罐道钢丝绳断丝防护装置改造及技术处理

高峰旭 王晓辉

(巴彦淖尔西部铜业有限公司)



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罐道钢丝绳断丝防护装置改造及技术处理

高峰旭 王晓辉

(巴彦淖尔西部铜业有限公司)

某千米深井罐道钢丝绳多次出现断丝，存在严重的安全隐患，为预防断丝造成大的事故危害，对装在箕斗和罐道绳配套的滑套进行结构改造；针对已经出现的罐道绳断丝，在滑套上安装一种特殊的自制断丝锥形齿套，利用快速运行箕斗切断断丝，并对丝头进行处理，经过试验运行，再未出现断丝，达到了改造目的。

罐道钢丝绳 断丝 滑套 齿套

某矿3#主井为主要的矿石提升咽喉要道，年提升量为200万t，提升高度为1 100 m，采用钢丝绳罐道，双箕斗提升，2013年1月投入运行。罐道钢丝绳为45-Z1570型2层互捻，设计张力为10 MPa。因该井筒设计为整个地下矿井的出风井，井筒湿度高，粉尘大，对运行箕斗及其他井筒设施的腐蚀相对较大。自投入运行以来，分别在2014年和2015年主箕斗的2根罐道钢丝绳不同部位出现断丝，当时断丝处以下部分被箕斗直接捋到井底，通过对上部断丝头锐化处理，运行至今。井筒罐道绳断丝极其危险，断丝可能和其他罐道绳或尾绳缠绕，破坏箕斗和整套井筒设施，造成重大经济损失，因此，必须采取合理安全的处理措施。

1 断丝原因分析

箕斗在正常运行中，罐道钢丝绳和箕斗罐耳是滑动接触，罐耳滑套对罐道绳的磨损很小，国家对罐道钢丝绳的使用年限没有限制，可根据现场使用情况自行更换，一般生产厂家要求罐道钢丝绳使用年限为3～4 a。一般罐道钢丝绳断丝可能存在以下原因：

(1)罐道绳磨损过大。因罐道钢丝绳安装垂直度偏大或罐道钢丝绳与箕斗安装位置误差较大，使得罐道绳与箕斗滑套之间摩擦增大，造成罐道绳磨损严重。

(2)罐道绳锈蚀严重。3#主井井筒湿度大，井下含有酸性的烟气及粉尘随水蒸汽一起从井筒排出，在上升过程中附着在金属器件上，对井筒设施及设备锈蚀较大，而单位对罐道钢丝绳疏于润滑管理，致使罐道绳的外层也有一定的锈蚀，外层钢丝变薄，受到外力时很容易被拉断。

(3)罐道绳张力过大。罐道绳两端一般都用楔形锁绳器锁住，如果罐道绳的张力过大，罐道绳的每根钢丝长期处于紧张状态，容易疲劳，也容易磨损，受外力后容易断裂。

(4)滑套与罐道绳之间加石。3#主井2次断丝，根据断丝的断面情况推断，箕斗在装矿时外漏的小矿石落入罐道绳和滑套的间隙，箕斗运行中，因石块的硬度较高，通过挤压，刚好卡在罐道绳的某一根钢丝上，将钢丝拉长、拉细、拉断。检查罐道绳时，发现罐道绳多处钢丝有擦伤的痕迹，因此，夹石可能是造成罐道绳断丝的主要原因。

2 断丝预防及处理

3#主井有8根罐道绳，直径为45 mm，外层是5 mm 宽的异形钢丝，很容易受到锈蚀和磨损，罐道绳之间的最大间距为1 720 mm，如果出现断丝，很容易相互缠绕，发生事故。

2.1 断丝预防

2.1.1 罐道绳润滑

从节约成本考虑，可加注一些废旧稀油润滑，从井塔楼避开箕斗运行部位，用油管自流滴注，从上至下缓慢长期浇注，利用滑套运行将整根罐道绳润滑，以达到罐道绳防锈的目的。

2.1.2 滑套改造

将滑套的两端改为锥形，让石块无法停留在滑套上面，从而减少石块进入滑套里的概率；在滑套的上方，用胶皮或其他较柔软的物品做防护罩，固定在箕斗上，随箕斗滑套一起运行，防止石块落在滑套里。滑套改造前后对比见图1。

图1 滑套改造前后对比(单位：mm)

2.2 箕斗运行中断丝处理

2.2.1 滑套螺栓保险口设置

以螺栓作为保险丝，箕斗提升运行中，如果遇到罐道绳钢丝断丝头，丝头可能会急剧聚集，当达到一定的数量后，断钢丝的强度会增大，增加对箕斗的阻力，如果阻力足够大，且滑套座的螺栓强度也足够，就能阻止箕斗运行而破坏箕斗及其他设施。因此，如果减少滑套座螺栓的强度，当断丝的阻力达到一定的程度时，即可将螺栓切断，整个滑套及滑套座顺着罐道绳运动，箕斗即使少了一个稳固点，其他3根罐道绳也可使箕斗平稳运行，降低事故的发生。滑套螺栓保险示意见图2。

图2 滑套螺栓保险示意

箕斗质量为18 900 kg，装矿量为20 000 kg，钢丝绳质量为30 000 kg，单边总质量为68 900 kg，箕斗运行中受到阻力时，滑套螺栓主要受到剪力。对滑套座固定螺栓的强度进行计算，做出如图3所示的保险螺栓，当阻力足够大时，即可将螺栓切断，达到保护的目的。

图3 螺栓截面豁口示意(单位：mm)

2.2.2 锥套设计

制作切断工具，安装在箕斗滑套上，箕斗在运行中，如果遇到断丝头外漏，可将断丝头直接切断。在滑套的上下两端头各制作安装一个圆锥型齿状锥套，用螺丝和滑套固定连接。在装矿或卸矿时，锥套使得小石块不易停留，从而减小进入滑套里的概率。 在箕斗运行过程中，如果遇到断丝头，锥形端对断丝的切断力增大，容易将断丝切断，降低断丝的影响。如果锥形端部没有切断断丝，因钢丝在罐道绳上是螺旋排列，V型齿槽可将旋转的断丝卡在槽里，利用快速运行的箕斗的冲力和齿槽对断丝的剪力和拉力，将断丝剪断或拉断。滑套运行中断丝处理示意见图4。

图4 滑套运行中断丝处理示意

2.3 断丝端头的处理

罐道绳断丝后，要做好丝头端部的处理工作：

(1)焊接。将丝头直接和断丝处的其他钢丝焊接在一起，这种处理方法容易伤及邻近的钢丝，从而影响到整个罐道绳的强度和使用。

(2)抽丝。整根断丝抽取后，罐道绳外层会变得松动，井筒中水汽容易进入钢丝绳内部造成锈蚀，减少钢丝绳的使用寿命。

(3)锐化处理(图5)。直接将断丝压入稳绳，在后期运行中，会逐渐将丝头压住。这种方法简单易行，对整个罐道绳影响不大。但是在以后的运行中要加大对罐道绳张紧力检测工作，防止在运行中罐道绳张紧力逐渐变小，丝头外漏。

图5 断丝头部锐化处理

3 结 语

通过改造，采用润滑和安装锥形齿套的办法，并对罐道钢丝绳滑套试运行，再未出现断丝现象，也增加了罐道绳的使用寿命。因此，必须做好罐道绳的日常维护、润滑保养工作，以保障提升系统的安全稳定运行。

Improvement of the Broken Wire Protection Device of Guide Steel Wire Rope and Technical Processing

Gao Fengxu Wang Xiaohui

(Bayannur Western Copper Company Co.,Ltd.)

The broken wires phenomenon of steel wire rope of the guide of a mine with more than 1000 m deep in many times, the safety hidden trouble is serious. In order to prevent the occurrence of the accident hazards caused by broken wire, the structure of sliding sleeve of the guide rope and skip are improved. Aiming at the existed broken wire phenomenon of the guide steel wire rope, a new special homemade broken wire gear sleeve is installed on the sliding sleeve, the broken wire can be cut off effectively by skip with high speed running, the ends of broken wire is processed. The test running results show that the broken wire phenomenon is not existed, the improvement is realized.

Steel wire rope of guide,Broken wire,Sliding sleeve,Gear sleeve

2016-08-10)

高峰旭(1974—)，男，工程师，015000 内蒙古巴彦淖尔市临河区解放街2号。