矿井提升系统的安全事故分析及防治1.pptVIP

矿井提升系统的平安事故分析及防治措施

1钢丝绳断裂事故分析及防治提升钢丝绳是提升系统的一个重要组成局部，?煤矿平安规程?〔以下简称?规程?〕对矿井提升钢丝绳有专门规定。近年来，尽管矿井设计和生产按照?规程?的要求加强了提升钢丝绳的检查和保养，但是，仍然有断绳事故发生。

1钢丝绳断裂事故分析及防治

1钢丝绳断裂事故分析及防治〔3〕扭转断绳：随着提升长度增加，钢丝绳的扭转造成钢丝绳内股与丝间的受力发生变化，其最大差值约为2～4倍，这样外层钢丝很快出现断丝现象而损坏。

〔4〕锈蚀断绳：提升钢丝绳受淋水、潮湿和酸性气体、杂散电流等作用，会出现应力集中，产生疲劳，金属变脆，钢丝绳抗拉强度和抗冲击强度降低。锈蚀也是造成平衡尾绳断裂的主要原因。

1钢丝绳断裂事故分析及防治〔5〕疲劳断绳：提升钢丝绳在摩擦轮、天轮〔导向轮〕处的弯曲，产生弯曲应力及运行过程中摩擦轮上的离心应力和扭转等作用，而产生疲劳，拉伸损坏。长时间的反复弯曲，使钢丝绳疲劳强度降低。实践证明，反复弯曲对钢丝寿命影响较大。主井每天提升次数远多于副井，因此，提升钢丝绳弯曲次数多，易疲劳，这也是主井提升钢丝绳寿命明显低于副井的重要原因。

1钢丝绳断裂事故分析及防治

1钢丝绳断裂事故分析及防治1.2竖井提升钢丝绳工作载荷分析矿井提升的主要承载元件是提升钢丝绳，提升钢丝绳在工作过程中会经受各种载荷的作用，例如拉伸、扭转、弯曲、接触应力以及动载荷等。

1钢丝绳断裂事故分析及防治1.2.1拉伸与扭转应力由于提升钢丝绳是由许多螺旋要素〔钢丝或绳股〕组成的复杂构件，在张力作用下，这些螺旋要素相互作用产生内力，这些内力可分解为与钢丝绳轴线平行的轴向分力和垂直于钢丝绳轴线的径向分力，而径向分力就使绳股或钢丝绳产生扭转。也就是说钢丝绳在受到拉力作用时同时产生扭转，即钢丝绳的拉伸与扭转是同时发生的。

1钢丝绳断裂事故分析及防治1.2.1拉伸与扭转应力

1钢丝绳断裂事故分析及防治根据前苏联M.Φ.格卢什科的研究结果：根据单根钢丝弹性变形位能方程，在不考虑横向力所做的功时，在绳端载荷和钢丝绳质量作用下，钢丝绳中的各螺旋要素相应地作用有内力。这些内力可分解为与钢丝绳轴线平行的轴向分力Px和垂直子钢丝绳轴线的径向分力Py，而Py即成为使绳股或钢丝扭转的扭力〔或扭力矩Lx〕。轴向力Px和扭转力矩Lx的偏导数等于钢丝绳中钢丝的纵向位移u和角位移v。

1钢丝绳断裂事故分析及防治扭转力矩与提升容器的总质量和钢丝绳质量有关。钢丝绳的纵向应变ε和扭转应变图

1钢丝绳断裂事故分析及防治(1)根据线型法那么，钢丝绳的扭转应变在悬垂线的中部为零，最大值在两个端部。即：上述情况也可如下描述：对于水平放置的钢丝绳在钢丝绳两端的拉力作用下，钢丝绳个捻距的变形是一样的。但对于提升钢丝绳，由于钢丝绳质量的影响，在绳端载荷作用下，钢丝绳各捻距的变形各不相同，下部捻距变形短，上部捻距变形大。对于摩擦轮提升钢丝绳，相当于在钢丝绳中部增加了一个顺捻的扭转，其结果是提升的钢丝绳上部出现松捻〔捻距变大〕，下部出现紧捻〔捻距变小〕。冬瓜山铜矿在防撞梁平台上测量的结果是提升侧405mm，下放侧305mm。

1钢丝绳断裂事故分析及防治(2)钢丝绳的纵向应变在最上部截面处为最大，即x=O时, 在最下部截面，当x=L时：

1钢丝绳断裂事故分析及防治由此可见，当钢丝绳纵向变形条件一定时，在它的最低末端的纵向应变有可能是负的或等于零。因此，在悬垂钢丝绳的最低末端，尽管存在有终端载荷，但仍然有可能经受相对缩短。其原因是：在悬垂钢丝绳下面的一半由于重物引起的钢丝绳相对伸长和由于扭转引起的相对缩短迭在一起，缩短可能大于伸长。徐州矿务局多个深井矿井提升钢丝绳在使用一段时间后钢丝绳缩短，缩短的长度一般为1.5～2m。

1钢丝绳断裂事故分析及防治资料显示：对摩擦提升在井深超过800-900m，钢丝绳的扭转是钢丝绳损坏的主要原因。例如，国外有人曾对三角股钢丝绳进行试验，在井深为700m时使用寿命平均为2年，而在井深超过800-900m时其寿命降低一半。

1钢丝绳断裂事故分析及防治1.2.2弯曲应力对于缠绕式轮提升，钢丝绳在滚筒上受到弯曲、挤压和接触应力。对于摩擦轮提升，钢丝绳在围包弧内弯曲时，受到弯曲和接触载荷。钢丝绳在摩擦轮上弯曲时，与材料力学中的弯曲梁一样，也存在有中性轴的概念〔即钢丝绳的中心轴线〕。这样，在钢丝绳移动时，它的螺旋要素〔钢丝或绳股〕时而成为凹形，时而成为凸形通过摩擦轮：

1钢丝绳断裂事故分析及防治钢丝绳过摩擦轮时的弯曲

1钢丝绳断裂事故分析及防治在一个捻距长度内，一半为凹形，一半为凸形。凹形局部经受压缩，凸