鮑萬臣 程相文 李勝輝 陳 雷

（1.河北聯(lián)合大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 河北唐山 2.河北鋼鐵集團(tuán)灤縣司家營鐵礦有限公司 河北唐山）

一、引言

灤縣司家營鐵礦隸屬于河北鋼鐵集團(tuán)礦業(yè)有限公司，是一家大型礦山采選聯(lián)合企業(yè)，以勘探線劃分為北區(qū)和南區(qū)，其中北區(qū)位于S6～N34勘探線，全長為4 km。一期工程主要是開發(fā)北區(qū)的Ⅱ、Ⅲ采場，Ⅱ采場設(shè)計(jì)采用露天開采，Ⅲ采場采用地下開采，其位于S6～N4勘探線之間。采用豎井與斜坡道聯(lián)合開拓，設(shè)計(jì)開采能力200萬t/a，目前生產(chǎn)中段在-180 m水平，采用無底柱分段崩落采礦法。提升井有3條，2條主井用于提升礦石，使用鋼絲繩型號(hào)為18×19S+FC，直徑為36 mm，懸掛長度約330 m，連接3.2 m3箕斗；1條副井用于升降人員及物料，使用鋼絲繩型號(hào)為18×19S+FC，直徑為32 mm，懸掛長度約340 m，連接QM1-2型雙層罐籠。三井均采用型號(hào)為2JK-3/20A單繩纏繞式提升機(jī)。

井采礦山雖然高度重視提升鋼絲繩的安全使用問題，但在使用過程中仍然存在著：普通潤滑油對(duì)鋼絲繩的潤滑保養(yǎng)達(dá)不到理想效果；頻繁更換鋼絲繩造成人力和財(cái)力的浪費(fèi)；人工驗(yàn)繩只能檢查出鋼絲繩外部損傷和銹蝕情況，對(duì)內(nèi)部問題無法檢查等。為此，通過采用對(duì)鋼絲繩進(jìn)行特種潤滑劑維護(hù)；在堅(jiān)持崗位日常點(diǎn)檢的前提下，進(jìn)一步強(qiáng)化專業(yè)檢查的深度和頻率；使用TCK弱磁無損檢測儀檢測；定期剁繩頭及請(qǐng)專業(yè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢測等，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)制定的確保鋼絲繩安全與高效運(yùn)行的管理目標(biāo)。

二、采購與入庫管理

鋼絲繩的入庫檢驗(yàn)，主要包括鋼絲繩的到貨驗(yàn)收檢驗(yàn)和資料保存。目的是便于全面了解鋼絲繩的情況，為以后安全使用提供科學(xué)依據(jù)。驗(yàn)收方法如下：

（1）新繩驗(yàn)收。專業(yè)人員負(fù)責(zé)新繩到貨后的驗(yàn)收，包括檢查產(chǎn)品說明書、出廠合格證、礦用產(chǎn)品安全標(biāo)志、外觀結(jié)構(gòu)、鋼絲繩直徑、外觀狀況（如制造與編織質(zhì)量，有無擠傷或擦傷等缺陷），應(yīng)符合GB 8918—2006《重要用途鋼絲繩》的國家標(biāo)準(zhǔn)要求；在新鋼絲繩無受損的端部截?。?.5 m鋼絲繩進(jìn)行最小破斷拉力、鋼絲的反復(fù)彎曲及扭轉(zhuǎn)等項(xiàng)目檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果應(yīng)符合GB 16423—2006《金屬非金屬礦山安全規(guī)程》中的規(guī)定。當(dāng)斷面積與鋼絲繩總斷面積之比≥6%，或安全系數(shù)＜9時(shí)，不能用于人員升降；斷面積與鋼絲繩總斷面積之比≥10%，或安全系數(shù)＜6.5時(shí)，不能用于物料升降。

（2）建立使用檔案。入庫檢驗(yàn)完畢后，將出廠合格證和檢驗(yàn)合格證收集并存檔，以確保鋼絲繩資料完整。在鋼絲繩存儲(chǔ)時(shí)間≥6個(gè)月后，投用前需取樣進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)項(xiàng)目及標(biāo)準(zhǔn)與入庫檢驗(yàn)時(shí)相同。新鋼絲繩投用后，應(yīng)及時(shí)建立使用檔案，并將使用時(shí)間和后續(xù)檢驗(yàn)資料等列入檔案內(nèi)。

三、崗位日常點(diǎn)檢

提升鋼絲繩在使用過程中，因受外力作用和使用環(huán)境影響而發(fā)生強(qiáng)度下降問題。為保證安全生產(chǎn)，每天需按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行驗(yàn)繩，包括斷絲、潤滑、銹蝕、繩頭與繩卡等。

（1）檢查斷絲。檢查時(shí)由兩名崗位操作工配合進(jìn)行，一人操作提升設(shè)備，以＜0.3 m/s的速度運(yùn)行，另一人則在驗(yàn)繩平臺(tái)上以眼看、手摸的方式進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)問題后應(yīng)及時(shí)停車，并進(jìn)行詳細(xì)檢查和記錄。主要是檢查斷絲的根數(shù)、部位以及捻距斷絲情況。鋼絲繩一個(gè)捻距內(nèi)的斷絲面積與鋼絲繩總斷面積之比達(dá)到5%時(shí)，應(yīng)立即更換鋼絲繩。斷絲的突出部分必須剪下，因?yàn)樗鼤?huì)在運(yùn)行過程中摩擦天輪繩襯，對(duì)其他鋼絲及滾筒也會(huì)造成損傷，還可能掛住松繩信號(hào)裝置使其誤動(dòng)作。

（2）檢查鋼絲繩的潤滑和銹蝕情況。銹蝕對(duì)鋼絲繩的強(qiáng)度和耐沖擊性能影響很大，比斷絲和磨損更加重要。鋼絲繩外部涂油主要作用是保護(hù)外部鋼絲不受銹蝕，阻止井筒潮濕空氣進(jìn)入，減小鋼絲繩股間與絲間磨損。當(dāng)鋼絲繩的鋼絲有變黑、銹皮、點(diǎn)蝕麻坑等損傷時(shí)，不可用于人員升降；鋼絲繩銹蝕嚴(yán)重、點(diǎn)蝕麻坑形成溝紋或外層鋼絲松動(dòng)時(shí)，不論斷絲多少或繩徑大小，均應(yīng)立即更換。

（3）檢查繩頭與繩卡。檢查繩頭（桃形環(huán)）處與繩卡處的斷絲及銹蝕情況，此處鋼絲繩在運(yùn)行中不但受到的沖擊力最大，還有橫向振動(dòng)力和動(dòng)應(yīng)力，使鋼絲繩提前出現(xiàn)疲勞斷絲而縮短壽命。因此，為提高鋼絲繩整體壽命，要加強(qiáng)檢查和定期剁繩頭，以改變繩頭處的受力狀況。

四、實(shí)施專業(yè)化管理

司家營鐵礦針對(duì)礦用提升系統(tǒng)的重要性及設(shè)備復(fù)雜性，成立了由相關(guān)技術(shù)人員組成的專業(yè)檢查小組，不但要核實(shí)崗位人員日常點(diǎn)檢結(jié)果，還利用工具或精密儀器等對(duì)鋼絲繩進(jìn)行全方位檢查，以增加檢查深度和頻率，消除檢查盲區(qū)。

（1）檢查鋼絲繩拉伸及磨損情況。鋼絲繩直徑需用寬鉗口式的游標(biāo)卡尺測量，其鉗口的最小寬度應(yīng)足以跨越兩個(gè)相鄰的股，精度不低于0.05 mm。測量應(yīng)在無張力的條件下，在距鋼絲繩端頭以外的直線部位上進(jìn)行，在相距至少1 m的兩個(gè)截面的不同方向上測量兩個(gè)直徑，以4次測量結(jié)果的平均值作為鋼絲繩直徑的實(shí)測值。鋼絲繩實(shí)際直徑達(dá)到新鋼絲繩標(biāo)稱直徑的90%時(shí)，應(yīng)立即更換新繩。

（2）特殊情況下的故障診斷。提升鋼絲繩在運(yùn)行中受到卡罐、突然停車等猛烈拉力時(shí)，其受到的沖擊最大，有可能出現(xiàn)鋼絲繩嚴(yán)重扭曲或變形、斷絲增加和產(chǎn)生局部變細(xì)。受猛烈拉力的一段鋼絲繩長度伸長后，會(huì)使鋼絲繩的各項(xiàng)強(qiáng)度及機(jī)械性能急驟下降，直接影響鋼絲繩的使用壽命及提升安全。當(dāng)發(fā)現(xiàn)：鋼絲繩產(chǎn)生嚴(yán)重扭曲或變形；斷絲數(shù)量或直徑減小量超過規(guī)定要求；受到猛烈拉伸的一段長度伸長量≥0.5%時(shí)，應(yīng)將受力段切除或更換新繩。

（3）鋼絲繩無損檢測。為了加強(qiáng)鋼絲繩無損檢測管理，企業(yè)專門購置了TCK便攜式鋼絲繩無損探傷儀，由專業(yè)人員每月對(duì)在用鋼絲繩進(jìn)行一次檢查，對(duì)各種損傷程度進(jìn)行定量檢測，以正確評(píng)估被測鋼絲繩的承載能力、安全系數(shù)和使用壽命。優(yōu)點(diǎn)是：檢測后可立即查閱檢測數(shù)據(jù)、波形圖表、分析報(bào)告和表格化檢測結(jié)果，打印出規(guī)范的檢測報(bào)告，為安全使用與合理更新提供科學(xué)依據(jù)，彌補(bǔ)了人工驗(yàn)繩的缺陷。根據(jù)影響鋼絲繩性能的因素，以及生產(chǎn)廠家通過多年試驗(yàn)和應(yīng)用情況，推薦使用鋼絲繩的判定上限設(shè)為10%，判定標(biāo)準(zhǔn)如表1。

（4）鋼絲繩的定期檢驗(yàn)。依照《金屬非金屬礦山安全規(guī)程》對(duì)在用鋼絲繩進(jìn)行每隔6個(gè)月一次的定期檢驗(yàn)，檢驗(yàn)項(xiàng)目及標(biāo)準(zhǔn)與入庫檢驗(yàn)時(shí)相同。優(yōu)點(diǎn)是：可以了解鋼絲繩機(jī)械性能變化情況，比較鋼絲繩內(nèi)外部鋼絲的損傷程度；剁繩頭可移動(dòng)受傷最嚴(yán)重部位的位置，改善鋼絲繩的受力狀況，延長鋼絲繩使用壽命；凡檢驗(yàn)不合格的鋼絲繩，可立即更換，以消除不安全隱患。

表1 鋼絲繩判定標(biāo)準(zhǔn)

（5）鋼絲繩潤滑問題。潤滑是延長鋼絲繩使用壽命和保證安全的重要措施。一方面，由于鋼絲繩在使用過程中，油脂會(huì)被不斷擠出，為了減輕磨損和防止腐蝕與生銹，需要加大對(duì)鋼絲繩的防護(hù)力度。另一方面，由于礦井井筒淋水濕度大，鋼絲繩的使用條件較為惡劣，只有采取有效地涂油等方式，才會(huì)顯著提高鋼絲繩的使用壽命。通過長期的選油實(shí)踐及不斷對(duì)比，最終選定了LHT-605鋼絲繩防護(hù)潤滑脂，因滲透性能好、黏度大，低溫條件下不會(huì)硬化，高溫條件下不易流淌，防銹蝕和潤滑性能均較好。使用后，潤滑周期已由1個(gè)月增至3個(gè)月。需注意，人工涂油時(shí)，應(yīng)先將鋼絲繩上的油垢清除干凈，否則油垢會(huì)阻礙新油與鋼絲繩接觸，不但起不到潤滑和防銹作用，還會(huì)加速鋼絲間的磨損，而使其提前報(bào)廢。

五、結(jié)語

為了加強(qiáng)提升機(jī)鋼絲繩的安全檢查與日常維護(hù)管理，企業(yè)要求所有礦用鋼絲繩必須嚴(yán)格按照《金屬非金屬安全規(guī)程》中的有關(guān)規(guī)定與要求，不但要加強(qiáng)安全與使用管理，做好日常使用檢查和維護(hù)等工作，還要結(jié)合行業(yè)制定的檢驗(yàn)指標(biāo)與工作要求，積極引進(jìn)先進(jìn)的檢測儀器和采用科學(xué)的檢測方法。既能為相關(guān)部門準(zhǔn)確地掌握鋼絲繩的安全使用情況提供科學(xué)依據(jù)，又能為實(shí)現(xiàn)礦山提升系統(tǒng)的安全可控及高效使用等目標(biāo)，起到保駕護(hù)航的作用。