1、第六章 絞車鋼絲繩及連接裝置第一節(jié) 鋼絲繩的結構和選用一、絞車鋼絲繩的結構及常用規(guī)格鋼絲繩是由一定形狀和大小的多根鋼絲捻制成股，然后再由若干股繞繩心捻制成螺旋形狀的鋼絲繩。在由鋼絲捻成繩時，一般有股芯，股芯可以由不同斷面形狀的鋼絲組成；在由繩股捻制成繩時要有繩芯，繩芯分金屬繩芯和纖維繩芯兩種，金屬繩芯由鋼絲組成，纖維繩芯常采用黃麻制成，但也有使用劍麻的，因我國劍麻極少，所以一般未用，但劍麻制成的繩芯具有較大的抗擠壓和抗損壞性能。目前，我國已開始研究和采用合成纖維繩芯。鋼絲繩使用過程中，繩芯是極其重要的組成部分，它不僅支持繩股，保持鋼絲繩的斷面形狀，減少鋼絲的擠壓和變形，而且還可降低繩股間鋼絲的

2、接觸應力；在鋼絲繩彎曲時，允許繩間和鋼絲間有相對移動，以緩和彎曲應力，使鋼絲繩富有彈性；由于可貯存潤滑油，可預防鋼絲繩內部鋼絲銹蝕并減少鋼絲間摩擦。捻制鋼絲繩的鋼絲，為優(yōu)質碳素結構圓鋼冷拔而成的，直徑一般為0.44mm，直徑過細或過粗都不利于鋼絲繩的使用，過細則易磨損，過粗則難以保證抗彎疲勞性能，鋼絲繩的抗拉強度一般為1 4002 000 MPa。傾斜井巷提升絞車一般用1 4701 870 MPa的幾種鋼絲繩，鋼絲的抗拉強度越大，同樣直徑的鋼絲繩可以承受的載荷越大，但其彎曲疲勞性能就有所降低。為了增加鋼絲繩的抗腐蝕能力，鋼絲表面可以鍍鋅，用鍍鋅鋼絲制造的鋼絲繩稱鍍鋅鋼絲繩，未鍍鋅的鋼絲制造的鋼

3、絲繩稱為光面鋼絲繩。鋼絲繩一般有以下幾種分類方式：（一）按捻制方向分（1）按繩一股兩者關系分右捻鋼絲繩：繩中各股按右螺旋方向捻制成繩，記號Z。左捻鋼絲繩：繩中各股按左螺旋方向捻制成繩，記號S。（2）按繩一股一絲三者關系分同向捻（順捻）鋼絲繩：鋼絲在股中的捻向與股在繩中的捻向相同。交互捻（逆捻）鋼絲繩：鋼絲在股中的捻向與股在繩中的捻向相反。鋼絲繩的捻向如圖61所示。（a）右交互捻；（b）左交互捻；（c）右同向捻；（d）左同向捻（二）按股內不同層鋼絲與鋼絲接觸方式分（1）點接觸鋼絲繩：股內相鄰層間的鋼絲成點接觸，一般是由直徑相同的鋼絲捻制制而成（常說的普通鋼絲繩），如圖62所示，因為鋼絲間接觸面積

4、很小，所以接觸應力很大，因此使用壽命短。 （a）點接觸鋼絲繩；（b）線接觸鋼絲繩；（c）充填式鋼絲繩；（d）面接觸鋼絲繩（2）線接觸鋼絲繩：股內相鄰層間的鋼絲呈平行線接觸狀態(tài)，如圖62（b）所示。這類鋼絲繩間接觸面積較大，接觸應力顯著減少，因此壽命增加。（3）充填式鋼絲繩：充填式鋼絲繩是線接觸鋼絲繩的一種，特點是股內相鄰兩層間配置小直徑鋼絲充填空隙，并保證外層鋼絲形成正常排列，使鋼絲與鋼絲之間呈線接觸狀態(tài)，如圖62（c）所示。這類鋼絲繩空隙小結構緊密，繩股中的金屬斷面比重增大，因而受力均勻，既柔軟又抗腐，使用壽命長。各種小絞車以使用充填式鋼絲繩為宜。（4）面接觸鋼絲繩：股中鋼絲為異型，異型鋼絲

5、之間成面接觸，如圖6-2（d）所示。這類鋼絲繩的結構緊密，剛性強，耐磨且不易變形，適合斜井大型絞車使用。（三）按斷面排列方式分（1）圓形股鋼絲繩：鋼絲繩每股按圓形排列，股中鋼絲直徑相同，層間呈點接觸狀態(tài)，常見的有6股7絲、6股19絲、6股37絲。（2）三角股和橢圓股鋼絲繩：鋼絲繩每股呈近似三角形或橢圓形排列。二、鋼絲繩的選用鋼絲繩在選擇類型時必須要符合安全技術要求，而且還應考慮使用壽命、價格、生產(chǎn)廠家以致使用條件及鋼絲繩的特點等因素。選用原則主要有以下幾個方面：（1）在腐蝕嚴重地點，如淋水較大，淋水酸堿度高，以及回風井中，應選用鍍鋅鋼絲繩。（2）在腐蝕嚴重的條件下使用的鋼絲繩，如斜井提升，斜巷

6、直線度較差等應選用外層鋼絲較粗的三角形繩股鋼絲繩。（3）當彎曲疲勞為主要損傷原因時，應選用線接觸式同向捻鋼絲繩和三角股鋼絲繩。（4）用于溫度較高的地方，如地面矸石山等，應選用金屬繩芯鋼絲繩。（5）提升鋼絲繩捻向的選擇：多繩摩擦輪提升絞車采用左右捻各半，單繩纏繞式提升絞車的鋼絲繩捻向與繩在滾筒上纏繞時的螺旋線方向應一致，目的是防止纏繞時鋼絲繩松捻。目前單繩纏繞多為右螺旋，所以多選用右同向捻繩。礦用鋼絲繩型號及技術參數(shù)示例見表61。表6-1 礦用鋼絲繩型號及技術參數(shù)（示例）產(chǎn)品名稱型號技術參數(shù)（技術特征）適用范圍6X7236X196234GB/T 89181996斜井提升、無光面鋼絲繩6X 378

7、.739級繩纜車、立井提升、立井罐道、立井平衡等6X（19）系列6W（19）系列6T（25）系列6W（35）系列鋼絲繩6X 7632 mm1 4701870 MPa無級繩纜車、斜井提升等鋼絲繩6X19540 mm1 4701870 MPa起重、提升、牽引設備面接觸1570、l670、l770 MPa提升多 股 l570、l670、1770 MPa提升、平衡煤礦用異型股1570、1670、1770、 870 MPa提升鋼絲繩密封繩1180、1270、1370、1470、 570 MPa罐道扁 繩1270、1370、l470、1570 MPa平衡圓 股1570、1670、 770、1870 MPa

8、提升第二節(jié) 鋼絲繩的檢查及維護提升絞車運行過程中，帶著鋼絲繩不斷地往復運動，運行后鋼絲繩具體狀況，對絞車的安全可靠運行有著很大的關系，加之，新繩由于出廠到投入使用，經(jīng)過運輸、儲存、安裝等許多環(huán)節(jié)，使用過程中受到環(huán)境（如淋水侵蝕）及故障（如意外蹬繩）等因素影響，使鋼絲繩不斷受到拉伸、彎曲、發(fā)生斷絲、磨損和銹蝕，給絞車的安全運行帶來很大隱患，因此，運行的鋼絲繩必須嚴格按照煤礦安全規(guī)程做定期檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時采取措施，更換或斬繩。絞車提升鋼絲繩要求每天必須檢查一次，檢查的項目主要是斷絲、磨損、銹蝕和變形等。檢查方法一般是人工目視加上輔助工具（如棉砂、游標卡尺、鋼絲繩探傷儀等）。一、對鋼絲繩斷絲的檢查

9、（一）對絞車鋼絲繩斷絲的有關規(guī)定煤礦安全規(guī)程第四百零五條規(guī)定：各種股捻鋼絲繩在1個捻距內斷絲面積與鋼絲總斷面積之比，達到下列數(shù)值時，必須更換：（1）專為升降物料用的鋼絲繩、平衡鋼絲繩、防墜器的制動鋼絲繩（包括緩沖繩）和兼作運人的鋼絲繩牽引帶式輸送機的鋼絲繩為10；（2）架空乘人裝置、專為無極繩運輸用的和專為運物料的鋼絲繩牽引帶式輸送機用的鋼絲繩為25。在檢查與計算時要特別注意以下幾點：（1）若鋼絲繩各鋼絲直徑均相同，則可用斷絲數(shù)與總鋼絲數(shù)之比的百分數(shù)來評定；如果鋼絲直徑不同，則不可按此來評定。（2）斷絲鋼絲面積必須按一個捻距內斷絲計算，決不能把某一段或把整根鋼絲繩斷絲面積加起來計算。（3）一個

10、捻距可在整根鋼絲繩的任何部位選取，各個捻距計算所得百分比取其最大值作為判斷鋼絲繩能否繼續(xù)使用的依據(jù)。（4）鋼絲總斷面積應以新繩實測結果為準，也可查閱樣本或手冊，但必須與實際使用鋼絲繩核對。（二）鋼絲繩捻距的測定所謂鋼絲繩捻距是指鋼絲繩每股圍繞繩芯旋轉一周（360）相應兩點間的縱向距離，如圖63所示。測量時，在鋼絲繩的表面平行于鋼絲繩中心線的直線上，取任意一股作記號1，依次按股作記號2、3、4、5如果六股鋼絲繩數(shù)到7，測量記于17之間的距離即為鋼絲繩的捻距。（三）鋼絲繩斷絲的檢查方法在長期的工作實踐中，人們總結摸索出了一套簡單而且實用的檢查鋼絲繩斷絲方法，即用棉紗包住鋼絲繩，使絞車慢速運行，鋼絲

11、繩斷頭很容易勾起棉紗，斷絲部位便一目了然。當然也可以使用鋼絲繩斷絲探傷儀（如CDT一1型鋼絲繩控傷儀和GXT一1型鋼絲繩在線無損探傷儀等）檢查。二、對鋼絲繩的磨損檢查（一）對絞車鋼絲繩磨損的有關規(guī)定煤礦安全規(guī)程四百零六條規(guī)定：以鋼絲繩標稱直徑為準計算的直徑減少量達到下列數(shù)值時，必須更換：（1）提升鋼絲繩或制動鋼絲繩為10。（2）罐道鋼絲繩為15。計算方法：式中 D標鋼絲繩標稱直徑（產(chǎn)品說明書、樣本或標準手冊），mm；D實實際測得的鋼絲繩外徑，mm。 （二）鋼絲繩直徑的測量標稱直徑是已知數(shù)，可從產(chǎn)品說明書、樣本或標準手冊中查到，而鋼絲繩的實際直徑是指正在使用的鋼絲繩外接圓的直徑，必須經(jīng)過正確測量

12、才能得到準確數(shù)據(jù)。一般使用游標卡尺進行測量，正確測量方法如圖64（a）所示。要注意是，鋼絲繩磨損后實際直徑的測定。不能局限于一個或幾個部位，對經(jīng)常磨損的區(qū)段應多加測量點，更不能依照各測點直徑磨損的百分值的平均值來判定，而且應取測量的直徑最小值來作計算數(shù)據(jù)。當然也不能以如圖64（b）所示來測定。圖6-4 鋼絲繩直徑測量示意圖（a）正確；（b）錯誤三、對鋼絲繩銹蝕的檢查（一）煤礦安全規(guī)程四百零八條規(guī)定（1）鋼絲繩的鋼絲有變黑、銹皮、點蝕麻坑等損傷時，不得用作升降人員。（2）鋼絲繩銹蝕嚴重，或點蝕麻坑形成溝紋，或外層鋼絲松動時，不論斷絲數(shù)或繩徑是否變化，必須立即更換。（二）鋼絲繩銹蝕的檢查方法對絞車

13、鋼絲繩銹蝕的檢查，目前主要依靠人工目視的方法，對整條鋼絲繩逐段進行檢查，也可用鋼絲繩探傷儀進行檢查。絞車鋼絲繩在使用中出現(xiàn)上述斷絲，磨損和銹蝕情況比較嚴重時，必須更換新繩。此外，煤礦安全規(guī)程四百零七條規(guī)定：鋼絲繩在運行中遭受到卡罐、突然停車等猛烈拉力時，必須立即停車檢查，發(fā)現(xiàn)下列情況之一者，必須將受力段剁掉或更換全繩：（1）鋼絲繩產(chǎn)生嚴重扭曲或變形。（2）斷絲超過本規(guī)程第四百零五條規(guī)定。（3）直徑減小量超過本規(guī)程第四百零六條的規(guī)定。（4）遭受猛烈拉力的一段的長度伸長0.5以上。在鋼絲繩使用期間，斷絲數(shù)突然增加或伸長突然加快，必須立即更換。（三）對鋼絲繩繩頭的規(guī)定煤礦安全規(guī)程第四百二十一條規(guī)定：

14、鋼絲繩繩頭固定在滾筒上時，應符合下列要求：（1）必須有特備的容繩或卡繩裝置，嚴禁系在滾筒軸上。（2）繩孑L不得有銳利的邊緣，鋼絲繩的彎曲不得形成銳角。（3）滾筒上應經(jīng)常纏留3圈繩，用以減輕固定處的張力，還必須留有作定期檢驗用的補充繩。四、對鋼絲繩的管理與維護（1）認真加強對鋼絲繩的檢查，每天至少1次，不得流于形式，發(fā)現(xiàn)特殊現(xiàn)象時，應增加檢查次數(shù)。絞車司機發(fā)現(xiàn)異常情況必須立即匯報。（2）加強井巷維護，發(fā)現(xiàn)淋水要及時采取措施匯報處理，使水流人排水溝，避免順軌道滴水腐蝕鋼絲繩。（3）軌道要干凈整潔，地輥布置合理，間隔適當，保持地輥齊全完好，轉動靈活，潤滑良好，若有損壞，及時更換，避免鋼絲繩直接磨損軌

15、道和軌枕。（4）加強鋼絲繩涂油，先用合格的專用鋼絲繩油，每月至少應涂油1次。涂油前，應充分做好準備工作，首先清除鋼絲繩上的油垢結塊，擦凈鋼絲繩上的淋水。鋼絲繩的涂油方法有以下幾種：（1）人工刷涂法：利用手或刷將鋼絲繩油涂抹或刷在慢速運作的鋼絲繩上。（2）壓力噴射法：用壓縮空氣將熔化后的鋼絲繩油噴灑到纏繞在滾筒上的鋼絲繩上。（3）煮油法：設置專門的鋼絲繩煮油池，把繩放入；再適當加溫至7080進行煮泡幾天，使繩芯充分吸油。第三節(jié) 絞車連接裝置的種類及檢查維護一、提升絞車連接裝置的種類斜巷提升鋼絲繩連接裝置（簡稱鉤頭）有三種形式：卡子型、扦接型和滑頭型，如圖65所示。（a）卡子型；（b）扦接型；（c

16、）滑頭型二、絞車連接裝置的檢查與維護卡子型鉤頭是由U型繩卡、護繩環(huán)和單環(huán)鏈（或雙環(huán)鏈、三環(huán)鏈）共同組成，該連接裝置常用于小絞車提升，由于其結構簡單、容易制作、換件方便等，所以使用得較多。但U型卡子螺母容易脫落，必須每班檢查緊固一次，并保證每個鉤頭不小于4副卡子和護繩環(huán)完好。扦接型鉤頭是利用扦接后各股鋼絲之間扦接摩擦力承擔提升負荷，也是由護繩環(huán)、環(huán)鏈和扦接繩扣等共同組成的，其安全性好，制作方便，使用也較多。但必須保證扦接質量和扦接長度，扦接長度應不少于45個捻距，并保證護繩環(huán)完好不脫落，每班應進行斷絲、磨損、銹蝕和變形等方面情況檢查?；^型鉤頭是將帶有變鉤呈散開狀的繩頭用鎢金灌注在滑頭體內的一種

17、連接裝置，由于其安全性好，使用壽命長，常用于主斜井提升。但制作工藝較復雜，故小型絞車用得較少。鉤頭鎢金灌注工藝質量必須嚴格保證，否則易發(fā)生鋼絲繩頭抽脫事故。保證質量的關鍵在于必須對滑頭體內壁和繩頭鋼絲嚴格除油，使其表面可靠地涂上錫層，以保證鎢金灌注后與滑頭體內壁和鋼絲頭密切接合，防止抽脫事故。三、絞車連接裝置的規(guī)定和要求煤礦安全規(guī)程第四百一十二條規(guī)定：（1）傾斜井巷運輸時，礦車之間的連接、礦車與鋼絲繩之間的連接，必須使用不能白行脫落的連接裝置，并加裝保險繩。（2）傾斜井巷運輸用的鋼絲繩連接裝置，在每次換鋼絲繩時，必須用2倍于其最大靜荷重的拉力進行試驗。（3）傾斜井巷運輸用的礦車連接裝置，必須至

18、少每年進行1次2倍于其最大靜荷重的拉力試驗。煤礦安全規(guī)程第四百一十四條規(guī)定：（1）各類連接裝置主要受力部件以破斷強度為準的安全系數(shù)必須符合下列規(guī)定： 專為升降人員或升降人員和物料的提升容器的連接裝置，不小于13； 專為升降物料的提升容器的連接裝置，不小于10；斜井人車的連接裝置，不小于13；礦車的車梁、碰頭和連接插銷，不小于6；無極繩的連接裝置，不小于8；吊桶的連接裝置，不小于13；鑿井用吊盤、安全梯、水泵、抓巖機的懸掛裝置，不小于10；鑿井用風管、水管、風筒、注漿管的懸掛裝置，不小于8；傾斜井巷中使用的單軌吊車、卡軌車和齒輪車的連接裝置，運人時不小于13，運物時不小于10。（2）各種環(huán)鏈及吊

19、桶提梁等的安全系數(shù)，必須以曲梁理論計算的應力為準，并同時符合以下2項要求：按材料屈服強度計算的安全系數(shù)，不小于2.5；以模擬使用狀態(tài)拉斷力計算的安全系數(shù)，不小于13。（3）各種連接裝置主要受力件的沖擊功必須符合下列規(guī)定：常溫（15）下大于或等于100J； 低溫（一30）下大于或等于70J。（4）各種保險鏈以及礦車的連接環(huán)、鏈和插銷等，必須執(zhí)行下列規(guī)定：批量生產(chǎn)的，必須做抽樣拉斷試驗，不符合要求時不得使用；初次使用前和使用后每隔2年，必須逐個以2倍于其最大靜荷重的拉力進行試驗，發(fā)現(xiàn)裂紋或永久伸長量超過o.2時不得使用。煤礦安全規(guī)程第四百一十五條規(guī)定：開鑿立井和傾斜井巷時，升降人員和物料的提升裝置

20、的連接裝置，不得作其他用途。第四節(jié) 串車提升保險繩的使用傾斜井巷提升加保險繩，其目的是為了防止鋼絲繩與礦車之間以及礦車與礦車之間連接處斷鏈或斷銷等而發(fā)生跑車事故。保險繩必須通過計算進行選擇，其長度必須和規(guī)定串車數(shù)量相吻合，防止保險繩滑落而造成其他事故。保險繩的形式一般來說有兩種：一、單繩式保險繩單繩式保險繩的一端卡在鉤頭上，另一端做成繩扣，用插銷與礦車尾車相接。此時保險繩必須搭在礦車上部，放置穩(wěn)定防止保險繩在運輸過程中滑落，如圖66所示。圖66 單繩式保險繩二、環(huán)繩式保險繩這種保險繩是把保險鋼絲繩圍成環(huán)狀，其兩個繩端一并卡在鉤頭上部位置，使用時保險繩圈套在礦車上，優(yōu)點是不易滑落，缺點是操作不太

21、方便，如圖67所示。第五節(jié) 絞車鋼絲繩及連接裝置解答新版煤礦安全規(guī)程對絞車鋼絲繩及連接裝置作了明確規(guī)定，為了幫助絞車司機對煤礦安全規(guī)程條文的理解和掌握，使之不僅知其然，還知其所以然，從而提高廣大絞車司機遵守煤礦安全規(guī)程的主動性、自覺性和積極性，下面就絞車鋼絲繩及連接裝置部分內容以問答的方式給予解答。一、絞車鋼絲繩（1）為什么必須將每卷鋼絲繩的原始資料完整保存?（對應煤礦安全規(guī)程第三百九十八條答：每卷鋼絲繩原始資料的內容一般包括鋼絲繩的型號、結構、直徑、抗拉強度、韌性、捻向，及適用條件、生產(chǎn)廠家、生產(chǎn)日期、廠家合格證、驗收證書等。這些原始資料完整保存，對我們全面了解、掌握此鋼絲繩的情況，為以后安

22、全使用此鋼絲繩提供理論、技術參考依據(jù)。同時，也為了事故發(fā)生時便于事故分析，為查找事故原因提供理論、技術依據(jù)。所以，必須將每卷鋼絲繩的原始資料完整保存。（2）為什么要對提升裝置使用中的鋼絲繩做定期檢驗?檢驗的安全系數(shù)小于規(guī)定值時為什么必須更換?（對應煤礦安全規(guī)程第四百零一條）答：之所以要對提升鋼絲繩做定期檢驗是因為：通過檢驗可以了解運轉了一定時間的鋼絲繩機構性能的變化情況，比較鋼絲繩內外部鋼絲的疲勞、磨損、銹蝕、斷絲程度；同時也能觀察繩芯的情況。通過定期檢驗、剁繩頭可移動受傷最嚴重部位的位置，改善鋼絲繩的受力情況，延長鋼絲繩的使用壽命。鋼絲繩的安全系數(shù)定義為：實測的合格鋼絲繩拉斷力的總和與其所承

23、受的最大靜拉力之比。之所以要規(guī)定一個最低安全系數(shù)是因為鋼絲繩在運行中受沖擊載荷、交變負荷作用等多種應力的作用，為了有足夠的強度儲備，特制定一個最低安全系數(shù)，以滿足實際安全提升的需要。當檢驗的安全系數(shù)小于規(guī)定的最低安全系數(shù)時，所以必須更換鋼絲繩。（3）新鋼絲繩懸掛前為什么必須對每根鋼絲做拉斷、彎曲和扭轉試驗?在用鋼絲繩為什么只可對每根鋼絲做拉斷和彎曲試驗而不做扭轉試驗?（對應煤礦安全規(guī)程第四百零二條）答：鋼絲繩在使用前之所以必須對每根鋼絲做拉斷、彎曲、扭轉試驗，是因為為了檢驗新繩的物理、機械性能是否滿足使用要求；根據(jù)試驗結果可以算出安全系數(shù)，看其是否能達到規(guī)定的安全系數(shù)。鋼絲繩在使用中，將主要受

24、拉力、彎曲力、扭轉力的作用，特別是前兩項力的作用，此二項指標對判斷鋼絲繩是否滿足需要具有重要意義。在用的鋼絲繩只對每根鋼絲做拉斷和彎曲試驗是因為：在用的鋼絲繩主要承受拉力及彎曲力的作用，扭轉力在繩懸掛好之后，變化不大，加之懸掛后銹蝕、繩徑變化等原因，試驗指標很難滿足要求，因此鋼絲繩檢驗標準不對此再作具體要求；通過試驗前兩項指標，基本上可以滿足實際安全生產(chǎn)的需要。（4）為什么每天必須對提升鋼絲繩、罐道繩進行1次檢查?為什么在檢查鋼絲繩時應剪下斷絲的突出部分?（對應煤礦安全規(guī)程第四百零四條）答：提升鋼絲繩在使用過程中會因受多種應力的作用而造成強度下降。由于鋼絲繩的使用環(huán)境不同，鋼絲繩的損傷狀態(tài)也是

25、多種多樣的，甚至由于瞬時的沖擊會使鋼絲繩被拉細、拉斷等，所以說，鋼絲繩隨時都有被損傷的危險。因此，為了檢查出這些危險，確保安全生產(chǎn)，每天必須驗繩。鋼絲繩在運行當中會摩擦天輪襯墊、滾筒等，使其受損傷；罐道繩的突出部分會被整根抽出，造成卡箕斗、卡罐甚至會斷繩；斷絲有可能掛住松繩信號，使其誤動作，所以，斷絲的突出部分必須剪下，使鋼絲繩外表面保持光滑一致。這一條文內容自1986年版煤礦安全規(guī)程開始規(guī)定，自1992年版改為“提升鋼絲繩必須每天檢查1次，斷絲的突出部分應在檢查時剪下”。案例1984年9月1日，某礦因維修人員在驗繩時未對出繩口至容器間的鋼絲繩進行檢驗，結果當日18時25分就發(fā)生了斷繩墜箕斗事

26、故，影響全井提升6 h。事故后調查發(fā)現(xiàn)，出繩口至提升容器間的鋼絲繩已銹蝕嚴重，形成了溝紋、麻坑，不符合要求的鋼絲斷面已占鋼絲繩總斷面的40.5，安全系數(shù)只有5，4。（5）為什么升降人員或升降人員和物料的股捻鋼絲繩在1個捻距內的斷絲斷面積與鋼絲總斷面積之比達到5時必須更換?（對應煤礦安全規(guī)程第四百零五條）答：在一個捻距內，如果斷絲的斷面積與鋼絲繩總斷面積之比達到一定比例，由于承載鋼絲面積的減少，單個未斷的鋼絲所承受的載荷就會增大，當增大的載荷超過了每根鋼絲所能承受的抗拉強度時，就會造成斷絲。為了避免出現(xiàn)這種不安全的情況，根據(jù)經(jīng)驗推算和實踐中的總結，煤礦安全規(guī)程對于不同用途的鋼絲繩在一個捻距內斷絲

27、斷面積與鋼絲總面積之比規(guī)定了不同的數(shù)值。對于升降人員或升降人員和物料用的鋼絲繩要求最嚴格，要求一個捻距內的斷絲面積與鋼絲總斷面積之比小于5，一旦達到5，則必須更換鋼絲繩。（6）為什么鋼絲繩在運行中遭受到卡罐、突然停車等猛烈拉力時，必須立即停車檢查?（對應煤礦安全規(guī)程第四百零七條）答：提升機在運行中遭受到卡罐時，如果是上提提升容器被罐道或其他障礙卡住，提升機卻依然做上提運動，這必然使鋼絲繩受到猛烈拉力；下放提升容器被卡住則會造成松繩，如果卡罐因素消失，容器則會自由下落，在繩繃緊的瞬間提升容器連同載荷及鋼絲繩自重會對鋼絲繩施加猛烈的沖擊力；在運行中突然停車時，制動減速度大于容器自然減速度（即保險閘

28、實現(xiàn)了制動而容器卻慣性下沖），這必將引起松繩，當容器停止上升后，不是靜止不動，而是馬上自由下落，這與下放提升容器被卡相同，鋼絲繩也將受到猛烈的沖擊力，在以上情況中鋼絲繩在受到猛烈的沖擊力時，都產(chǎn)生很大制動減速度，從而使鋼絲繩受到很大沖擊，這時鋼絲繩有可能出現(xiàn)的情況有：鋼絲繩嚴重扭曲或變形；斷絲增加；產(chǎn)生局部變細；遭受猛烈沖擊的一段鋼絲繩長度伸長等不良后果，使鋼絲繩的各項強度及機械性能急劇下降，直接影響鋼絲繩的使用壽命，嚴重時將導致墜斗事故，因此必須立即停車檢查。案例1998年5月26日，某礦發(fā)生了一起斷繩跑車事故，這起事故就是一起因絞車突然斷電停車造成的，事故發(fā)生時絞車正以正常勻速提升至井筒中

29、間位置，這時絞車突然因斷電停車，在沖擊力作用下發(fā)生了斷繩事故，導致提煤礦車墜落井底，斷繩時繩端靜載荷為68.6.kN。由于斷繩前，曾有4股斷絲，因而在分析原因時，曾把斷絲作為一個重要因素對待，分別在接近斷繩處、繩中間位置、滾筒位置截取試樣進行檢測。通過對檢測結果進行分析得出：離斷頭處愈遠，合格鋼絲的絲數(shù)愈多，合格鋼絲破斷拉力總和愈大，中間位置在繩端靜荷重68.6 kN作用下，安全系數(shù)為8.51也合乎煤礦安全規(guī)程要求（煤礦安全規(guī)程規(guī)定：單繩纏繞式提升裝置專為升降物料的安全系數(shù)最小值為6.5）。因而判定，若不是斷電突然停車，不會斷繩。（7）提升鋼絲繩和制動鋼絲繩的直徑減小量達到10為什么必須更換?

30、鋼絲繩使用期間，斷絲數(shù)突然增加或伸長突然加快時，為什么必須立即更換?（對應煤礦安全規(guī)程第四百零六條、第四百零七條）答：提升鋼絲繩和制動鋼絲的直徑減小量達到10時，也就是其直徑為原來的90，由于面積與直徑平方成正比，那么鋼絲繩的斷面積則為原來的81，如果考慮繩芯在鋼絲繩中所占的面積，那么鋼絲繩的實際面積的減少量已超過20，從而造成了鋼絲繩破斷力總和成比例降低30，在最大靜荷不變的情況下，鋼絲繩的安全系數(shù)和破斷力總和成正比，所以鋼絲繩安全系數(shù)也隨之降低20，這已經(jīng)不能保證提升機安全可靠地運行，所以必須更換。鋼絲繩自懸掛開始工作起，就受到經(jīng)常性、周期性的多種復雜應力的作用，如拉應力，彎曲應力、扭轉應

31、力、擠壓及捻制應力等，這些應力反復作用導致鋼絲繩的抗疲勞強度下降。特別是到鋼絲繩使用后期，纏繞在滾筒及裝卸時位于天輪處的鋼絲繩內鋼絲都已基本達到彎曲疲勞極限，會出現(xiàn)斷絲數(shù)突然增加；而受到最大靜載荷的天輪緣處鋼絲繩內鋼絲抗拉強度明顯降低，也都已基本達到抗拉疲勞極限，從而產(chǎn)生塑性變形使鋼絲繩伸長突然加快，綜上所述，由于以上原因，為保證提升安全運轉必須立即更換鋼絲繩。案例1993年9月10日，某非法小礦不按規(guī)定定期檢查鋼絲繩，發(fā)現(xiàn)斷絲也不處理，冒險作業(yè)，結果因鋼絲繩磨損超限造成墜井事故，3人所乘乘人簍在距井底23 m時墜人井下2 m深的水中，3人全部遇難。（8）為什么鋼絲繩的鋼絲有變黑、銹皮、點蝕麻

32、坑等損傷時不得用作升降人員?（對應煤礦安全規(guī)程第四百零八條）答：由于煤礦井筒工作環(huán)境較差，經(jīng)常受到礦井淋水、酸堿度高等惡劣條件影響，促使新鋼絲繩在使用一段時間后會出現(xiàn)鋼絲變色、有輕微銹皮或細小點蝕，經(jīng)過試驗其抗拉強度損失一般在10以下（這稱為鋼絲繩1級銹蝕）所以不影響繼續(xù)使用，但必須加強檢查，如果再經(jīng)過一段時間腐蝕且鋼絲繩的維護保養(yǎng)較差（如不定期涂油）、銹皮增厚、點蝕麻坑等損傷，抗拉強度一般損失lo一20（這稱為鋼絲繩的2級銹蝕），此種情況鋼絲繩安全系數(shù)明顯降低，作為升降人員所用的鋼絲繩要求安全系數(shù)最大（系數(shù)值為9），故此時的鋼絲繩已不能保證升降人員的人身安全，不得用作升降人員。案例某礦井曾經(jīng)

33、由于井筒淋水從提升鋼絲繩與楔形繩連接處的縫隙進入，浸入鋼絲繩的繩芯內部，使鋼絲繩從內部開始受到腐蝕，導致提升鋼絲繩在進入楔形繩環(huán)約20 mm處被拉斷，事后發(fā)現(xiàn)，鋼絲繩進入繩環(huán)長達70mm范圍內，鋼絲已經(jīng)受腐蝕變黑，部分鋼絲有麻坑或形成溝紋，其中第一層、第二層的鋼絲都受到腐蝕，直徑明顯變細。（9）為什么摩擦輪提升裝置的提升鋼絲繩只準涂、浸專用的鋼絲繩油（增磨脂）?為什么對不繞過摩擦部分的鋼絲繩必須涂防腐油?（對應煤礦安全規(guī)程第四百一十一條）答：由于摩擦輪式提升裝置是靠摩擦力的作用帶動鋼絲繩跟隨主導輪一起轉動，從而實現(xiàn)提升容器的上提和下放的，而如果鋼絲繩和摩擦襯墊發(fā)生相對滑動，輕則加劇鋼絲繩和摩擦

34、襯墊的磨損、降低鋼絲繩和摩擦襯墊的使用壽命，使提升機處于不安全狀態(tài)，重則有可能發(fā)生斷繩墜斗事故，因此必須注意防滑問題。根據(jù)經(jīng)驗公式，防滑力F為：由上述公式可知加大摩擦系數(shù)盧可以有效提高防滑力。如果對繞過摩擦輪的鋼絲繩涂浸一般性油，則會大大減小鋼絲繩與摩擦襯墊之間的摩擦系數(shù)，從而使防滑力減小，所以為保證不發(fā)生相對滑動，摩擦輪式提升裝置的提升鋼絲繩只可涂浸專用的鋼絲繩油或專用的鋼絲繩增摩脂。由于煤礦井下工作環(huán)境差，經(jīng)常受到礦井淋水酸堿度高等惡劣條件影響，使鋼絲繩產(chǎn)生嚴重銹蝕，降低鋼絲繩的使用壽命，因此對不繞過摩擦輪部分的鋼絲繩定期涂防腐油可以起到以下作用：保護外部鋼絲不受銹蝕；阻止?jié)駳夂退纸肜K

35、內，并補充繩芯的油量；起潤滑作用減少股間和絲間的磨損。另外由于防腐油都有減摩作用，在發(fā)生過卷事故時，不繞過摩擦輪的鋼絲繩經(jīng)較小的摩擦力進入摩擦輪，有利于減輕過卷事故的危害。所以必須對不繞過摩擦輪部分鋼絲繩涂防腐油。案例某礦因鋼絲繩未涂浸增摩脂、鋼絲繩懸掛前繞過摩擦輪部分的鋼絲繩未除去防腐油，引起打滑造成了一起重箕斗墜井事故。事故發(fā)生在某礦單繩摩擦提升系統(tǒng)（落地式提升機，摩擦輪直徑6.0 m，直流拖動，采用國產(chǎn)53三角鋼絲繩，牛皮墊），由于當時國產(chǎn)鋼絲繩尚未使用增摩脂，因此，摩擦系數(shù)達不到安全提升的要求。在裝載過量的情況下，雖然開車后司機發(fā)現(xiàn)了負荷大，已判斷出嚴重超載，但由于仍繼續(xù)提升，在運行過程中，鋼絲繩出現(xiàn)了打滑，現(xiàn)場人員力圖挽救，但已無能為力，在接近減速段時，司機雖操作制動閘，摩擦輪停轉，但重箕斗反滑向井下，鋼絲繩仍向重箕斗一側加速滑動，導致重箕斗墜落井底，箕