21 mm,则+6%偏差为1.26 mm,是0.05 mm的25倍;若钢丝绳直径d=40 mm,则+6%偏差为2.40 mm,是0.05 mm的48倍。在多绳摩擦提升过程中,钢丝绳是搭放在绳槽上,依靠钢丝绳和绳槽之间的摩擦力带动提升容器上提或下放。如果绳槽直径偏差满足规定要求,钢丝绳直径偏差大张力不平衡现象也会十分明显。
煤矿多绳摩擦提升若能要求各绳的力学性能、结构伸长、绳径、断面收缩率相等,即偏差控制在某一很小的规定值内,则提升过程的张力不平衡现象会得到有效控制。多年来,研究张力不平衡的专家、学者始终认为:“造成钢丝绳张力分布不均的主要因素有3种,①各绳的长度不等;②各钢丝绳刚性不同;③摩擦轮绳槽直径不等。而钢丝绳刚性系数不等和绳径偏差造成的影响可忽略。因为《规程》要求更换钢丝绳时必须同时更换所有的提升钢丝绳,钢丝绳应是同样规格、同批产品,各钢丝绳刚性系数的偏差实际上可以控制在很小的范围。因此,应着重考虑绳槽半径偏差和钢丝绳悬挂长度偏差造成的影响。”然而,煤矿提升用钢丝绳的安全标志检验、验收检验、悬挂前检验,根本就未提出过钢丝绳的绳径偏差、结构伸长、断面收缩率(即钢丝绳受力后绳径的变化率)和刚性系数的要求。调查、检测的结果以不争的事实证明,同时悬挂使用的同一公称直径的多个钢丝绳,悬挂受力后直径偏差很大,且结构伸长差别也很大;同一条钢丝绳在百米长度内其外观尺寸、性能都有差别。
煤炭行业的科技工作者,为了解决钢丝绳结构伸长量大,停车位置不能准确的问题,曾研制了箕斗提升可升降的装载和卸载装置,罐笼的底板可升降装置,多绳摩擦提升钢丝绳张力制动调节装置等等。一些煤矿集团或煤矿采用进口钢丝绳做主、副井提升,以减少提升过程中发生的上述问题。
煤矿多绳摩擦提升若都能使用高强度、高韧性、低松驰、捻制质量均匀,且各绳的结构伸长率、断面收缩率、直径相同(误差越小越好)的钢丝绳,那么多绳摩擦提升钢丝绳的张力不平衡现象,就有可能从根本上得到遏制,从而减少或消除提升过程中钢丝绳打滑、卡罐、断绳甚至容器掉入井低等事故隐患。同时可延长钢丝绳的使用寿命,减少维护保养量。如今煤炭行业对提升用钢丝绳的要求,仍停留在只要求钢丝单丝力学性能的水平上。
1.6 煤矿对钢丝绳的认识不全面
煤矿集团在购买钢丝绳时,把供货商是否能提供矿用安全标志证书作为订购的依据;煤矿用绳单位及负责人,把悬挂前的钢丝绳经过有资质的检验机构检验合格,作为使用安全可靠的唯一依据。对于购绳时供货商提供的质量证明书,是否满足矿井提升用绳要求不会识别;对于有资质的检验机构提供的检验报告的合格内容,是否符合该矿井的使用条件不会判定。然而,安全标志检验、悬挂前检验,仅仅对钢丝绳拆股做钢丝的抗拉强度、反复弯曲和扭转试验,即单丝力学性能满足所执行标准的相关条款检验。
如:某煤矿集团2002~2003年5月送检了近百条钢绳,其中部分钢绳外观质量差,质量证明书注明的强度不符合所执行标准的规定,有的无生产日期、发货日期,有的发货日期已超过标准规定的验收检验时间。检验机构按GB/T8918-1996拆一股钢丝做验收检验,发放了验收检验合格报告。尽管煤矿集团的钢丝绳验收人员,对外观质量差的钢丝绳有异议,但检验机构已判定钢丝绳合格,只好同意悬挂使用。笔者经过跟踪调查,质量证明书不符合现行标准要求的钢丝绳,使用不到半年就不得不更换了。又如:某煤矿集团送检11条6×19+Fc-21.5、18.5钢丝绳,有10条质量证明书注明为一般用途。检验依据GB/T8918-1996,按一般用途钢丝绳判定9条合格。《规程》和MT716-1997均规定,煤矿提升必须使用重要用途钢丝绳。而煤矿认可这样的检验,且毫无异议的用在矿井提升中。这9条绳中,有一条钢丝绳悬挂使用的第三天,断绳跑车,导致提物的矿车翻车掉下轨道,无人员伤亡。
2 改进建议
(1)煤炭行业做具体工作的相关专家,应该熟悉并掌握国际、国内钢丝绳科学技术发展状况,使煤炭行业提升用钢丝绳标准和《规程》对提升用钢丝绳的要求,跟上国际、国内钢丝绳行业发展的技术水平。
(2)煤炭行业做具体工作的相关专家,参加钢丝绳国标的制、修订工作。把煤矿提升运输理论和实际,对钢丝绳的要求写进国标,写进煤炭行业矿井提升用钢丝绳标准。让钢丝绳生产企业掌握煤矿矿井提升对钢丝绳的要求。
(3)向煤矿集团的购绳人员,煤矿的用绳人员,宣传现行钢丝绳国家标准和煤炭行业标准,宣传钢丝绳理论知识。向制绳行业宣传煤矿提升运输理论和实际对钢丝绳的要求。
(4)煤炭行业矿井提升用钢丝绳标准的制、修订专家,不间断的了解掌握煤矿提升运输中钢丝绳存在的问题,用制绳行业能理解和接受的语言,把存在的问题反馈给制绳行业。
(5)增加钢丝绳检验项目。在实验室条件下,检测钢丝绳的抗弯曲疲劳性能,钢丝绳的弹性模量,钢丝绳的结构伸长量,钢丝绳在一定的拉力作用下断面收缩率,钢丝绳的麻芯质量,麻芯的含油率,钢丝绳表面涂油质量和表面涂油状态等。使煤矿提升用钢丝绳逐步向科学化,合理化,规范化迈进。