煤矿提升钢丝绳的应用探讨

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1、煤矿提升钢丝绳的应用探讨1、国内外提升钢丝绳的应用情况(1)国内情况目前国产钢丝绳按GB/T8918-1996标准生产，提升钢丝绳选用其屮异型股钢丝绳屮的三角股类型。三角股与圆股比较有以下特点：1)三角股钢丝绳表血平滑，与天轮和滚筒的支撑表面比圆股绳大3倍，钢丝绳耐磨性强，同时也减小了钢丝绳对天轮和滚筒以及摩擦轮衬垫的磨损。由于绳股间接触面积大，其股间钢丝的磨损也显著减小。2)在相同绳径的钢丝绳屮，其金属断面系数大，破断拉力也大。3)钢丝绳的结构紧密。关于使用期限，《煤矿安全规程》规定首绳不超过2年，平衡钢丝绳不超过4年，最多延长1年。(2)国外情况欧洲国家从1980年后，普遍采用圆股钢

2、丝绳，自2003年起将实行新的统一标准“EN”,提升钢丝绳同样采用圆股钢丝绳。圆股钢丝绳与三角股钢丝绳比较有以下特点：1)圆股钢丝绳运行吋各部弯曲半径一致，丝与丝、丝与股I'可有相对运动；三角股钢丝绳与其相反，而且丝与丝间易被钩住，造成损坏。2)圆股钢丝绳接触面积小，中间间隙大，相同的绳径破断力较小，但通过采用大一些抗拉强度的钢丝，可以产生与三角股相同绳径相同破断力的效果。3)圆股钢丝绳在承载时伸长量，可以顺捻，也可以交互捻，使用中露出丝数较多,易判断断丝情况；三角股钢丝绳只能顺捻。欧洲国家没有钢丝绳使用期限的规定，主要根据钢丝绳的锈蚀、外损(包括直径减小)及断丝率三条件进行判断，若其中

3、有一项未达到一定指标时便需要更换绳，一般的使用期限最长可达10年。2、提升钢丝绳使用寿命分析(1)绳端载荷对提升钢丝绳使用寿命的影响提升钢丝绳在正常情况下主耍受拉应力、弯曲应力及加减速时的动应力等。除弯曲应力外，拉应力和动应力等都与绳端静荷重有关。拉应力：°L=Qj/F[1]加速时的动应力：0d=oLa/g⑵拉应力与加速动应力之和：o=ol（1+a/g）[3]式中:Qj绳端静荷重，kgF钢丝绳金属断面积，mma加速度，m/s2g——重力加速度，m/s2由［3］式可知，若绳端静荷重小，则应力小，钢丝绳的寿命长。若弯曲比基本符合《煤矿安全规程》要求，提高安全系数也能延长钢丝绳的使用寿命。例如

4、一套提升设备，在降低绳端载荷的情况下运作，其钢丝绳的使用寿命将大为提高。有的矿井在其原提升设备不变的情况下，改用直径稍大的钢丝绳，其使用寿命也将得到较大的延长。当然，在设计中不能由于提高钢丝绳的安全系数而加大提升设备。但在使用中，rfl于实际终端载荷往往比设计值大,因此，钢丝绳的实际使用寿命往往要缩短，这是值得注意到。（2）外部因素对提升钢丝绳使用寿命的影响外部因素主要指井筒坠物、风蚀、淋水及锈蚀等情况。提升钢丝绳在有淋水的井筒中工作，将使提升钢丝绳的使用寿命减少，在湿度大、易于锈蚀的条件下工作，即使有镀锌层,时间稍长也会锈蚀。没有保护层的钢丝绳，在酸性矿井屮尤为严重。对摩擦提升，市于水

5、和煤尘掺混而产生石墨混合物，使钢丝绳与摩擦轮衬垫间的摩擦系数显著降低，严重影响了提升钢丝绳的可靠性。锈蚀往往与摩擦相伴出现的，这两种因素都促使钢丝绳有效面积缩小,不仅使钢丝绳破断力降低，而且对其抗冲击性能的影响尤甚。（3）内部因素对提升钢丝绳使用寿命的影响钢丝绳加减速度的变化，丝与丝，丝与股Z间的机械摩擦是影响提升钢丝绳使用寿命的内部因素。提升钢丝绳多次在重负荷下紧急制动，使钢丝绳急剧伸长，超过其弹性形变后而断丝，进而引起断股。竖井用绳的强度损失多以疲劳断丝和锈蚀为主，磨损是次要因素。斜井用绳多以磨损和锈蚀为主要因素，磨损的程度用钢丝的径向磨损量來表示。实际上这个磨损量也只能凭观察來估计

6、，只冇将钢丝绳解剖后才能精确测量。钢丝绳的磨损主要冇绳股内钢丝间的磨损和股间接触钢丝绳的磨损。对于点接触钢丝绳，钢丝间磨损尤为严重，线接触钢丝绳，锈蚀严重时对绳股内层钢丝会出现间隙，用小锤轻轻敲打可以明显听到。对斜井来说，钢丝绳以表面磨损为主。（4）弯曲比对提升钢丝绳使用寿命的影响钢丝绳在提升过程中，受到三种弯曲的作用。钢丝绳在绕过滚筒和天轮时，要受到自身弯曲，称Z钢丝绳的一次弯曲；钢丝绳受到外力作用时，股绳内的钢丝在拉力和相互挤压的情况下，将再次产生弯曲，称之二次弯曲；在使用过程中，钢丝绳因磨损、锈蚀变形后，绳股内钢丝产生I'可隙，受不同拉力作用吋，钢丝则产生附加弯曲，称之三次弯曲。一

7、定载荷下的反复弯曲次数是衡量钢丝绳好坏的重要指标。对竖井提升来说，若锈蚀不太严重，钢丝绳的使用寿命主耍取决于反复弯曲次数。因为钢丝绳在滚筒上缠绕和绕过天轮时，在钢丝绳中产生弯曲和抱转应力，钢丝在这种引力的反复作用下出现疲劳现象，这种现象的表现形式就是断丝。钢丝绳中产生弯曲应力的大小与滚筒或天轮直径D、钢丝直径§以及钢丝绳的结构关系有关。一般用下式表示：Ob二EXOXK/D式屮：弯曲应力，kg/mm2E钢丝绳弹性模数，kg/mm2D一