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斜井提升機(jī)鋼絲繩松繩原因分析及其預(yù)防措施研究

文檔作者：李正漢文檔來源：中國平煤神馬集團(tuán)平煤股份二礦		點擊數(shù)：	更新時間： 2025年10月03日
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斜井提升機(jī)鋼絲繩松繩原因分析及其預(yù)防措施研究
李正漢
（中國平煤神馬集團(tuán)平煤股份二礦， 河南平頂山467000）
摘要：針對斜井提升機(jī)鋼絲繩易出現(xiàn)松動的問題，基于斜井提升機(jī)的主要工作原理，從多方面著手分析了提升機(jī)
鋼絲繩出現(xiàn)松繩現(xiàn)象的原因，提出了一系列防治提升機(jī)鋼絲繩松繩的措施，并總結(jié)了一些鋼絲繩的應(yīng)用管理與保
養(yǎng)維護(hù)措施。實際應(yīng)用結(jié)果表明，通過主動預(yù)警與主動防護(hù)，有效防治了提升機(jī)鋼絲繩的松繩問題，更好地保障了
提升機(jī)的安全、穩(wěn)定運行。
關(guān)鍵詞：提升機(jī)鋼絲繩松繩維護(hù)措施
中圖分類號：TD532 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-773X（2022）11-0348-03
引言
礦井斜井提升機(jī)主要用于重載運行，提升容器整
體質(zhì)量較大，因此在上行過程中一旦出現(xiàn)緊急制動或
者軌道變坡等情況，其很容易在慣性的影響下無法及
時改變狀態(tài)，導(dǎo)致上行距離超出預(yù)期，造成鋼絲繩松
繩；下行過程中因過大的慣性導(dǎo)致下行距離超出預(yù)
期，造成鋼絲繩松繩。鋼絲繩松繩會導(dǎo)致提升容器無
牽引力作用，運行方向難以控制，給系統(tǒng)帶來破壞。本
文對提升容器自身結(jié)構(gòu)以及不同工況下的實際運行
情況進(jìn)行綜合分析，總結(jié)出鋼絲繩松動的影響因素，
以此為依據(jù)制定合理的解決方案，降低此類事故發(fā)生
的概率。
1 斜井提升機(jī)工作原理
斜井提升機(jī)的主要組成部分包括提升主機(jī)、提升
鋼絲繩、天輪裝置、提升容器、制動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)
等，斜井提升機(jī)的工作原理如圖1 所示。鋼絲繩的兩
端分別與提升容器以及提升主機(jī)相連接，通過天輪裝
置起到限位導(dǎo)向的作用。電動機(jī)負(fù)責(zé)提供提升容器所
需的牽引力，經(jīng)過減速器降速帶動外層卷筒運轉(zhuǎn)，確
保提升容器能在鋼絲繩的作用下沿軌道上升，控制系
統(tǒng)和制動裝置用于提升設(shè)備工況的控制，確保物料能
夠被準(zhǔn)確運輸至指定位置。
2 鋼絲繩松繩原因分析
1）依照《煤礦安全規(guī)程》中的相關(guān)內(nèi)容[1-2]，根據(jù)
礦井傾角的不同，提升設(shè)備制動裝置的減速度參數(shù)應(yīng)
當(dāng)滿足以下要求，提升系統(tǒng)安全制動減速度規(guī)定值如
表1 所示。
表1中，自然減速度公式為：
Ac=g（sin茲+fcos茲）.
式中：g為重力加速度，m/s2；茲為井巷傾角，（°）；f 為
繩端載荷的運行阻力系數(shù)，一般取0.010～0.015。
重載狀態(tài)下，通過滾筒的轉(zhuǎn)動帶動鋼絲繩不斷纏
繞提升物料，由于提升容器質(zhì)量過大，減速過程中所
需制動力較大，過大的制動力會導(dǎo)致卷筒轉(zhuǎn)動速度減
小超出安全規(guī)程規(guī)定要求，鋼絲繩的纏繞速度難以跟
上卷筒的轉(zhuǎn)動速度，造成鋼絲繩出現(xiàn)松繩現(xiàn)象。
2）長距離提升過程中。為了確保牽引力充足以及
提升過程穩(wěn)定可靠，通常在卷筒上纏繞3 層鋼絲繩。
由于不同鋼絲繩之間的速度難以保持完全一致，因此
提升過程中很容易出現(xiàn)鋼絲繩線速度和卷筒轉(zhuǎn)速不
協(xié)調(diào)，導(dǎo)致速度較慢的鋼絲繩出現(xiàn)松動現(xiàn)象。
1）卷筒圓度超標(biāo)。圓度誤差是卷筒形狀的評價參
數(shù)，如果圓度誤差不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，就會導(dǎo)致運行過
程中，鋼絲繩沿卷筒持續(xù)跳動，使得鋼絲繩極易從輪
槽中跳出，造成鋼絲繩出現(xiàn)松動。
2）天輪輪槽的深度不符合相關(guān)要求，會導(dǎo)致使用
過程中鋼絲繩由于跳動現(xiàn)象極易從輪槽中跳出，導(dǎo)致
鋼絲繩出現(xiàn)松動現(xiàn)象。因此制造過程中輪槽深度不得
小于鋼絲繩直徑的1.5倍[3]。
3 鋼絲繩松繩防護(hù)措施
針對上述問題，本文從制動減速度參數(shù)設(shè)置、鋼
收稿日期：2022-01-11
作者簡介：李正漢（1988—），男，河南商丘人，本科，畢業(yè)于河南理工大學(xué)采礦工程專業(yè)，助理工程師，研究方向為煤礦斜巷運輸及自動化。
總第235 期
2022年第11 期
機(jī)械管理開發(fā)
Mechanical Management and Development
Total 235
No.11，2022
DOI:10.16525/j.cnki.cn14-1134/th.2022.11.146
1—提升容器；2—斜坡軌道；3—提升鋼絲繩；4—天輪裝置；
5—提升主機(jī)；6—制動裝置；7—控制系統(tǒng)
圖1 斜井提升機(jī)工作原理
減速度
提升減速度/（m·s-2） ≤Ac ≤15
下放減速度/（m·s-2） ≥0.75 ≥1.5
井巷傾角，茲/（°）
≤30 ＞30
表1 提升系統(tǒng)安全制動減速度規(guī)定值
1
2 3 4 5 6 7
F
茲
經(jīng)驗交流
2022年第11 期
絲繩纏繞數(shù)量、松動報警設(shè)置以及輪槽加工制造等方
面提出針對鋼絲繩的防松措施。
為了避免多排鋼絲繩在卷筒轉(zhuǎn)動過程中出現(xiàn)纏
繞混亂現(xiàn)象，可以通過事前引導(dǎo)的方式確保纏繞過程
中鋼絲繩的有序排布，也可以通過監(jiān)測系統(tǒng)，在鋼絲
繩排布混亂時及時發(fā)出警報，提升調(diào)節(jié)效率。
1）設(shè)計一種事前引導(dǎo)裝置，確保鋼絲繩的有序排
布。排繩器的工作原理如圖2 所示。排繩器的主要原
理是將鋼絲繩纏繞在導(dǎo)桿、絲杠機(jī)構(gòu)上，卷筒轉(zhuǎn)動過
程中排繩裝置、導(dǎo)桿、絲杠有序運動，確保鋼絲繩的合
理排布。裝置制造過程中應(yīng)當(dāng)確保絲杠螺距和卷筒繩
槽節(jié)距相同，確保卷筒轉(zhuǎn)動過程中，絲杠和卷筒的角
速度大小相同，卷筒每轉(zhuǎn)動一周，鋼絲繩沿絲杠橫向
運動一個螺距。通過排繩裝置的設(shè)置，能夠確保卷筒
轉(zhuǎn)動過程中鋼絲繩的有序排布，避免了鋼絲繩纏繞導(dǎo)
致提升設(shè)備難以正常工作。
2）設(shè)置鋼絲繩纏繞狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，在鋼絲繩纏繞
混亂時及時發(fā)出警報。鋼絲繩排繩監(jiān)測裝置如圖3所
示，排繩監(jiān)測裝置布置在卷筒的下端，和卷筒間存在
一定的間隙，正常情況下鋼絲繩有序排布，由于間隙
的存在排繩監(jiān)測裝置上集成的傳感器不會被觸發(fā)，裝
置不會發(fā)出警報，一旦鋼絲繩纏繞混亂，卷筒直徑增
大，間隙被填滿，傳感器被觸發(fā)，控制系統(tǒng)發(fā)出警報并
控制設(shè)備及時制動，避免事故出現(xiàn)。
為避免鋼絲繩出現(xiàn)松繩現(xiàn)象，從鋼絲繩受力狀態(tài)
的變化以及位置狀態(tài)的變化進(jìn)行分析。通過控制系統(tǒng)
對信號采集模塊的采集信息進(jìn)行實時判斷，一旦發(fā)現(xiàn)
相關(guān)數(shù)值超過預(yù)警，控制系統(tǒng)發(fā)出警報并采取對應(yīng)措
施，避免事故的出現(xiàn)。
1）設(shè)置鋼絲繩拉力監(jiān)測裝置，鋼絲繩拉力監(jiān)測裝
置如圖4所示。將測力銷和鋼絲繩相連接，卷筒正常運
行時鋼絲繩有序纏繞，測力銷受力幾乎不變，一旦鋼絲
繩出現(xiàn)松繩現(xiàn)象，測力銷傳感器數(shù)值減小，控制系統(tǒng)進(jìn)
行故障判斷，發(fā)出信號確保提升系統(tǒng)及時制動。
2）設(shè)置鋼絲繩防松保護(hù)裝置，鋼絲繩防松保護(hù)裝
置如圖5所示。防松裝置設(shè)置在卷筒的下方，鋼絲繩
正常纏繞時防松裝置中的張緊繩處于松弛狀態(tài)，行程
開關(guān)斷開，一旦鋼絲繩纏繞混亂，張緊繩受到觸壓，行
程開關(guān)發(fā)出信號，控制系統(tǒng)發(fā)出警報并及時采取相應(yīng)
的安全措施。
4 鋼絲繩的應(yīng)用管理
鋼絲繩在使用過程中由于持續(xù)受到較大的拉應(yīng)
力和摩擦力，經(jīng)常會出現(xiàn)不同種類的故障導(dǎo)致其無法
正常工作。因此應(yīng)當(dāng)定期對鋼絲繩進(jìn)行質(zhì)量檢測，發(fā)
現(xiàn)問題及時進(jìn)行更換或者維修，更換備用繩后應(yīng)當(dāng)及
時進(jìn)行質(zhì)量檢測，確保備用繩的質(zhì)量滿足要求。
為確保備用鋼絲繩使用時的質(zhì)量滿足要求，存儲
過程中應(yīng)當(dāng)注意以下幾點：存儲區(qū)域應(yīng)當(dāng)干燥通風(fēng)，
避免鋼絲繩受到腐蝕；存儲時間較長時應(yīng)當(dāng)定期進(jìn)行
轉(zhuǎn)動，確保油脂的均勻分布；存儲區(qū)域盡量保持恒溫
狀態(tài)，避免因為溫度的頻繁變化導(dǎo)致鋼絲繩的物理性
1—導(dǎo)輪a；2—導(dǎo)輪b；3—排繩器；4—鋼絲繩；5—導(dǎo)桿；
6—絲杠；7—卷筒
圖2 排繩器的工作原理
1—卷筒；2—鋼絲繩；3—排繩監(jiān)測裝置
圖3 鋼絲繩排繩監(jiān)測裝置
1—卷筒；2—鋼絲繩；3—天輪；4—測力銷
圖4 鋼絲繩拉力監(jiān)測裝置
1—鋼絲繩；2—防松裝置；3—行程開關(guān)
圖5 鋼絲繩防松保護(hù)裝置
1
2
3 4 5 6 7
1
2
3
1
2
3
4
1
2
3
李正漢：斜井提升機(jī)鋼絲繩松繩原因分析及其預(yù)防措施研究 窯349窯
機(jī)械管理開發(fā)
jxglkfbjb@126.com 第37 卷
Causes of Wire Rope Loosening in Inclined Shaft Hoists and Research on Prevention
Measures
Li Zhenghan
（No.2 Mine of Pingmei Coal Company, Pingdingshan Henan 467000）
Abstract: Abstract: In view of the problem that the wire rope of inclined shaft hoist is easy to loosen, based on the main working principle
of inclined shaft hoist, this paper analyzes the reasons for the rope looseness of hoist wire rope from various aspects, puts forward a series of
measures to prevent the rope looseness of hoist wire rope, and summarizes some application management and maintenance measures of wire
rope. The practical application results show that through active early warning and active protection, the loose rope problem of hoist wire
rope is effectively prevented, and the safe and stable operation of hoist is better guaranteed.
Key words: hoist; wire rope; loose rope; prevention measures
能下降。
1）根據(jù)鋼絲繩種類制定不同的質(zhì)檢周期，提升鋼
絲繩每日一檢，平衡鋼絲繩每周一檢，每次檢查過程
中及時將檢查結(jié)果進(jìn)行記錄，相關(guān)人員填寫檢查內(nèi)
容，明確責(zé)任劃分，檢查內(nèi)容應(yīng)當(dāng)包括斷絲、銹蝕、直
徑縮小、捻距變化等。
2）驅(qū)動電機(jī)的檢查不得低于每月一次，檢查后應(yīng)
當(dāng)注明檢查日期，便于統(tǒng)一管理。
1）鋼絲繩的直徑。鋼絲繩直徑指的是鋼絲繩的外
徑數(shù)值。
2）鋼絲繩捻距。捻距分為股的捻距和繩的捻距，
前者指的是鋼絲圍繞中心絲旋轉(zhuǎn)一周相對應(yīng)的兩點
的直線距離；后者指的是股圍繞鋼絲繩芯旋轉(zhuǎn)一周相
對應(yīng)的兩點的直線距離。
3）斷絲。鋼絲繩檢查過程中，對于發(fā)現(xiàn)的斷絲位
置，應(yīng)當(dāng)以提升容器為參考進(jìn)行位置標(biāo)定，對于斷絲
頻率較高的區(qū)域應(yīng)當(dāng)重點進(jìn)行檢查。常見的斷絲檢查
方式有人工檢查和機(jī)器檢查兩種，由于斷絲檢查準(zhǔn)確
度較高，因此根據(jù)實際情況任選其一，均可滿足檢查
要求。相關(guān)人員每周進(jìn)行一次斷絲全面檢查，并根據(jù)
檢查數(shù)據(jù)確定下周檢查的重點區(qū)域；每15 d 左右采
用機(jī)器檢測的方式進(jìn)行鋼絲繩檢測，將檢測結(jié)果和人
工檢測相比較進(jìn)行斷絲判斷。對于不影響鋼絲繩正常
使用的斷絲，直接剪去避免斷絲在纏繞過程中被拉長。
5 結(jié)語
文章對斜井提升裝置鋼絲繩出現(xiàn)松繩現(xiàn)象的原
因進(jìn)行詳細(xì)分析，對現(xiàn)有方案中的被動監(jiān)測方式進(jìn)行
優(yōu)化，實現(xiàn)了鋼絲繩防松的主動防護(hù)，給同類型斜井
的鋼絲繩防松方案制定提供了重要借鑒，在此基礎(chǔ)上
對鋼絲繩的保養(yǎng)和維修方案進(jìn)行了總結(jié)，提升了鋼絲
繩的使用壽命，提高了斜井提升的作業(yè)效率。
參考文獻(xiàn)
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[J].機(jī)械管理開發(fā)，2020（11）：44-46. （編輯：王慧芳）
Dynamic Analysis of the Stability of Hydraulic Supports for Large Inclination Heaving and
Investigation of Anti-collapse and Anti-slip Measures
Lyu Hongwei
（Jinneng Holding Equipment Manufacturing Group Huayue Machinery Co., Ltd., Yangquan Shanxi
045000）
Abstract: In the actual production process, the large inclination angle heave hydraulic bracket is easy to happen due to the instability of
the hydraulic bracket causing the phenomenon of slippage and collapse, through the dynamic analysis of the large inclination angle heave
hydraulic bracket from the relevant basic theory and its stability, the stability of the large inclination angle heave hydraulic bracket in mine
production for technical upgrading, and for the hydraulic bracket anti-collapse and anti-slip measures station to discuss, effectively solve
the Coal mining production process and the occurrence of safety hazards accidents, for the development of China's coal enterprises to
provide an important guarantee.
Key words: large inclination header; hydraulic support stability; anti-collapse and anti-slip
參考文獻(xiàn)
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（編輯：王慧芳）
（上接第347 頁）
窯350窯

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