煤矿井下提升钢丝绳的机械损伤与防护.doc

行业资料：_煤矿井下提升钢丝绳的机械损伤与防护单位：_部门：_日期：_年_月_日第 1 页 共 10 页煤矿井下提升钢丝绳的机械损伤与防护1问题的提出济宁运河煤矿是一座年设计生产能力为150万t的大型矿井，分两个水平开采，一、二水平之间装备了一套JK-2.5/20E单绳串车提升绞车，提升钢丝绳型号为6（34）-28-1670-光面。但由于对钢丝绳的认识不够，在绞车运行不久曾发生了一次断丝绳跑车事故；新换同型号钢丝中也存在类似的问题。针对以下事故与现象，我们对钢丝绳的损伤进行了认真地分析、研究，得到了一些规律性的认识，并对此作了对策性研究，有力的指导了提升运输管理，确保了安全。2钢丝绳机械损伤种类机械损伤是钢丝绳的主要损伤之一，机械损伤包括：磨损、疲劳、外伤等。3机械损伤的分析与防护3.1磨损根据磨损机理又可分为以下几种：钢丝绳在使用过程中其外周与绳道、底板、挡绳器等物体表面接触而引起的磨损为外部磨损，钢丝绳截面将减少，外周表面钢丝将磨平，钢丝绳破断载荷随之降低，在实际现象中，又有单周磨损、全周磨损，单周磨损较全周磨损更恶劣，在全长范围内，尽可能地做到均匀磨损，即全周磨损。由于振动、碰撞造成的钢丝绳表面撞损，为变形磨损，这是一种局部磨损现象。如卷筒表面的钢丝绳受到其它物体的撞击，钢丝绳相互打缠、打结，或者由于咬绳，都会使钢丝绳产生变形磨损。这种变形磨损因局部挤压而变形，其钢丝横断面在挤压处向两旁伸展成翅形。从外表看，钢丝宽度扩展，虽然钢丝绳截面积减少不多，但局部挤压处的钢丝表面材质硬化了，极易断丝。时间一久，变形突出位往往磨损严重，处层钢丝也极易断丝。再者，内部磨损的因素也不可忽视：钢丝绳经过卷筒或滑轮时所承受的全部负荷压在钢丝绳的一侧，各根细钢丝的曲率半径不可能完全相同。同时，由于钢丝绳的弯曲，钢丝绳内部各根细钢丝就会相互产生作用力并且产生滑移，这时股与股之间接触应力增大，使相邻股间的钢丝产生局部压痕深凹。当反复循环拉伸变曲时，在深凹处则产生应力集中而被折断。怎样才能减少各种磨损损伤呢？针对以上分板，我们采取了以下措施：（1）为避免单周磨损，我们定期倒换绞车钢丝绳绳头，如大绞车每季度一次使之磨损均匀。（2）把斜井拖绳轮由铸铁的换成了聚氨酯拖绳轮，尽可能减少对钢丝磨损。（3）尽可能避免钢丝绳在卷筒上打缠，遭受其他撞击。（4）根据具体工况，正确选择钢丝绳的结构型号。为防内部磨损，我矿大部分提升钢丝绳换成了线接触钢丝绳，摒弃了点接触类型，对特殊地方，正准备考虑上面接触钢丝绳。3.2疲劳钢丝绳在使用过程中主要承受弯曲、拉伸、扭曲、振动疲劳，以及过载引起的弹性形等损伤。钢丝绳重复通过滑轮或卷筒中绕上绕下，无数次的弯曲，容易使钢丝产生疲劳，韧性下降，最终导致断丝。而疲劳断丝出现在股的弯曲程度最厉害的一侧外层钢丝上。通常情况下，疲劳断丝的出现意味着钢丝绳已经接近使用后期。试验表明，钢丝绳的弯曲疲劳寿命与D/d比值（即卷筒直径D与钢丝绳直径d的比值）、安全系数和钢丝绳结构均有密切的关系。钢丝绳在起动和制动的始末，变化的拉伸应力以及经常受到扭曲和振动也是产生疲劳的原因。过载：钢丝绳在工作时除了要承受负载、自重等静载荷外，还要受到因加速度和冲击引起的动载荷，当钢丝绳随着载荷的增加会有微量的伸长，当载荷超过强度极限时，钢丝绳就可能断裂。过载的钢丝绳即使不发生断裂事故，安全系数也会大幅度下降，随之而来大大地缩短使用寿命。针对疲劳的分析，我们采取了以下措施；（1）条件许可的情况下，尽可能使卷筒和滑轮直径增大。在主提升斜巷，卷筒直径无法增大，于是增加了挡绳器、拖绳器的滚轮直径；其他场合，合理选取钢丝绳直径、卷筒直径。（2）在安排滑轮布局时，应尽量避免钢丝绳反向弯曲。经验证明，反向变曲的破坏约为同向弯曲的2倍，尤其不能用斜巷主提升绳经滑轮调车用。（3）尽可能选择结构好的钢丝绳，如WS、Tx等线接触钢丝绳。3.3外伤钢丝绳外伤不外乎其在滑轮里滑槽，在卷筒上跳出挡板，被矿车碾轧，结果常常使钢丝绳因局部轧坏而报废。再者，钢丝绳扭结也是一个重要的损伤因素。普通钢丝绳都带有自转性，尤其是新钢丝绳，挂设好后，不经破劲便施加张力，往往造成扭结。扭结的方向与钢丝绳旋向一致的称为正扭结，反之称负扭结。钢丝绳在扭结后，经过多次受载，也只有局部绳芯外露，一般没有断丝现象。但试验表明，钢丝绳在扭结损伤后强度将显著降低。正扭结的强度只有原强度的60%80%，负扭结的强度还不到原强度的50%。严重时强度将降低到只有原来的10%20%。为了防止钢丝绳出现外伤，我们采取了以下措施；（1）严格操作规程，强化操作人员岗位责任，坚持事故追究制度。（2）完善设备设施的防护能力，如加高护绳板，设置排绳器。（3）新挂设的钢丝绳在其自由端设置旋转装置，以达到破劲的效果。（4）特殊的场合，研究采用不旋转钢丝绳。另外，运河矿还针对井下钢丝绳的化学腐蚀采取了一些措施，延缓钢丝绳的使用寿命。通过对钢丝绳损伤原因的探究、验证，又在此基础上逐一作了简单易行的对策性措施，制定和丰富了相关的规章制度，自全面实施以来，有效地遏制了提升运输事故的发生，较好地提高了经济效益。仍以运何矿暗斜井为例，主提升绳自更换镀锌钢丝绳并采取以上其他措施以来，每根钢丝绳寿命在一年半以上，是不采取措施前的8倍还要多，极大地提高了安全系数；经济效益方面，据估算，同期内（按一年半计算）直接给矿节约资金60万元，若包括其他提升钢丝绳，数目更为可观。再者，通过以上事实，极大地增强了工程技术人员认知规律和改造客体的热情。第 6 页 共 10 页煤矿井下放炮安全管理规定1、施工地点现场悬挂与作业规程或安全技术措施一致的的爆破图表。工作面实际施工的炮眼个数和装药量均不得超过爆破图表规定的数量。如工作面岩性发生变化，需要增加炮眼数量和装药量的，必须及时变更爆破图表。2、施工底部两排炮眼前，迎头2米（中深孔爆破的3米）范围的积矸必须清理至实茬实底以下100mm；装药前迎头2m范围内无浮矸、无积水。3、工作面有下列情况时，严禁装药（1）、掘进工作面开窝时，未按规程规定安齐“一通三防”等安全设施的。（2）、局扇发生循环风或风筒到迎头距离超过规定的。（3）、采掘面的控顶距离不符合作业规程规定的，或者支架有损坏、或者伞檐超过规定。（4）、放炮地点附近20m以内风流中瓦斯浓度达到0.8%。（5）、在放炮地点20m以内矿车、未清除的煤矸或其他物体阻塞巷道断面三分之一以上的。（6）、炮眼内发现异状、温度骤高骤低、有显著瓦斯涌出、煤岩松散、透老空等情况。（7）、工作面风量不足的。所有炮眼必须完好，并进行扫眼，变形的炮眼严禁装药。工作面各类不用的钻孔及孔洞必须用炮泥充填，充填深度不小于最大炮眼深度的1.5倍。4、装药前水泡泥、炮泥和彩带要准备充足，装药工必须具备放炮助手资格证。5、装药时工作面20范围设置装药警戒，与装炮无关的人员不得随意进入装炮警戒线以内的，严禁从事其它与装药无关的工作。6、装药过程中必须严格执行“一炮三泥”规定。应将座底泥先放在炮眼口摆放好，装好座底泥后再装药。取炮头时必须同时带一个水泡泥，水炮泥外炮眼剩余部分必须用封泥要填满捣实，封泥长度必须不小于作业规程或安全技术措施规定。7、装药过程中，装药工必须一手拉住雷管脚线末端一手拿炮棍，轻轻将炮头送入眼内，防止捣坏雷管脚线外皮或捣断脚线。炮头必须和眼内炸药密接。8、底部两排炮眼及周边眼必须同时装设彩带，下山掘进底部三排炮眼必须同时装设彩带，特殊情况下所有炮眼必须同时装设彩带（彩带必须绑在底部药卷上，并使彩带露出眼口长度不得少于200mm）。9、工作面作业规程或安全技术措施中必须明确工作面炮眼连线方式。所有雷管脚线必须悬空，不得与工作面煤（岩）壁接触，有淋水地点，必须对脚线接头用防水胶布进行包裹。工作面装药结束后，由放炮员和经过培训的班队长共同进行连线。连线结束后由放炮员负责进行连线情况检查，并测试爆破网络全电阻，确认正常后，方可进行放炮。否则，必须查明原因，并采取措施进行处理。详细记录异常炮眼编号和位置，并在脚线上设置彩带进行标志。10、放炮警戒距离必须大于措施的规定，施工单位必须在警戒地点设置警戒标志。每次放炮前，工作面班长必须对放炮警戒距离进行确认。11、放炮前，施工单位班长必须按措施规定亲自安排警戒人进行警戒，所有放炮警戒地点必须按规定执行“人牌网”三警戒。对于独头巷道单个放炮警戒位置的，必须由班长负责亲自安设警戒；对于巷道贯通放炮警戒或巷道有多处放炮警戒的，班长必须安排警戒人和信息反馈人员共同设置放炮警戒，警戒人设置好警戒后，信息反馈人必须确认警戒范围内没有人员后，立即返回放炮员放炮位置，将警戒情况当面反馈给班长。班长、警戒人员和信息反馈人员必须共同在放炮员的放炮记录手册上签字确认。12、放炮前，班组长负责安排人员对放炮前后20m范围内洒水灭尘和警戒范围内瓦斯传感器进行保护工作。放炮员和班长必须最后离开迎头，并打开放炮喷雾。13、放炮必须严格执行“一炮三检”和“三人连锁”制度。放炮前，放炮员必须向调度所汇报放炮警戒设置和爆破网络是否正常等情况；测气员汇报工作面装药前、放炮前瓦斯情况和通风情况。确认正常后，调度所负责通知信息中心监控机房值班人员发命令切断放炮地点的连锁电源，监控机房值班人员完成后汇报调度所，并做好记录。调度所通知施工班长下达放炮命令。14、放炮结束并等待规定时间后，由班长、放炮员和测气员共同进入迎头进行验炮。每次放炮必须坚持二次验炮制度。（1）、第一次验炮：放炮后及时验积矸以上部分巷道内是否落炮或残药，积矸上是否有残药、残管，如有残药等情况必须及时收集入箱。确认无落炮等安全隐患后，方可结束验炮工作。放炮员在迎头10米范围内挂“上部已验，可以作业”牌，并向调度所汇报，调度所通知信息中心监控机房值班人员发命令恢复工作面连锁电源。放炮员通知施工队班长安排专人至各警戒点撤除警戒，并进行确认。施工单位方可进行作业。否则，必须先采取临时支护措施后，按措施规定要求处理落炮。待落炮处理结束后，再次验炮确认安全后，方可进行作业。处理落炮的过程中，放炮警戒不能撤除。（2）、第二次验炮：工作面支护完毕，施工单位必须将迎头炮眼长度范围内积矸出完见实