2 矿山提升钢丝绳监测系统的应用

起重机钢丝绳监测系统，由压力传感器、防爆电池组、槽轮取力器、主机软件系统、信号采集接收装置以及箱体等组成。电装置发电给本安防爆电池进行充电。并成为传感器和采集传输设备的供电电源。传感器要安装在楔形环和矿井罐笼之间，将受力转换成信号馈送到数据传输装置。这些信号被采样后，通过无线采集发射装置发射至中继器，然后再送至接收装置。上位机通接口与接收装置连接。从而使用上位机软件读取数据并显示和报警。系统的主要部件包括，传感器：在生产过程中，通常采用压阻式压力传感器。电阻应变计是传感器的主要部件。通过应变片吸附在基材上，电阻随力的变化而引起的机械应变而变化，也可称作电阻应变效应。信号采集传输装置：该装置通常用msp430做为主控芯片，同时使用AD7705为转换芯片，通过无线传输模块进行传输数据。主控芯片将转换的信号，经处理后送入串口，再由发射模块进行发送。解码器：它同样以msp430为主芯片，通过无线模块进行数据的收发。模块接收信号后，由主控芯片处理数据，再由模块进行发送，以发挥桥接器和发射设备的作用。信号接收装置：它主要由无线传输模块组成，负责接收数据并持续将数据发送至工控机。

3加强矿井钢丝绳的日常维护的相关措施

3.1防止钢丝绳脱槽

在井筒提升过程中，由于受井筒质量、罐耳以及摩擦衬垫等的影响。在提升作业时提升钢丝绳的摆动量会发生巨大的变化，导致提升钢丝绳摆动量会发生变化。所以在提升机及钢丝绳的维护过程中，技术人员要加强对首根油槽的调整，避免出现钢绳拉紧问题的出现，使槽部调整影响提升机绳索的运行。此外，外界环境的影响，钢丝绳产油量也增加。尤其在低温条件下，油液容易积聚，运行时油室处于活动状态时，容易使钢丝绳从槽中脱出。造成提升绳磨损，甚至损坏提升机。因此，技术人员矿井正常生产过程中，应加强系统维护，监测提升绳的摆幅度，避免提升绳出现脱槽事故的发生。

3.2加强对提升绳的润滑保养

矿用起重机钢丝绳通常采用AB级镀锌钢丝绳材料制成，其线芯采用纤维绳芯，芯内存有定量的增摩擦油脂。以减少在钢索运行时产生的磨损。起重机在运行中，会受到拉力、弯曲力等不同作用。导致钢丝绳间或其与摩擦片间产生磨损，能合理的进行润滑脂保养，有效减少了绳间的磨损程度。增加提升绳的作用效果。因此，技术人员必须加强日常保养中，必须注意观察钢丝绳的润滑情况，以便及时补充。此外，提升机安装在矿井中，矿井水也会对钢丝绳起到一定的侵蚀。为了防止纤维芯中失油过多，必须对钢绳及时进行润滑处理^[1]。

3.3提升钢丝绳绳制造质量，加强安装过程管理力度

起重钢丝绳的材料质量，对使其设备的使用寿命和正常生产都会产生影响。其绞合工艺、拉索批号、麻芯质量、使用时的预应力处理、使用的润滑脂质量等会对提升的使用效果和安全性产生重要作用。在选择提升绳时，要使用技术成熟、产品质量可靠、信誉好的厂家合作，严禁使用劣质提升绳。在使用前做好现场验收和相关试验，以确保钢丝绳质量合格。同时要注意提升安装或更换过程，避免绳体损坏。在进行提升绳的安装或更换时，施工人员须采取科学的保护措施，以免对提升绳和相关设备造成损坏。新绳带旧绳时，每隔20m用夹子固定，以避免损坏新绳。近年许多矿山采用了换缆车更换提升绳，提升了换绳质量和速度，有效延长了提升绳的正常使用寿命。由于该方法具有操作步骤工少，强度低的特点。因此逐步在全国矿山开展了有效的推广^[2]。

3.4加强对提升系统的使用维护管理

在整个提升系统中，包括机械部件、制动、电控、提升绳、开关等，都会对提升绳的使用及整体提升系统的运行产生严重影响。因此，技术人员必须加强对提升系统的使用和维护管理。保证提升机提升系统部件处于良好运行状态，避免跑绳、断绳、过载等安全事故的发生。同时加强日常检查力度，避免异物掉入轴内，造成设备损坏，确保设备没有对提升绳施加额外的作用力。当润滑脂的粘度增加摩擦力增大时，及时进行润滑处理，保证设备的运行性能^[3]。

结束语

总之，矿山立井钢丝绳在使用中会受到很多因素影响。技术人员必须应根据不同因素制定科学的维护措施。 在日常使用过程中，谨慎使用钢丝绳，并加强维修以及时消除安全隐患，在操作时还要注意吊装过程的安全性。加强对起重机加速时对提升绳作用的监管，避免提升运输事故的发生，延长其使用寿命，保证矿石运输系统的正常运转。

参考文献：

[1]李家安. 矿井提升恒减速制动系统电液控制装置性能研究[D].安徽理工大学,2019.

[2]于恩军.摩擦式提升机提升钢丝绳寿命影响因素浅析[J].矿山机械,2019,47(06):12-15.

[3]万园. 超深矿井提升机钢丝绳在拉伸载荷作用下的力学特性及寿命预测[D].重庆大学,2019.