煤矿提升用钢丝绳存在的问题及改进建议培训课件

煤矿提升用钢丝绳存在的问题及改进建议培训课件勇于跨越追求卓越CONTENTS目录01煤矿提升钢丝绳概述02煤矿提升断绳事故类型及原因分析03煤矿提升用钢丝绳存在的问题04提升绞车钢丝绳损坏的分析CONTENTS目录05煤矿提升用钢丝绳改进建议06单绳缠绕式矿井提升机斜井提升问题及对策07摩擦提升机更换提升钢丝绳工艺改进08总结与展望01煤矿提升钢丝绳概述矿井生产的“咽喉”部件煤矿提升钢丝绳的重要性

煤矿主、副井提升系统是煤矿生产的关键环节，而提升钢丝绳作为核心承载部件，直接关系到矿井正常生产、人员生命安全及经济运转，被誉为矿井生产的“咽喉”。安全规程的严格规范对象

《煤矿安全规程》对提升用钢丝绳有详细且严格的规定，包括检查、保养、更换标准等，其重要性在安全生产中具有不可替代的作用，是保障提升系统安全运行的法律依据。断绳事故的严重危害后果

矿井提升断绳事故会导致提升容器坠落，引发人员伤亡、设备损坏，造成重大经济损失，同时严重影响煤矿生产的连续性和稳定性，对煤矿企业的社会形象也会造成极大伤害。煤矿提升钢丝绳的结构特点多股复合结构组成矿井提升钢丝绳通常由多根钢丝绞合而成，内部结构大致分为核心、绞制层和护套三部分。核心是主承载部分，绞制层维持稳定形状，护套起保护作用，共同赋予钢丝绳高强度、高柔韧性及良好承载能力。钢丝接触类型差异按股中钢丝接触情况分为点接触、线接触和面接触。点接触型钢丝间接触应力高、易磨损断丝；线接触型采用不同直径钢丝捻制，无二次弯曲、结构紧密、寿命长；面接触型由线接触绳股特殊挤压处理而成，结构紧密、耐磨抗压、接触应力小。绳股断面形状分类分为圆股和异形股。圆股钢丝绳制造容易、价格低，在提升机行业应用最多；异形股绳股断面呈三角形或椭圆形，强度高、承载接触面积大、外层钢丝磨损小、抗压性能好、使用寿命长，但价格较高。典型结构型号示例常见的有6×7、6V×19、6×K36WS、6×K7等类型。其中6V21+Fc-22、6V37S+Fc-等三角股钢丝绳在立井提升中应用普遍，619+Fc-等圆股钢丝绳也有广泛使用，不同结构型号在耐磨、抗疲劳等性能上各有侧重。

相关法规标准概述01《煤矿安全规程》核心要求《煤矿安全规程》作为煤矿安全生产的根本准则，对提升钢丝绳的检查、保养、报废标准等方面做出了详细规定，明确要求提升钢丝绳每天检查一次，升降人员用钢丝绳在一个捻距内断丝面积与总断面积之比达到5%时必须更换，专为升降物料用的达到10%时必须更换，是保障矿井提升安全的基础法规。

02MT716-1997验收技术条件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验收标准进行了规定，要求低值钢丝总断面积与试验钢丝总断面积之比，提人用不大于6%，提物用不大于10%，但该标准对低值钢丝的要求已逐渐落后于国内钢丝绳技术发展水平及国际标准。

03GB/T8918-2022国家标准GB/T8918-2022《重要用途钢丝绳》是钢丝绳生产的重要国家标准，不同结构的钢丝绳对低值钢丝根数要求不同，折合成低值钢丝总断面积与试验钢丝总断面积之比非固定值。按此标准拆一股钢丝做单丝力学性能试验，部分情况下允许的低值钢丝比例大于《煤矿安全规程》规定，直接使用可能给煤矿生产埋下安全隐患。

04GB33955-2024新国标升级要点GB33955-2024《矿井提升用钢丝绳》为最新标准，在关键指标上进行了重磅升级，要求提升载荷能力较旧标准提升15%，耐腐蚀性方面规定经过168小时盐雾试验后性能损失不得超过10%，疲劳试验中使用寿命不低于旧标准的1.5倍，同时在结构设计、材料选用等方面引入革新技术，以适应现代矿井提升的高强度、复杂工况需求。02煤矿提升断绳事故类型及原因分析

断绳事故主要类型松绳断绳因煤仓满仓或容器被卡导致钢丝绳松弛，卡阻消除后容器自由落体冲击钢丝绳引发断裂。

过卷断绳提升容器减速阶段未按规定减速，全速冲击碰撞防梁，造成钢丝绳断裂。

强度降低断绳矿井淋水锈蚀、磨损及断丝使钢丝绳强度下降，紧急停车时冲击力超过其承载极限导致断裂。

平衡尾绳断裂多绳提升系统中，平衡尾绳因锈蚀等原因发生断裂，影响提升系统平衡与安全。01断绳事故影响因素分析锈蚀因素矿井淋水、潮湿和酸性气体等作用，使钢丝绳产生应力集中、金属变脆，抗拉强度和抗冲击强度降低。锈蚀是平衡尾绳断裂的主要原因，也是提升钢丝绳报废的重要缘由。02磨损因素缠绕式绞车多层缠绕时，变层跨圈处的“跨圈现象”导致钢丝绳横向和纵向滑动，造成猛烈磨损。斜井提升中地轮不转或转动不灵活，会加快钢丝绳磨损速度。03疲劳因素长时间反复弯曲使钢丝绳疲劳，强度降低。单纯缠绕式提升机下绕绳比上绕绳寿命短，主井提升次数多，钢丝绳弯曲次数多易疲劳，主井提升钢丝绳寿命明显低于副井。04冲击与振动因素松绳后提升容器自动下落，钢丝绳会遭受冲击；提升系统的机械振动，特别是固有频率下的共振，会造成振动断丝或共振断丝，加剧钢丝绳的突发损坏风险。断绳事故案例分析松绳冲击断绳案例某矿因煤仓满仓导致容器在卸载位置被卡住，仍继续下放容器引发松绳。卡阻消除后容器自由落体冲击钢丝绳，导致断裂。此类型事故占断绳事故总数的25%以上。过卷碰撞断绳案例某提升系统在减速阶段未按规定减速，全速冲击防梁造成钢丝绳断裂。事故调查显示，该系统安全制动装置失效，未触发紧急停车保护。锈蚀疲劳断绳案例某矿立井提升钢丝绳因井筒淋水酸碱度大，长期锈蚀导致强度降低。在一次紧急停车时，冲击力超过钢丝绳剩余强度发生断裂，断口处可见明显锈蚀坑和疲劳裂纹。平衡尾绳断裂案例某多绳提升系统平衡尾绳因锈蚀和反复弯曲疲劳，在运行中突然断裂。检查发现尾绳悬挂装置磨损严重，且未按《煤矿安全规程》要求定期进行100%拆股试验。03煤矿提升用钢丝绳存在的问题

煤矿对提升用钢丝绳的要求低于国家标准标准认知与应用滞后调查显示，90%以上的大煤矿集团对国内现行钢丝绳标准了解不足，仍沿用建井时选定的上世纪70-80年代规格型号要求购买提升钢丝绳，如要求已被重要用途钢丝绳取代的特类镀锌钢丝绳。

采购技术要求不明确煤矿在购买钢丝绳时，未能依据现行标准提出符合自身矿井条件的技术要求，导致钢丝绳生产企业可能提供A类镀锌钢丝绳而非提人所需的AB类或B类镀锌钢丝绳，两者韧性指标及抗弯曲疲劳性能差异大。

检验验收标准单一煤矿将有资质检验机构的检验合格报告作为悬挂使用的唯一依据，忽视了“合格不一定符合矿井使用技术要求”的原则，未能充分结合矿井实际工况对钢丝绳性能进行评估。

新旧标准衔接问题煤矿沿用的行业标准如MT716-1997对低值钢丝的要求（提人≤6%，提物≤10%），已低于GB/T8918-1996及即将实施的GB8918《重要用途钢丝绳》（采用国际标准ISO3154-88），后者对钢丝绳抗拉强度、韧性等要求更高更严。煤炭行业标准对低值钢丝的要求低于国标现行行业标准规定《煤矿安全规程》和MT716-1997规定，低值钢丝总断面积与试验钢丝总断面积之比，提人用钢丝绳不大于6%，提物用不大于10%。与GB/T8918-2022对比分析按GB/T8918-2022拆一股钢丝试验，部分钢丝绳低值钢丝断面积比达6.59%-27.78%，超过《规程》提人6%的要求，给煤矿生产埋下安全隐患。三角股钢丝绳100%拆股试验情况煤矿立井常用三角股钢丝绳按GB/T8918-2022做100%拆股试验，低值钢丝断面积比多在3%-6.84%之间，接近或略超《规程》提人6%的标准。与国际标准差距修订后的GB8918《重要用途钢丝绳》采用国际标准ISO3154-88，对钢丝绳抗拉强度、疲劳性能等要求高于MT716-1997，行业标准已落后于国际水平。绳芯支撑不足问题钢丝绳制造过程中的质量问题金属芯钢丝绳若金属绳芯偏细，会出现伸长或缩径现象；麻芯钢丝绳因麻芯直径不均、质软（如黄麻）易导致支撑不足。实验表明，金属芯直径比主股直径大15%～20%为宜，麻芯捻距应小且纱条均匀。缺钢丝缺陷生产过程中钢丝断裂后未及时修补会造成缺钢丝问题，影响钢丝绳整体强度和安全性，需在制造环节严格把控修补流程。钢丝绳应力问题捻股和合绳时应力未完全消除，会使钢丝绳僵硬，放绳时产生扭结、缠绕困难。生产中应合理使用变形器等工艺装备，确保钢丝绳平直不扭结。钢丝凸丝现象绳股中钢丝交叉凸起或呈弓形、环形状，多因捻股时钢丝张力不均、中心钢丝放大量不足、合绳时预变形器压弯量过大或压线模位置不当等导致。改进措施包括调整钢丝张力、加大中心丝放大量（0.15mm左右）、控制股变形率在85～95%。

钢丝绳使用过程中的常见质量问题01断丝问题断丝主要集中在绳端、传动部位及卷筒处，由疲劳、磨损、外力损伤、腐蚀等引起。绳端断丝多因安装不正确导致附加应力过大；传动部位断丝常源于挤压、非正常磨损和疲劳。

02断股问题断股多由断丝积累到一定程度引发，也可能因外力损伤（如运输中铲车铲坏、使用中挤压刮碰）、安装扭结变形、电焊渣灼伤或卷筒乱排绳等导致局部严重损伤。

03变形问题常见变形有波浪形、灯笼状、松（丝）股、绳径变化、压扁、扭结等。波浪形因局部应力集中或加捻不当；灯笼状多出现于钢芯绳，由外层绳股脱节或松驰受载导致；扭结则因环状拉紧时无法绕轴线转动造成。04提升绞车钢丝绳损坏的分析磨损破坏外部磨损的主要表现形式钢丝绳与托辊间呈相对滚动状态时磨损较轻，一旦托辊损坏产生滑动摩擦，提升过程成为绳与托辊间的拉锯式挫削过程，即拉锯运动是外部磨损的主要表现形式。提升绳下段的磨损风险提升绳下段在启动时存在的正常滑动摩擦，成为影响钢丝绳使用寿命的重要危险段。磨损破坏的分类钢丝绳的磨损分外部磨损和内部磨损。提升段以外部磨损为主，缠绕段以内部磨损为主，外部段磨损比内部磨损严重的多，所以减轻钢丝绳的外部磨损是重中之重。

断丝破坏疲劳断丝提升段钢丝绳在提升过程中反复弯曲，易发生疲劳断丝。主井提升钢丝绳因每天提升次数远多于副井，弯曲次数多，更易产生疲劳断丝。

冲击断丝环境中的偶然因素或卡车、突然刹车等猛烈拉力的冲击会造成钢丝绳冲击断丝。松绳后提升容器自动下落冲击钢丝绳，也可能导致冲击断丝。

振动断丝绞车系统的机械振动，特别是固有频率下的共振，会造成振动断丝或共振断丝。微观变形、锈蚀与疲劳损伤等会加重这种突发损坏的可能。

断丝检查标准《煤矿安全规程》规定：升降人员或升降人员和物料用的钢丝绳在一个捻距内断丝面积同钢丝绳总断面积之比达到5%时必须更换；专为升降物料用的钢丝绳等达到10%时必须更换。

拉伸破坏拉伸破坏的产生机理在提升过程中，钢丝绳长期承受拉伸、弯曲、扭转等多种力的综合作用，会发生冷拔拉伸现象，导致其抗疲劳能力减弱，尤其在使用后期会加速损坏。

拉伸破坏的表现形式提升系统的轻微共振或突然冲击拉伸，会使受冲击段钢丝绳发生严重拉拔、扭曲和变形，造成部分或全部钢丝绳报废。

拉伸破坏的判定标准当钢丝绳的直径减少到一定程度、长度伸长到一定程度，或断丝数及伸长发展突然加快时，必须立即更换，以防止拉伸破坏导致断绳事故。

锈蚀破坏锈蚀的主要成因矿井中常存在淋水、渗水等情况，尤其是具有酸性成分的水质，会对钢丝绳产生严重侵蚀。钢丝绳受淋水、潮湿和酸性气体、杂散电流等作用，会出现应力集中，产生疲劳，金属变脆。

锈蚀对钢丝绳的危害锈蚀减少钢丝的有效断面，使外层钢丝松弛，导致外层钢丝所受载荷减少，内层钢丝超载运行而断裂。在潮湿有淋水井筒中使用的钢丝绳，锈蚀是其强度降低的主要因素，也是提升钢丝绳报废的重要原因，更是造成平衡尾绳断裂的主要缘由。

锈蚀的防护建议当矿井中锈蚀情况较严重时，应考虑选用镀锌钢丝绳，且最好使用热镀锌钢丝绳，以增加抗腐蚀性能。同时，要定期对钢丝绳涂油，保持钢丝绳表面的润滑和防护，减少锈蚀的发生。05煤矿提升用钢丝绳改进建议合理选绳依据井巷条件与用途选型根据提升绞车的井巷条件（如斜井、立井）和使用场所（提人、提物），选择合适结构、直径、强度及抗锈蚀能力的钢丝绳。例如斜井提升钢丝绳主要损坏方式是磨损，宜选用外层钢丝较粗的线接触圆股、异形股或面接触型钢丝绳。点接触与线接触钢丝绳选择普通点接触钢丝绳股内钢丝直径相等，接触应力高，易磨损断丝；西鲁绳等线接触钢丝绳为线接触，无二次弯曲，结构紧密，使用寿命为普通绳的1.75倍。双滚筒绞车两侧必须采用同类绳，避免因伸长不一致造成越位或松绳冲击。捻向选择与安装匹配双滚筒绞车安装时，右滚筒右端固定上方出绳、左滚筒左端固定下方出绳，绳在滚筒上均为右缠绕，应选用右捻绳，避免使用左捻绳导致松捻。考虑环境因素的材质选择在淋水、潮湿或有酸性气体的井筒中使用时，应选用镀锌钢丝绳，优先选择热镀锌钢丝绳以增强抗腐蚀性能。立井提升普遍使用三角股钢丝绳，其100%拆股试验时低值钢丝总断面积与试验钢丝总断面积之比更易满足安全要求。钢丝绳的日常维护

规范存储与运输钢丝绳在运送、保存过程中，应避免损坏出厂时的几何尺寸，防止挤压、扭曲和腐蚀。换绳时尤其要注意保护新绳不受损伤。

定期润滑保养每月定期给钢丝绳涂油，确保麻芯含油量满足润滑钢丝要求，减少钢丝间的摩擦和锈蚀，延长使用寿命。

平稳操作与冲击避免要求司机平稳操作，严禁松绳或突然刹车造成冲击。合理控制提升机制动减速度和运行加速度，避免过大冲击载荷。

松绳保护装置的使用与试验坚持并正确使用松绳保护装置，做好日常试验，保证其灵敏可靠，防止因松绳冲击导致断绳事故。

关键部件检查与维护定期检查绞车滚筒、衬木、架绳轮的润滑及磨损情况，及时排除停转托辊，校正偏移，避免钢丝绳与部件间的拉锯式磨损。

钢丝绳的日常管理建立日检交验单制度设置专人对提升钢丝绳进行每日检查，检查内容包括断丝、磨损、锈蚀、直径变化等，并填写日检交验单，由主管工程技术人员审核，确保检查无遗漏，及时发现安全隐患。

规范日常检查方法提升钢丝绳必须每天以每秒0.3m以下速度详细检查，可由两人协作，一人观察，一人负责信号。检查时除直观观察外，可用棉纱围在钢丝绳上以发现断丝；对关键部位如立井嵌环上部、斜井钩头及钩头上部重点检查。

严格执行报废标准在一个捻距内，升降人员或升降人员和物料用的钢丝绳断丝面积与总断面积之比达到5%必须更换；专为升降物料用的钢丝绳、平衡钢丝绳、防坠器的制动钢丝绳达到10%必须更换；罐道钢丝绳达到15%必须更换。钢丝绳直径减小量，提升或制动钢丝绳达10%、罐道钢丝绳达15%时必须更换。

加强定期检验与维护每月定期给钢丝绳涂油，保持润滑；使用X射线、超声波或电磁探伤等仪器定期检验，及时了解内部断丝情况；按《煤矿安全规程》要求，根据试验结果判定钢丝绳能否继续使用，必要时采用在线无损探伤技术，如TCK.W钢丝绳检测系统，提高安全系数。

减轻钢丝绳的外部磨损

提升运输设备维护定期检查绞车滚筒、衬木及架绳轮的润滑状况，防止因托辊损坏或转动不灵活导致钢丝绳与托辊间产生滑动摩擦，形成拉锯式挫削磨损。

托辊结构与材质优化改善托辊的结构设计和选用耐磨材质，减轻垂弧启动磨损。确保钢丝绳与托辊间呈相对滚动状态，降低外部磨损程度，提升保护性能。

井巷环境管理加强井巷管理，及时排除停转托辊，校正偏移的托辊或轨道，避免钢丝绳在运行中与井巷设施发生异常摩擦，减少外部磨损风险。

钢丝绳使用与维护策略定期对钢丝绳进行换位使用，将磨损较重的部位绕入滚筒，未磨损部分投入使用，提高利用率。按《规程》规定在滚筒上装设过渡绳楔，每季度将变层跨圈处钢丝绳移动1/4绳圈位置，分散磨损点。

做好钢丝绳的定期检验检验频次与标准依据提升钢丝绳必须每天以每秒0.3m以下速度详细检查一次，记录断丝和直径缩小情况。每月进行一次全面检查，检查标准严格遵守《煤矿安全规程》及GB/T8918等相关规定。

关键检验项目与指标重点检验断丝（一个捻距内断丝面积与总断面积之比：提人≤5%，提物≤10%）、直径磨损（提升或制动钢丝绳达10%必须更换）、锈蚀程度及变形情况，确保各指标符合安全运行要求。

先进检测技术应用采用TCK.W钢丝绳检测系统等无损探伤技术，如X射线、超声波或电磁探伤，可实时监测钢丝绳内部断丝、锈蚀等隐患，同煤集团云冈矿等应用案例表明能有效提高安全系数。

检验结果处理与记录建立钢丝绳日检交验单制度，专人检查并记录，主管工程技术人员每日审核。检验发现问题立即处理，不合格钢丝绳坚决更换，确保检验数据可追溯，为安全决策提供依据。06单绳缠绕式矿井提升机斜井提升问题及对策卷筒衬垫绳槽选用

绳槽类型及特点螺旋绳槽：结构简单、制造容易、成本较低，引导钢丝绳螺旋缠绕，每圈前进一个螺距。平行折线绳槽：新型结构，含折线段和平行段，多层缠绕时排列整齐不易乱绳，但制造复杂、成本较高。

乱绳原因分析多层缠绕时选用螺旋绳槽，上下层钢丝绳旋向相反，上层钢丝绳难以落入下层螺旋槽，每圈有两处交叉过渡位置且不固定，易导致钢丝绳排列不整齐。

绳槽选用原则斜井单绳缠绕式提升机，升降人员或混合提升时钢丝绳缠绕层数不超过2层，升降物料时不超过3层。缠绕层数1-2层推荐螺旋绳槽，3-4层推荐平行折线绳槽，以兼顾经济性与防乱绳效果。

衬垫材质发展早期采用橡木等硬质木材，易变形、磨损；现多使用工程塑料材质，具有机械强度高、使用寿命长、不吸水等优点，能更好地适应提升机运行需求。钢丝绳类型选用按股中钢丝接触情况分类点接触型：股内钢丝直径相等，内外层钢丝间为点接触，接触应力高，易磨损断丝，耐久性差。线接触型：采用不同直径钢丝捻制，层间为线接触，无二次弯曲，结构紧密，绳截面利用系数高，使用寿命长。面接触型：线接触绳股特殊挤压处理，钢丝呈面接触，结构紧密，与绳槽接触面积大，耐磨抗压，股内钢丝接触应力小，使用寿命长。按绳股中断面形状分类圆股：绳股断面呈圆形，制造容易，价格低，提升机行业应用最多。异形股：绳股断面呈三角形或椭圆形，强度高，承载接触面积大，外层钢丝磨损小，抗压性能好，使用寿命长，价格较高。基于损坏因素的选型策略磨损为主时：宜选用外层钢丝较粗的线接触圆股、异形股钢丝绳或面接触型钢丝绳，如6×7、6V×19、6×K36WS、6×K7等。锈蚀严重时：考虑选用镀锌钢丝绳，优先使用热镀锌钢丝绳以增强抗腐蚀性能。疲劳断丝突出时：宜选用内外层钢丝直径差值较小的线接触钢丝绳或异形股钢丝绳，如6×25Fi、6×29Fi、6V×19等。

钢丝绳防松松绳原因分析斜井提