礦井提升鋼絲繩

礦井提升鋼絲繩是指連線提升容器和傳遞礦井提升機動力用的鋼絲繩索。它是鋼絲繩提升設備的一個重要組成部分。它直接關係到礦井正常生產、人員生命安全和設備的經濟運行。

基本介紹

• 中文名：礦井提升鋼絲繩
• 外文名：mine hoisted the wire rope
• 類型：提升設備
• 用途：採礦
• 領域：工程技術
• 學科：礦業工程

簡介

礦井提升鋼絲繩是指連線提升容器和傳遞礦井提升機動力用的鋼絲繩索。它是鋼絲繩提升設備的一個重要組成部分。它直接關係到礦井正常生產、人員生命安全和設備的經濟運行。許多國家的礦山都發生過斷繩事故，有的造成停產和重大的經濟損失，造成人身傷亡，因此必須對礦井提升鋼絲繩合理選擇、正確使用、精心維護。

礦井提升鋼絲繩

一般先由多根鋼絲捻成股，再由若千股(多用6股)圍繞繩芯捻製成繩，繩芯材料為劍麻或合成纖維，密封型鋼絲繩用鋼絲作繩芯口鋼絲繩的捻向分左捻和右捻兩種。繩股捻向與鋼絲在股內捻向相同者稱順(同向)捻鋼絲繩、反之稱逆捻(互動)鋼絲繩。順捻鋼絲繩比逆捻鋼絲繩柔軟、表面光滑、與繩槽接觸面積大。但它有較大的捻向恢復力，不允許在無罐道情況下工作。

鋼絲有光面的和鍍鋅的兩種.鍍鋅的可防誘蝕，但價格較高。礦井提升鋼絲繩用的鋼絲繩抗拉強度一般為1470-2100N/mm2，井深時用較大值，南非在超深井中用了2100N/mm2的鋼絲繩，並在試驗更高強度的鋼絲繩。中國礦山井深一般不超過1000m。據此，1988年國家標準規定了礦井提升鋼絲繩的鋼絲公稱抗拉強度為1570、/1670/1770N/mm2，還規定銘絲繩應製成不鬆散的，即鋼絲繩鋸斷後，繩投和鋼絲都不鬆散。這種鋼絲繩彎曲疲勞強度較高，打結趨勢小，安裝較方便。

歐洲在鋼絲繩使用和製造方面發展較快、早在19世紀初。就在礦井使用鐵絲製成的繩索代替麻繩和鐵鏈。1834年德國首先在礦井試用了鋼絲繩，礦井提升鋼絲繩直徑一般為12.7-65mm，最粗的是德國一台單繩摩擦式提升設備上用的直徑為90mm的鋼絲繩。隨礦井深度的不斷加大，提升鋼絲繩在向結構緊密、高強度方向發展。同時也在尋求用輕型高強度塑膠繩代替鋼絲繩，如80年代末美國礦業局已試驗Kevlar繩。它叮用於深井提升。Kevlar繩與同直徑的鋼絲繩相比，前者強度雖為後者的80%左右，但重量僅為後者的20%，從而可提高一次提升量。

結構型式

有圓股、異型股及密封型三種。

1.圓股鋼絲繩

最通用的鋼絲繩，繩股內各層之間有點、線、面三種接觸形式。點接觸鋼絲繩的股內鋼絲直徑相同，各層鋼絲捻角相等，捻距不等。這種鋼絲繩的絲間接觸應力大。使用壽命較短。線接觸鋼絲繩的役內各層鋼絲相互平行，捻距相等。線接觸鋼絲繩比點接觸鋼絲繩的結構緊密，接觸面積稍大，使用壽命較長。面接觸鋼絲繩與前者相比，優點是表自光滑，抗蝕性與耐磨性均好，承載能力大；缺點是澆性較差。圓股鋼絲繩還有兩層股或多層股的，各層股捻向相反。當繩端承受載荷時，自轉性很小，通常稱為不旋轉鋼絲繩。

2.異型股鋼絲繩

一般多用三角股鋼絲繩，其繩股的斷面近似三角形。它具有支撐表面積大，金屬斷面係數大，外層鋼絲較粗，抗磨損性能較好，使用壽命較長等優點。

3.密封型鋼絲繩

繩芯為幾層捻制的普通鋼絲，外層由多層異型鋼絲捻成。它與圓股、異型股型絲繩相比，優點是繩的金屬斷面係數和支撐面積大，耐擠壓性能強，耐磨蝕性好。拉伸變形小；缺點是撓性差。

選擇和計算

鋼絲繩的直徑決定提升機的規格，其結構影響提升設備運行的經濟性和安全性。選擇和計算提升鋼絲繩時，需考慮選型原則、安全係數，並確定其直徑。

1.選型原則

在鋼絲繩易產生疲勞斷絲的條件下，應選用線接觸、同向捻、絲數多而絲徑稍細的圓股或異型股鋼絲繩，在磨損嚴重的條件下，選用外粗式線接觸圓股或異型股鋼絲繩，以及面接觸鋼絲繩，在鏽蝕嚴毛的條件下，選用結構緊密的鍍鋅鋼絲繩，用於鑿井提升時，選用多層股不旋轉鋼絲繩或面接觸鋼絲繩，礦井較深時，採用不旋轉鋼絲繩或密封型鋼絲繩。由於各國使用條件和經驗不同，所選鋼絲繩結構也不同，如英國和加拿大在提升高度大於900m時，使用密封型鋼絲繩，而南非井深超過1860m仍採用不旋轉鋼絲繩，瑞典和德國則用異型股鋼絲繩。多繩摩擦提升時，應選用支承面積較大的鋼絲繩，如異型股鋼絲繩、面接觸鋼絲繩或密封型鋼絲繩。尾繩用多層股不旋轉鋼絲繩或扁鋼絲繩，或採用一般圓股鋼絲繩配以旋轉的尾繩連線器。鋼絲繩在捲筒上的纏繞方向要與繩的捻向一致，以免松股。在多繩摩擦提升中採用規格相同、左右捻根數相等的鋼絲繩，以消除繩組對提升容器產生的扭矩。

2.安全係數

提升鋼絲繩安全係數的計算方法各國不同。中國礦井提升鋼絲繩的安全係數定義為鋼絲繩內所有鋼絲破斷力總和與鋼絲繩的最大靜拉力(含繩端載荷及懸垂鋼絲繩的自重力)之比。1990年的中國旗冶金地下礦山安全規程斗規定，單繩提升時的安全係數為：提升人員的不應小於9，專提物料的不應小於6.5。多繩摩擦提升時的安全係數為：提升人員或提升人員和物料的不得低於8，專提物料的不得低於7。美、英、加拿大、德國、瑞典等國的提升鋼絲繩安全係數隨井深增加而減小。

使用和維護

除執行安全操作規程和有關規定外。繩槽尺寸必須合理。過小和過大都會降低鋼絲繩的使用壽命。槽底半徑一般取R=0.55d(d為鋼絲繩直徑)。多繩提升時，各繩的受力要均勻，連線裝置要合理。最好使用楔形繩環。鋼絲繩要定期潤滑，以延長使用壽命，潤滑摩擦式提升用的鋼絲繩時。需使用不降低摩擦係數的專用潤滑油。

試驗和檢查

提升鋼絲繩按照安全規程進行試驗。對纏繞式提升設備的鋼絲繩要定期截取繩樣進行試驗，以了解其磨損、鏽蝕、性能變化和繩芯狀況，同時也移動了鋼絲繩受傷最嚴重的部位，以延長其使用壽命。當鋼絲繩的安全係數低於規定的低限時，必須更換。試驗中不合格鋼絲數達到安全規程的規定時，也應更換。因多繩摩擦式提升鋼絲繩不能截取繩樣，各國都規定了使用年限或據以更換的其他指標。

為確保鋼絲繩的使用安全。每天都要對鋼絲繩進行檢查或監測，一絲髮現不符合安全規程的規定時，必須更換。