矿山钢丝绳的使用和选择

矿山提升用钢丝绳的选择和使用产品工程师：高万巨矿山提升用钢丝绳是矿山生产的生命线，矿井没有钢丝绳产品的配套，就无法进行正常生产。因此钢丝绳质量好与坏，选择是否正确对于矿山安全生产有着十分重要的作用。

1.地下矿提升形式1.1斜井提升（牵引式提升）斜井提升斜井提升原理图

斜井提升特点1.1.1运行速度低，一般不大于5米/秒1.1.2单绳提升1.1.3对钢丝绳磨损严重，要求耐磨性好1.1.4多层缠绕，一般情况下升降人员可缠绕两层，升降物料可缠绕三层。因此可以剁头、掉头使用提升原理图1.2立井提升1.2.1单绳提升（平行滚筒式提升）单绳提升特点1.2.1.1提升容器由一根钢丝绳承担，直径较大，且缠绕层数有限制（立井中升降人员或升降人员和物料的，1层；专为升降物料的，2层）所以，主导轮直径和整个机器尺寸都较大，不适用于深井提升。1.2.1.2防止钢丝绳断绳，必须设防坠器。1.2.1.3运行中，扭力随提升变化而变化，因此运行不平稳。1.2.1.4提升系统对钢丝绳捻向有要求，硬罐道可采用同向捻，软罐道必须采用不旋转钢丝绳。1.2.1.5运行速度和斜井比较快。运行原理图1.2.2多绳摩擦提升摩擦提升特点多绳摩擦提升以其提升能力大、提升高度大、钢丝绳安全系数大、电动机消耗功率低、机器整体尺寸小、造价便宜等显著优点，被越来越多地用于矿井提升中。1.2.2.1提升容器及载荷由多根钢丝绳共同承担，与单绳缠绕式提升设备相比，提升钢丝绳直径较小，因此摩擦轮、天轮、导向轮直径及整个设备尺寸都相应缩小。设备质量较轻，适应于深井及大型设备提升。能满足矿井日益大型化和向深部发展的需求。1.2.2.2由于采用多绳提升，这些钢丝绳不会同时拉断，因此安全系数高，不易出现安全事故，因此也不用设防坠器。1.2.2.3多绳摩擦式提升采用平衡提升系统。因此在运行中扭转力矩较均衡，因此运行平稳，提升速度快，电动机功率和电耗均较小。1.2.2.4提升钢丝绳一般为偶数，且左右捻各半，这样就可以做到无扭力提升。减轻了提升容器对罐道的运行阻力。因此既可用软罐道，也可采用硬罐道。1.2.2.5多绳摩擦提升提升量大，作业效率高，且钢丝绳使用寿命较长，因此一些大型矿井都采用多绳摩擦式提升方式。1.2.2.6由于提升容器的悬挂是由多根钢丝绳组成，为了保证每根绳受力均匀，因此要求每根绳张力大致一致，一般误差不应超10%。因此需有钢丝绳受力液压平衡装置。1.2.2.7由于摩擦提升是靠钢丝绳与摩擦轮衬垫间的摩擦力来传递提升力的，因此对衬垫和钢丝绳摩擦系数要求较高。因此要求衬垫材质既要耐磨，又要有一定摩擦系数。因此对钢丝绳油脂及涂油方式要求较高。1.2.2.8在生产运行期间，钢丝绳变形伸长而需要调整。因此要求钢丝绳变形伸长要小而伸长率要一致。由于在钢丝绳运行过程中两端张力不一致，因此弹性伸长也不一致。因此在提升过程中钢丝绳产生蠕动。为了减少蠕动，对钢丝绳弹性伸长也要求较高。1.2.2.9多绳摩擦提升运行区间固定，不适用于多水平提升。6X72.钢丝绳选择2.1结构选择2.1.1斜井提升用钢丝绳6Xk76X19S维尔卡6vX302.1.2立井提升钢丝绳选择三角股钢丝绳：维尔卡6vX33布顿6X25ST布顿6X27ST国产6vX34国产6vX37S6X36WS线接触钢丝绳：6X25FI6X26WS6X19S6X29FI18X7多层股不旋转钢丝绳：18X19S35WX735WXk7平衡尾绳：扁钢丝绳34X7不旋转钢丝绳：34X734X7PFV2.2捻向选择斜井大部分采用同向捻，也有采用交互捻。立井单绳提升要求两条绳捻向一致。摩擦提升全部采用同向捻，而且左右捻交替安装。平衡尾绳有采用圆股绳，应选用交互捻，且要求与提升容器连接处采用旋转器2.3油脂选择斜井和立井单绳提升，一般要涂润滑油。摩擦提升必须采用増摩油，或不涂油。最好采用尼罗斯藤的N113油脂。涂油方式：绳涂油和股涂油两种。2.4安全系数选择安全系数定义：安全系数=实测的合格钢丝绳破断拉力总和/所承受的最大静张力注，钢丝绳证书所提供的是钢丝绳最小破断拉力与钢丝绳破断拉力总和之间存在着换算系数。如，6VX37S换算系数为1.177根据《煤矿安全规程》钢丝绳最小安全系数最低值如下表所示：安全系数计算：M=N*K*F/Fmax注：M为钢丝绳安全系数；N为提升钢丝绳数量；K为换算系数；F为钢丝绳最小破断拉力；Fmax为钢丝绳所承受的最大静张拉力。M≥Ma（Ma为上表所规定的最小值）2.5根数选择摩擦提升首绳成对配置，通常是一对到十对不等，具体要看提升任务和安全系数决定。以四根、六根为多数。平衡绳要求不应少于两根。通常情况下，要求尾绳总单重和首绳总单重应该是相等的，这样才能保证运行平稳。但实际配置时，绝对相等是不可能的，但误差不应大于5%，通常情况下，优先选用稍重尾绳。Δ=(N2*Q-N1*P)/N2*Q≤0.05一般控制在0.03左右平衡绳的长度必须与提升容器的提升高度相适应，不能短也不能太长。2.6钢丝绳与摩擦轮的关系除移动式的辅助性的绞车外，提升装置的天轮、滚筒、摩擦轮、导向轮和导向滚等的最小直径与钢丝绳直径之比值，应符合下列要求：2.6.1落地式及有导向轮的塔式摩擦提升装置的摩擦轮及导向轮（包括天轮），井上不得小于90，井下不得小于80；无导向轮的塔式摩擦提升装置的摩擦轮，井上不得小于80，井下不得小于70.2.6.2井上提升装置的滚筒和围抱角大于90°的天轮，不得小于80；围抱角小于90°的天轮，不得小于60.2.6.3井下提升绞车和凿井提升绞车的滚筒、井下架空乘人装置的主导轮和尾导轮、围抱角大于90°的天轮，不得小于60；围抱角小于90°的天轮不得小于40.2.6.4立井的天轮、主动摩擦轮、导向轮的直径或滚筒上绕绳部分的最小直径与钢丝绳中最粗钢丝的直径之比，必须符合下列要求：

井上的提升装置，不小于1200；

井下和凿井用的提升装置，不小于900；

凿井期间升降物料的绞车和悬挂水泵、吊盘用的提升装置，不小于300.2.6.5天轮到滚筒上的钢丝绳的最大内、外偏角都不得超过1°30′。单层缠绕时，内偏角应保证不咬绳。槽距=公称直径+5%

半径=公称半径+7.5%2.6.6滚筒槽、轮槽正确的绳轮槽正好可以支撑钢丝绳圆周的33%2.7钢丝绳技术条件钢丝绳在订货时，要给出钢丝绳的规格、型号、级别、表面状态、捻制方向、长度、根数等。如，基本型号：48ZBB6VX34-FC

数量：8根

长度：每根800米

抗拉强度：1770MPa

捻向：ZZ/SS各4根

表面状态：B级镀锌，钢丝绳及芯均涂増摩脂同时要求厂方出具质保证书，证书标明除上述内容外还要有钢丝绳最小破断拉力，钢丝绳所配钢丝直径，弯曲扭转次数，锌层重量等。综上所述，钢丝绳选择是矿井设计的主要内容，首先根据矿井的条件产量而先选择钢丝绳，再根据所选钢丝绳确定提升设备。

抗疲劳：三角股与导轮和滚筒接触时的接触面较为平滑，它的接触面积高出普通圆股钢丝绳的3-4倍，从而大大降低了由于钢与钢面接触而引起的磨损。

抗挤压：当三角股钢丝绳承受重载时，钢丝与钢丝之间会发生互相“嵌入”的现象，这种现象会使整根钢丝绳变得更加紧凑，从而有效地提高了重载情况下抗挤压和防止变形的能力。

更强的拉力：由于采用了紧凑的金属结构设计，因此与同尺寸的圆股钢丝绳相比，三角股钢丝绳的拉力会高出10%，从而使三角股钢丝绳有能力承载那些最重的负载。

提高了工作效率：由于减少了与滑轮和滚筒之间的接触而导致的磨损，工作效率被大大提高了。3.三角股钢丝绳的特点暨我公司生产的优势3.1三角股钢丝绳特点3.2.1独特的3*2三角股芯及生产工艺可以使三角股钢丝绳的结构更稳定，从而使钢丝绳在相同拉力下具有低延伸、抗疲劳的特点。

3.2.2能够提高更大的表面积，从而有效的降低钢丝绳和导轮槽、滚筒以及摩擦绞车内衬之间的压强。

3.2.3三角股结构紧密，因此在同样的截面内会有更多的钢。因此破断拉力比国内三角股要高。

3.2.4特制的合成纤维芯能提供更一致的密度和直径来支撑钢丝绳。

3.2我公司生产的三角股钢丝绳优点维尔卡布顿国产3.2.5定制能力能从1770MPa到2160MPa的钢丝绳强度范围确保了产品性能满足各种提升系统。3.2.6较厚的锌层提供了很好的防腐能力。3.2.7特制的防护脂及涂油方式增加了钢丝绳的性能，降低了矿井环境的腐蚀和其他因素的影响。3.2.8无电接点生产保证了钢丝绳在使用中减少断丝。4.钢丝绳使用保管及检查维护4.1新绳到货后，应进行验收检验。验收标准煤炭行业按MT716、MT717及订货合同，其他行业以国标和订货合同验收。4.2验收合格后应妥善保管，防止损坏或锈蚀。对每卷钢丝绳必须保存有包括出厂厂家合格证、验收证书等完整的原始资料。4.3保管应放在室内，不能使钢丝绳直接与土壤或潮湿地面接触，不能接触腐蚀性物体，不能堆叠在一起，不能使木轮受潮。长期储存的钢丝绳要定期旋转，以防止油脂流动聚集。4.4保管超过1年的钢丝绳，在悬挂前必须再次进行1次检验，合格后方可使用。（做拉断、弯曲和扭转3种试验，并以公称直径为准对试验结果进行判定：不合格钢丝的断面积与钢丝总断面积之比达到6%，不得用作升降人员，达到10%不得升降物料；以合格钢丝拉断力总和为准算出的安全系数，如低于“安全系数表”数值时，不得使用。4.5在用钢丝绳检验应按照下列要求进行：4.5.1升降人员或升降人员和物料用的钢丝绳，自悬挂时起每隔6个月检验1次；悬挂吊盘的钢丝绳，每隔12个月检验1次。4.5.2升降物料用的钢丝绳，自悬挂时起12个月时进行第1次检验，以后每隔6个月检验1次。

摩擦轮式绞车用的钢丝绳、平衡钢丝绳以及直径为18mm及其以下的专为升降物料用的钢丝绳（立井提升用绳除外），不受此限。4.5.3在用绳的定期检验：可只做每根钢丝的拉断和弯曲2种试验。试验结果，仍以公称直径为准进行计算和判定：不合格钢丝的断面积与钢丝总断面积之比达到25%时，该钢丝绳必须更换；以合格钢丝拉断力总和为准算出的安全系数，专用升降人员的小于7；升降人员和物料用的钢丝绳，升降人员时小于7，升降物料时小于6时，不准使用。4.6在用钢丝绳的检查须定期对钢丝绳进行仔细检查。钢丝绳长期使用或用于重载之后须进行更加全面和频繁的检查。钢丝绳及设备定期检查具有三方面作用：4.6.1确定钢丝绳状况及是否需要更换。4.6.2确定所用钢丝绳是否是最合适的类型。4.6.3发现并纠正设备故障或操作错误，避免钢丝绳磨损。测量在相距至少1米的两截面上，并在同一截面互相垂直测取两个数值。四个测量结果平均值作为钢丝绳实测直径检查须包括以下重要项目：钢丝绳直径：钢丝绳直径明显降低说明近期需要更换钢丝绳。多种原因可导致直径降低，任何原因均需要更换钢丝绳。钢丝绳直径降低可能由绳芯老化、过重负载、重复冲击负载等原因造成。也可能因为润滑不足或内部腐蚀造成的钢丝内部磨损和腐蚀。钢丝绳捻距：“钢丝绳捻距”显著增加通常是由于绳芯故障造成的，这种情况下钢丝绳直径一般会降低。外部磨损：磨损指钢丝绳与外部物体之间的摩擦。疲劳断裂：钢丝绳切口出现在正常使用中经常反复弯曲导致。锈蚀：是由钢丝绳与腐蚀性介质接触造成的。对使用中的钢丝绳，应根据井下条件和锈蚀情况，每月至少涂油1次。所涂油脂最好和生产厂家所涂油脂相同。摩擦提升用钢丝绳只准涂专用钢丝绳油，但对于不绕过摩擦轮部分，可涂防护脂。

推荐使用注油设备。4.7钢丝绳的维护钢丝绳在使用中要进行清洗和上油5.钢丝绳报废标准5.1各种股捻钢丝绳在1个捻距内断丝断面积与钢丝总断面积之比，达到下列数值时，必须更换：5.1.1升降人员或升降人员和物料用的钢丝绳为5%5.1.2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（包括缓冲绳）和兼作运人的钢丝绳牵引带式输送机的钢丝绳为10%5.1.3罐道钢丝绳为15%5.1.4架空乘人装置、专为无极绳运输用的和专为运物料的钢丝绳牵引带式输送机用的钢丝绳为25%5.2以钢丝绳标称直径为准计算的直径减小量达到下列数值时，必须更换：5.2.1提升钢丝绳或制动钢丝绳为10%5.2.2罐道