煤矿提升用钢丝绳存在的问题及改进建议

1、煤矿提升用钢丝绳存在的问题及改进建议煤矿主、副井是煤矿生产的 “咽喉”。钢丝绳是主、 副井提升设备的一个 重要组成部分，它直接关系到煤矿正常生产、人员生命安全及经济运 转。为确保煤矿提升的安全， 煤矿安全规程（以下简称规程）对 提升用钢丝绳做了详细的规定。这些规定虽在燃矿安全生产中发挥了 不可替代的作用，但目前规程和 MT716-1997煤矿重要用途钢丝 绳验收技术条件对钢丝绳低值钢丝的要求，已低于或落后于国内钢 丝绳的科学技术发展水平，距离国际钢丝绳技术水平相差得更远。目前，国内许多掌握钢丝绳生产先进技术的企业，生产能力、技术水 平逐步向国际化迈进。已具备生产高强度、高韧性、低松弛、捻制质

2、量均匀的钢丝绳能力。生产的钢丝绳，抗弯曲疲劳性能可能控制，且 满足设计要求；结构伸长量、断面收缩率满足设计要求；整绳破断拉 力满足标准规定的要求，且绳内各股绳之间捻制张力均匀；麻芯的含 油量满足使用中润滑钢丝的要求等等。在制绳工艺过程中，绳径与丝 径的配置科学化，钢丝绳结构和绳径一旦确定，丝径的大小可精确到 0.01mm;丝与丝之间、股与股之间的间隙控制数量化；钢丝的晶粒度 要求标准化；麻芯的径向压缩率规范化；钢丝绳拆股做单丝力学性能 检验，其钢丝的抗拉强度、反复弯曲值和扭转值，在满足标准规定的 条件下，可均匀的控制在一定范围内。1 存在的问题1.1 煤矿对提升用钢丝绳的要求低于国家标准调查研

3、究发现，占调查中 90%以上的大煤矿集团、煤矿不十分了解国 内钢丝绳现行标准，在购买钢丝绳时不会依据现行标准，提出符合矿 井自身条件的技术要求， 用上世纪 7080 年代钢丝绳标记代号标准 （即 建井时选定的钢丝绳规格型号）要求购买提升钢丝绳。如：煤矿提升 人员时， 1996 年以前，煤炭行业标准规定采用特类钢丝绳； 1996 年以 来，国家标准、煤炭行业标准都改用重要用途钢丝绳，若要求镀锌， 则必须采用AB类或B类镀锌。煤矿在向生产企业提出购绳要求时， 仍 然要求特类、镀锌。钢丝绳生产企业为了容易生产、降低成本，向煤 矿提供A类镀锌钢丝绳。有的钢丝绳企业向煤矿提供一般用涂钢丝绳， 钻煤矿用绳

4、人员不了解现行标准的空子。钢丝绳企业生产执行的 GB T8918-1996钢丝绳，与世纪7080年代 的GB1102-74圆股钢丝绳、YB82979异型股钢丝绳等标准差别 很大，用途的分类、强度等级、韧性指标、镀锌等级等都相差悬殊， 两者不能一一比对。煤矿用绳的技术人员或管理人员，把矿井提升用 钢丝绳经过有资质的检验机构，检验合格与否，作为能否悬挂使用的 唯一依据，不懂得合格不一定符合该矿井使用的技术要求之原则。有 相当数量的多绳摩擦提升副井（提升人员或物料） ，购买的是 A 类镀锌 钢丝绳，检验中因用在提人时必须按 AB 类判定。钢丝绳生产企业，要 求检验机构按 A 类镀锌检验，发放 A 类

5、镀锌验收检验合格报告。然而 两种镀锌类型的钢丝绳韧性指标相差较大，抗弯曲疲劳性能差别大， 有的强度相差也很大。煤矿拿到有资质的检验机构发放的检验合格报 告，安然使用，全然不知道已给矿井提升埋下安全隐患。1.2 煤炭行业标准对低值钢丝的要求低于国标规程和 MT716-1997煤矿重要用途钢丝绳验收技术条件规定， 钢丝的抗拉强度、反复弯曲和扭转三项试验允许的低值钢丝总数，以 低值钢丝的总断面积与试验钢丝总断面积之比计算，达到 6%不得用作 升降人员；达到 10%，不得用作升降物料。6%和10%的量值要求，已经低于或落后于 GB/T8918-1996钢丝绳对 低值钢丝的要求，具体数据以表1所列的6X

6、19+Fc-21、6VX21+FC-2、 6VX 37S+FC-39钢丝绳为例。表1低值钢丝绳断面积与全部试验钢丝总断面积比值见表注： 1.GB/T8918-1996 拆一股钢丝试验不符合规程和 MT716-1997 的要求。2.表1括号中的百分数值，为允许的低值钢丝根数， 折合成低值钢丝总 断面积与全部试验钢丝总断面积比值。由表 1 所列数据分析可得：(1) GB/T8918-1996 中不同结构的钢丝绳，对低值钢丝根数的要求不 同，折合成低值钢丝总断面积与试验钢丝总数面积之比， 也不是定值。(2) 按GB/T8918-1996拆一股钢丝做单丝力学性能试验，允许的低值 钢丝根数，折合成低值钢

7、丝总断面积与试验钢丝总断面积之比约在6.59%27.78沱间，大于6%。6X 19+FC-21.钢丝绳的低值钢丝允许值 已达到了 27.78%，是规程规定的提人不大于 6%的 4.63 倍，提物 不大于10%的2.8倍。因此，按GB/T8918-1996拆一股钢丝做单丝力学 性能试验，不符合规程和MT716-1997的要求。同时按GB/T8918-1996 拆一股钢丝做单丝力学性能试验，判定钢丝绳合格后，在煤矿提升中 使用，给煤矿生产埋下了安全隐患。（3）煤矿立井提长普遍使用三角股钢丝绳。而三角股钢丝绳，按 GB/T8918-1996 做 100%拆股单丝力学性能试验，其允许的低值钢丝根 数，

8、折合成低值钢丝总断面积与试验钢丝总断面积之比约在 3.85%6.84%之间，小于或接近于 6%。若低值钢丝全部为内层细丝， 则低值钢丝的总断面积与试验钢丝总断面积之比在3%5%之间，小于6%。若低值钢丝全部为外层粗丝，则低值钢丝的总断面积与试验钢丝 总断面积之比在 6.42%6.84%之间，接近于 6%，小于 10%。因此，规 程和MT716-1997对煤矿提升用钢丝绳低值钢丝的要求，低于或落后于GB/T8918-1996对钢丝绳低值钢丝的要求。（4）规程和MT716-1996对提物用钢丝绳100%拆股试验，允许低 值钢丝的总断面积与试验钢丝总断面积之比不小于10%的要求，更低于GB/T891

9、8-1996允许的低值钢丝根数，折合成低值钢丝总断面积与 试验钢丝总断面积之比在 3.85%7.83%的要求。规程和MT716-1997标准与2003年低修订定稿，即将颁布实施的 GB8918重要用途钢丝绳不能对应。修订后的 GB8918重要用 途钢丝绳，采用国际标准ISO3154-88矿井提升用钢丝绳交货技术条 件，它们对钢丝绳的要求高于且严于 GB/T8918-1996钢丝绳。更高 于或严于 MT716-1997标准。即将颁布实施的GB8918重要用途钢丝绳规定，钢丝绳拆一股钢丝 做单丝拉断、弯曲、扭转三项试验；钢丝绳（整绳）破断拉力试验。 其钢丝抗拉强度允许值，控制在下限和上限之间，下限

10、为公称抗拉强 度，上限为公移抗拉强度加上 260、290、320、350MPa不等（钢丝直 径不同所加的数值不同）。比MT716-1997允许的钢丝抗拉强度值，最 低提高50MPa,最高提高400MPa;反复弯曲、扭转允许值比MT716-1997 的要求也有相应提高。增加了钢丝绳结构伸长量的规定。限定钢丝绳 的结构伸长量，对于减少提升过程中装、卸载停车位置不准确，降低 一次提升循环时间;消除摩擦提升多绳受力不均匀而出现的打滑、跳 绳等安全隐患意义重大。1.3 煤炭行业标准对低值钢丝的要求低于国际标准MT716-1997标准规定，钢丝绳中钢丝的抗拉强度允许值为公称抗拉强 度减去50MPa;国际标

11、准ISO3154-88矿井提升用钢丝绳交货技术条 件，对钢丝绳中钢丝抗拉强度的要求是：公称抗拉强度为下限值，上 限为公称抗拉强度加上260、290、320、350MPa不等（钢丝直径不同 所加的数值不同） 。比 MT716-1997 要求的钢丝抗拉强度最低提高 50MPa,最高提高400MPa。因此，煤炭行业对进口钢丝绳做悬挂前的 检验，执行MT716-1997标准，降低了煤矿提升对进口钢丝绳的要求。1.4 钢丝绳的检验项目少于国家标准规定煤炭行业钢丝绳检验，判定合格的条件是钢丝绳拆股做钢丝的单丝力 学性能试验，即钢丝的抗拉强度、反复弯曲和扭转试验。三项试验结 果符合标准要求，判定为合格；否则

12、判定为不合格。GB/T8918-1996和MT716-1997都对钢丝绳的直径允许偏差和不圆度、每米重量、绳芯、捻制质量、涂油等作了定量或定性的规定。1.5 标准未包含煤矿提升理论和实际对钢丝绳的要求多绳摩擦提升一般要求各绳槽直径相差不超过 0.05mm,否则张力不平 衡现象会十分明显，直径愈大的绳槽，其上升侧的张力愈大，其下放侧的张力愈小。GB/T8918-1996和MT716-1997把钢丝绳的绳径偏差均 规定为公称直径的 0+6%。 多 绳摩 擦提 升钢丝绳直径大多 在 d=2140mm,若钢丝绳直径 d=21mm,则 +6%偏差为 1.26mm,是 0.05mm 的25倍；若钢丝绳直径d=40mm，则+6%偏差为2.40mm，是0.05mm 的 48 倍。在多绳摩擦提升过程中,钢丝绳是搭放在绳槽上,依靠钢丝 绳和绳槽之间的摩擦力带动提升容器上提或下放。如果绳槽直径偏差 满足规定要求,钢丝绳直径偏差大张力不平衡现象也会十分明显。煤矿多绳摩擦提升若能要求各绳的力学性能、结构伸长、绳径、断面收缩率相等，即偏差