赵帅

【摘 要】本文分析了矿井钢丝绳的性能、类型、损伤的类型以及防护的相关措施，希望能够对读者提供一些借鉴和参考。

【关键词】井下；钢丝绳；性能；类型；损伤；防护

一、前言

煤矿多为井下作业，钢丝绳是常见的作业设备，对于作业的安全性起到非常重要的作用。

二、矿井钢丝绳的性能

通常，首先将多根钢丝股线形成为股线，然后由芯股线周围的股线（多于6股）形成股线。芯材为剑麻或合成纤维，密封药芯钢丝绳为芯线。指向左侧和右侧。股线向与股线中的钢股线相同的方向扭曲。他们被称为（同一方向）股，反之亦然。平滑的双绞钢丝绳比反向双绞钢丝绳柔软，表面光滑，与钢丝绳槽的接触面积大。然而，它具有更大的韧性，不允许没有坦克的情况下工作。有两种光泽和镀锌钢丝。镀锌钢可以防止腐蚀，但价格更高。早在19世纪初，欧洲的钢丝绳的使用和制造就发展得更快。除了大麻绳索和铁链之外，铁丝绳用于矿山。1834年，德国首先在矿井中试用钢丝绳。起重钢丝绳的直径一般为12.7-65mm。最厚的钢丝绳是直径90毫米的钢丝绳，用于德国的单绳摩擦提升装置。随着矿井深度的不断增加，钢丝绳正朝着紧凑和高强度的方向发展。同时，它也在寻求用轻质高强度塑料绳来取代钢丝绳。例如，美国矿业局在20世纪80年代末测试了凯夫拉尔绳索。它用于深井升级。与同等直径的钢丝绳相比，凯夫拉尔钢丝绳的强度约为后者的80%，但其重量仅为后者的20%，可增加一次升力量。

三、钢丝绳的类型

（一）圆股钢丝绳

最通用的钢丝绳，绳股内各层之间有点、线、面三种接触形式。点接触钢丝绳的股内钢丝直径相同，各层钢丝捻角相等，捻距不等。这种钢丝绳的丝间接触应力大。使用寿命较短。线接触钢丝绳的役内各层钢丝相互平行，捻距相等。线接触钢丝绳比点接触钢丝绳的结构紧密，接触面积稍大，使用寿命较长。面接触钢丝绳与前者相比，优点是表自光滑，抗蚀性与耐磨性均好，承载能力大；缺点是浇性较差。圆股钢丝绳还有两层股或多层股的，各层股捻向相反。当绳端承受载荷时，自转性很小，通常称为不旋转钢丝绳。

（二）异型股钢丝绳

一般多用三角股钢丝绳，其绳股的断面近似三角形。它具有支撑表面积大，金属断面系数大，外层钢丝较粗，抗磨损性能较好，使用寿命较长等优点。

（三）密封型钢丝绳

绳芯为几层捻制的普通钢丝，外层由多层异型钢丝捻成。它与圆股、异型股型丝绳相比，优点是绳的金属断面系数和支撑面积大，耐挤压性能强，耐磨蚀性好。拉伸变形小；缺点是挠性差。

四、机械损伤的分析

（一）磨损

根据磨损机理可分为以下几种：钢丝绳在使用过程中其外表面与钢丝绳，地板，挡土装置等物体表面接触而引起的物体外部磨损，钢丝绳截面减小，钢丝绳的外表面会变平，钢丝绳的断裂载荷会减小。在实际现象中，有一周磨損，全周磨损，一周磨损比整周磨损更差，在全长范围内尽可能均匀磨损，即整周穿。

由于振动，碰撞引起的钢丝绳表面变形并磨损。这是一种局部磨损现象。例如，滚筒表面的钢丝绳被其他物体击中，钢丝绳扭曲打结，或者由于咬住绳索，会使钢丝绳产生变形磨损。这种类型的变形磨损通过局部挤压而变形。钢丝横截面在挤压的两侧形成翅片形状。从外面看，导线的宽度会扩大。尽管钢丝绳的横截面积并未减小很多，但局部挤压的钢丝却没有。表面材料硬化，很容易断开电线。长期以来，突出部件的变形经常会磨损，外部的电线也容易断裂电线。

另外，内部磨损因素不容忽视。钢丝绳穿过滚筒或滑轮的所有人员都装在钢丝绳的一侧。每根小钢丝的曲率半径不能完全相同。同时，由于钢丝绳弯曲，钢丝绳内部的每根细钢丝会产生相互作用力并产生滑动。此时，股线与股线之间的接触应力增加，并且相邻股线之间的局部钢丝将具有局部压痕。当环路被反复拉伸和弯曲时，应力集中在深袋中并被破坏。

（二）疲劳

在使用过程中，钢丝绳主要承受弯曲，拉扯，扭曲，振动疲劳和过载引起的弹性变形。钢丝绳反复缠绕在滑轮或卷轴上，多次弯曲，容易使钢丝疲劳，韧性下降，最终导致断丝。疲劳断丝出现在股线弯曲严重一侧的外部钢丝上。正常情况下，断丝停电意味着钢丝绳已经接近其使用的终点。试验表明，钢丝绳的弯曲疲劳寿命与D/d比（卷筒直径D与钢丝绳直径d之比），安全系数以及钢的结构密切相关钢丝绳。在绳索的起动和制动开始时，变化的拉伸应力和频繁的变形和振动也是疲劳的原因。

过载：除了静载荷如负载和自重之外，钢丝绳在工作时也受到加速度和冲击的动态负载。当钢丝绳随着载荷增加而具有轻微的伸长量时，当载荷超过钢丝绳时钢丝绳可能会断裂。即使超载钢丝绳不会造成断裂事故，安全系数也会大大降低，使用寿命也会大大缩短。

（三）外伤

小钢丝绳伤害只不过是滑轮上的一个滑槽。滚筒上的挡板由矿车铺开。结果，钢丝绳由于局部轧制而经常报废。而且，钢丝绳扭结也是一个重要的破坏因素。钢丝绳是自转的，特别是新的钢丝绳。当它们安装好后，就会施加张力而不会打破绳索，经常会引起扭结。扭结的方向与钢丝绳的方向相同，称为正扭结，反之亦然。钢丝绳弯曲后，承受多次载荷，并且芯部也有部分暴露。一般来说，没有断丝现象。然而，测试表明钢丝绳的强度将在扭结损坏后显着降低。正扭结强度仅为原强度的60%～80%，负扭结强度不足原强度的50%。在严重的情况下，强度降低到原来的10%至20%。

五、降低钢丝绳损伤的有效措施

（一）磨损损伤

（1）为避免单周期磨损，我们定期将绞车钢丝绳如大卷扬机等四分之一扭转，以使其均匀磨损；

（2）倾斜轴拖轮由铸铁改为聚氨酯拖轮，以减少钢丝绳的刚性磨损；

（3）尽量避免钢丝绳缠绕在滚筒上，遭受其他冲击；

（4）根据具体情况，正确选择钢丝绳结构模型。为了防止内部磨损，我们大多数矿山的钢丝绳被钢丝绳接触钢丝绳取代，点接触的类型被放弃。对于特殊的地方，我们正在考虑使用表面接触钢丝绳。

（二）疲劳

（1）在条件允许的情况下，尽可能增大鼓轮和皮带轮的直径。在提升倾斜通道的情况下，卷筒直径不能增大时，阻绳装置和拉绳装置的滚轮直径增大，合理选择钢丝绳的直径和卷筒的直径；

（2）布置滑轮时，应尽可能避免钢丝绳反向弯曲。经验表明，反向弯曲损伤约为同方向弯曲的2倍左右，特别是不能用倾斜主干提升钢丝绳通过滑轮调整汽车；

（3）尽可能选用结构良好的钢丝绳，如WS，TX等钢丝绳

（三）外伤

（1）严格操作规程，强化操作人员岗位责任，坚持事故追究制度；

（2）完善设施的防护能力，如加高护绳板，设置排绳器；

（3）新挂设的钢丝绳在其自由端设置旋转装置，以达到“破劲”的效果；

（4）特殊的场合，研究采用不旋转钢丝绳。

六、钢丝绳的检查与维护

1.吊绳必须每天检查一次，速度为0.3米/秒。平衡绳应至少每周检查一次。对于易损坏，破损或生锈的绳索，应停止详细检查。应检查断丝的突出部分。截断。检验结果应记录在钢丝绳检验记录簿中；

2.每个季度应检查带有桃环附件的电梯绳索，以便打开绳索卡；

3.吊装钢丝绳如果受到罐头或突然停止等剧烈拉伸，必须立即停止并检查。当钢丝绳缠绕成多层时，必须从下层到上层的临界区域进行强化检查，绳索每季度转1/4圈；

4.提升钢丝绳检查方法一般采用眼睛观察和手卷盘检查。但是，它不能检查绳索内部的断丝。因此，应使用钢丝绳检测器等进行检查。

七、结束语

综上所述，我们要提高对矿井钢丝绳的机械损伤的预防和维护，保证钢丝绳的运行安全。

【参考文献】

[1]孙克明.提高斜井提升钢丝绳寿命问题的探讨[J].中国新技术新产品，2017（16）：30

[2]周武.矿用钢丝绳选择及日常维护和管理[J].云南化工，2017（3）：22