《矿井提升钢丝绳》课件

矿井提升钢丝绳目录钢丝绳概述定义、分类与特性特殊要求矿井环境与安全标准选择与安全系数选型原则与安全计算检验、使用与维护检测技术、维护方法创新与发展第一部分钢丝绳概述基本原理主要用途多股钢丝缠绕成绳矿井提升、桥梁支撑、起重设备行业地位钢丝绳的定义和构造股绳芯多根钢丝按一定方向捻制12位于绳中心，可为纤维或钢丝捻向钢丝3决定钢丝绳的旋转特性基本元件，高碳钢制成钢丝绳的分类按结构分类单捻、多捻、密封、异形按材质分类普通碳素钢、不锈钢、镀锌按捻制方式分类普通捻、交叉捻、平行捻按绳芯分类钢丝绳的主要特性灵活性适应各种滑轮和导向装置1强度2高抗拉强度和抗冲击能力耐磨性3外层钢丝具备较高耐磨性抗疲劳性4能承受反复弯曲和张力变化第二部分矿井提升钢丝绳的特殊要求极端环境适应性湿度、温度、腐蚀介质高安全可靠性人员和物料安全提升长寿命要求减少更换频率降低停产风险特殊力学性能抗冲击、抗疲劳、低伸长率矿井提升环境的特殊性高湿度环境腐蚀性介质温度变化井下相对湿度达酸性水、矿物质颗粒深部高温区与地表温95%以上差大粉尘污染煤粉和岩石粉尘磨损加剧矿井提升钢丝绳的安全要求严格标准符合国家安全标准和行业规范资质认证具备特种设备使用许可证定期检测按规定周期进行无损检测及时更换达到报废标准必须立即停用矿井提升钢丝绳的性能指标指标类型主要参数要求范围强度指标抗拉强度1570-2160MPa柔韧性指标弯曲次数次≥12/d耐磨性指标磨损率年≤15%/疲劳性指标疲劳寿命次循环≥105第三部分钢丝绳的选择工况分析评估提升环境和工作条件参数计算确定安全系数和技术要求规格选型选择合适直径和结构验证确认测试验证选型合理性选择钢丝绳的基本原则安全第一适配性应用足够安全系数与提升设备匹配经济性环境适应综合成本与使用寿命考虑井下特殊条件钢丝绳直径的选择5-610-15%滑轮直径比安全裕度滑轮直径应为钢丝绳直径的考虑磨损后的有效承载能力40-倍120≥8mm最小直径人员提升不得小于此值钢丝绳结构的选择结构结构结构密封结构6×196×378×19较好的抗拉强度较高的柔韧性更好的抗旋转性优良的防腐性能适用于一般矿井提升适用于多弯曲路径适用于大深度提升适用于潮湿环境钢丝绳材质的选择第四部分钢丝绳的安全系数科学计算定期检验事故警示基于工程力学原理确定安全系数确保实际安全系数符合要求忽视安全系数可能导致严重后果安全系数的概念定义钢丝绳最小破断拉力与最大工作拉力之比目的补偿计算误差和材料缺陷意义保证提升系统的可靠性和安全性要求符合国家标准和行业规范安全系数的计算方法静态计算法动态计算法K=Fmin/Smax Kd=Fmin/Smax×φ最小破断拉力动载系数通常取Fmin:φ:,

1.1-

1.5最大静态工作拉力Smax:综合计算法Kc=Fmin/Smax×φ×ψ环境修正系数腐蚀环境取ψ:,

1.2-

1.5影响安全系数的因素使用环境湿度、温度、腐蚀性使用时间磨损、疲劳累积效应运行速度冲击载荷与动态影响维护保养润滑状况与检修质量不同工况下的安全系数要求提升对象提升高度最小安全系数人员提升米≤

8009.0人员提升米

80010.0物料提升米≤

8007.5物料提升米

8008.5平衡尾绳全部

6.0第五部分钢丝绳的检验与测试外观检查无损检测尺寸测量观察表面损伤状况内部缺陷探测直径和节距检查力学性能测试抗拉、弯曲等性能测定钢丝绳的验收检验证书审查检查合格证、检验报告等文件外观检查表面状况、整体结构、捻制质量尺寸测量直径、节距、钢丝规格等性能抽检抽样测试破断拉力、弯曲性能钢丝绳的悬挂前检验运输损伤检查存储状况评估1确认无运输过程中的损伤检查存储环境是否适宜2尺寸复检绳端处理检查43再次确认规格尺寸正确验证绳端加工质量在用钢丝绳的定期检验日常检查1每天目视检查外观状况每周检查2重点检查绳径和磨损情况月度检查3全面检查并记录各部位状态季度检查4专业人员进行详细检测和评估钢丝绳的无损检测技术电磁检测法射线检测法声发射检测法原理漏磁通量变化原理射线透射成像原理应力波传播特性::X:优点能检测内部断丝优点直观显示内部状况优点可实时监测断丝:::缺点受残余磁性影响缺点操作复杂，辐射危险缺点环境噪声干扰大:::第六部分钢丝绳的使用与维护钢丝绳的正确安装安装准备检查设备，清洁滑轮槽正确展放避免扭结和反向弯曲固定连接规范安装卡头和连接装置张力调整均匀施加初始张力试运行检查低速试运行并检查运行状况钢丝绳的日常检查直径测量断丝检查变形观察使用专用卡尺测量绳计数表面可见断丝数检查是否有扭结、松径变化量股现象腐蚀评估观察表面锈蚀程度钢丝绳的润滑保养清洁处理1清除表面污垢和旧润滑剂选择润滑剂2根据环境选择适合的润滑剂类型涂抹润滑3均匀涂抹，确保渗透绳芯记录维护4详细记录润滑时间和用量钢丝绳的使用注意事项运行速度控制遵守设计速度限制避免急加速和急减速负载管理严禁超载使用均匀分布载荷环境保护避免接触腐蚀性物质做好防雨防尘措施异常处理发现异常立即报告专业人员进行评估第七部分钢丝绳的损伤与报废断丝损伤磨损损伤腐蚀损伤变形损伤单位长度内断丝超标直径减小超过原值表面出现明显点蚀或均匀腐出现鸟笼、扭结或严重松股10%蚀钢丝绳常见损伤类型磨损断丝表面钢丝因摩擦变薄钢丝因疲劳或过载断裂腐蚀化学或电化学作用引起金属损失绳芯损坏变形内部纤维或钢丝芯的损伤包括挤压、扭结、鸟笼等形变钢丝绳的磨损机理外部磨损内部磨损复合磨损原因与滑轮、导向装置接触原因钢丝间相互摩擦原因多重因素共同作用特点外层钢丝直径减小特点隐蔽性强，难以直接观察特点加速劣化进程危害降低有效承载面积危害降低整体强度，无预警断裂危害显著缩短使用寿命钢丝绳的疲劳损伤弯曲疲劳反复通过滑轮引起的应力变化拉伸疲劳2周期性载荷变化引起的应力循环综合疲劳多种疲劳因素共同作用钢丝绳的腐蚀损伤化学腐蚀酸性水、气体直接作用电化学腐蚀金属与环境形成微电池应力腐蚀应力与腐蚀环境共同作用摩擦腐蚀机械摩擦与化学腐蚀协同效应钢丝绳的报废标准报废指标人员提升物料提升可见断丝数范围内根范围内根6d≥106d≥15直径减小率≥7%≥10%严重变形出现任何明显变形出现严重变形腐蚀程度中度以上腐蚀严重腐蚀使用时间个月个月≥18≥24第八部分钢丝绳的事故案例分析典型事故案例一钢丝绳断裂事故背景1某煤矿主井提升系统，运行个月15事故经过2提升物料过程中，钢丝绳突然断裂事故后果3设备损坏严重，造成生产中断天30原因分析4定期检查走过场，内部腐蚀未被发现典型事故案例二钢丝绳变形案例概述事故原因教训总结辅助井人员提升系统发生钢丝绳严重•钢丝绳安装时存在扭转•规范安装工艺变形•导向装置调整不当•强化操作培训幸运的是，及时发现并停机，未造成•操作人员违规操作•完善监督机制人员伤亡典型事故案例三钢丝绳磨损过度事故情况发现过程钢丝绳直径减小，依然继续使用112%月度检查发现多处严重磨损2事故原因处理结果4滑轮槽磨损变形，检查制度执行不3停机更换，相关责任人受到处罚力事故原因分析与预防措施严格执行检查制度落实日常检查责任加强人员培训提高技术和安全意识采用先进检测技术推广无损检测应用完善管理体系建立全面安全保障机制第九部分钢丝绳相关标准与规范国家强制标准1确保基本安全底线行业推荐标准2提供技术指导和参考企业内部规范3针对具体情况的详细要求国家标准GB/T33955-简介2017标准名称《煤矿井下钢丝绳检验规范》实施日期年月日起实施201851主要内容检验方法、周期与报废标准适用范围所有煤矿井下钢丝绳《煤矿安全规程》中的相关规定检查要求安全系数要求班前必须进行外观检查主要提升钢丝绳安全系数不小于

7.5每月进行一次全面检查人员提升不小于

9.0使用寿命要求主提升钢丝绳使用不超过个月18辅助提升不超过个月24国际标准对比分析标准执行中的常见问题标准理解偏差执行不彻底检测设备不足对关键条款解读不一部分要求流于形式先进检测手段缺乏致专业人才短缺高素质检测人员不足第十部分钢丝绳的创新与发展新材料新结构新工艺智能技术高强度合金抗旋转设计精密控制成型在线监测系统复合材料复合芯结构特种热处理寿命预测模型纳米涂层变截面结构表面强化技术智能维护方案新型钢丝绳材料研究高碳合金钢提高20%强度，改善耐磨性纳米涂层技术2增强防腐性能，延长使用寿命碳纤维复合材料减轻重量，提高抗疲劳性表面强化处理4特殊热处理增强表面硬度钢丝绳结构优化设计多层复合结构1内外层钢丝优化配置，提高综合性能变截面设计2根据力学分析优化各部位线径双向捻制工艺3减少内部摩擦，提高使用寿命多重防旋结构4改善大深度提升时的旋转稳定性智能监测技术在钢丝绳中的应用传感器技术数据采集内置应变传感器实时监测应力状态连续记录载荷、变形等关键参数预警机制智能分析异常情况自动报警并采取措施应用算法评估健康状态钢丝绳寿命预测技术第十一部分钢丝绳的经济性分析综合价值安全保障与生产效益的平衡全生命周期成本2购置、维护、更换的整体规划质量与寿命高品质产品带来长期经济效益初始投入材料、制造、检测的基础投资钢丝绳的成本构成钢丝绳的使用寿命与经济效益倍3-530%投资回报比维护成本节约高质量钢丝绳比低质量产品创造优质钢丝绳可降低定期维护费用更高价值50%停产损失减少减少意外断裂带来的生产中断钢丝绳的选择与矿井效率的关系合理选型根据实际工况选择合适钢丝绳提升效率高性能钢丝绳提高运行速度稳定生产减少故障和计划外停机经济效益产能提高，成本降低钢丝绳管理的经济学考量全寿命规划从购买到报废全过程经济分析维护策略优化科学制定检查周期和保养方案采购战略总价值而非最低价格原则备品备件管理合理库存，应急准备第十二部分总结与展望矿井提升钢丝绳的重要性回顾安全保障生产命脉人员和物料安全提升的关键影响矿井整体生产效率经济因素技术载体对矿井运营成本有显著影响体现矿业技术进步的重要指标钢丝绳技术的未来发展趋势材料革新超高强度复合材料智能响应材料智能监测实时健康监测系统大数据分析与预警绿色制造环保材料与工艺全生命周期管理标准提升更严格的安全要求国际标准协调统一结语安全、高效、可持续的矿井提升系统生命至上创新驱动责任担当安全是矿业永恒的主技术进步推动行业发每个环节都关乎生命题展安全展望未来智能化、绿色化的发展方向。