矿井提升系统存在的安全问题及对策措施

为保证矿井提升系统的安全稳定运转,文章对矿井提升系统存在的安全问题进行了详细的分析与总结。主要介绍了矿井提升系统振动冲击限制技术,立井提升系统过卷防治技术,矿井提升系统松绳、跑车事故防治技术,深井提升钢丝绳失效研究及防治技术,立井特大罐笼全无轨运输防偏载及锁罐技术和摩擦式提升系统打滑事故防治技术,最后进行了立井提升系统卡罐事故分析。针对矿井提升系统存在的相关安全事故,分析了各种问题的动力学特性,得出了研究结论,并针对提升系统的安全问题,对国家标准、规范提出了相应的修改建议,给出了具体的对策措施。

电梯用钢丝绳弹性模量探讨

电梯钢丝绳在电梯应用过程中,弹性模量会用于电梯加载后伸长量的计算。现有电梯用钢丝绳弹性模量在使用中,受到概念定义、单位选取、测算方法、样本选取等方面的影响,极易造成设计计算和应用不符,导致设计偏差而影响电梯运行。通过EA的引入提供一个新的视角来定义钢丝绳弹性模量,将传统钢丝绳弹性模量E和金属截面积A的乘积一起作为评价指标,避免了钢丝绳金属截面积和力值取值范围对电梯系统计算的影响,更有利于提高从业人员对电梯用钢丝绳弹性模量的理解,提高电梯系统的计算精度。

钢丝绳破断拉力测定方法新旧国家标准及国际标准的对比

从术语定义、试样制备、结果判定、安全等方面对钢丝绳实测破断拉力试验方法的新旧国家标准以及国际标准的主要技术性差异进行分析。与旧版标准相比,新版标准增加和删除了部分术语和定义;细化了部分试样的制备方法;调整了判断试验结果是否有效的规则。与国际标准相比,国际标准的安全性要求更全面,其对人员、设备以及整个试验过程都要求有足够的安全措施,确保试验的安全顺利完成。新版国家标准提出的灌浆料浇注法具有耗费时间长、工艺复杂、适用范围小、对试验人员要求高的特点。新旧国家标准及国际标准的对比分析有助于质检部门、相关企业对新标准进行更好地理解和应用,提高检测结果的有效性。

15×K6-EPIWRC多层阻旋转抗冲击钢丝绳研制

多层压实股钢丝绳阻旋转性能在一些应用场合有极其重要的意义,钢丝绳旋转超过相关要求会影响工作效率,甚至产生安全事故。为最大限度地克服阻旋转性差、断芯、外层磨损超标3大难题,新产品采用1-4+4/15结构形式,对绳芯进行注塑处理,以满足客户要求。26.0 mm钢丝绳研制完成后,实际破断拉力达到681.0 kN,钢丝绳各项指标均达到客户标准和EN12385标准要求,工艺设计合理,绳捻制紧密,抗旋转性能优良,抗冲击载荷性能好。

对压实股钢丝绳优缺点及生产难点认识

破断拉力高、结构稳定性好、耐磨损性能优、股中相邻层钢丝接触应力小、环境腐蚀介质不易进入股内等是压实股钢丝绳的性能优点;组股相邻层钢丝、组股同层钢丝滑动困难、股中贮存润滑油脂少、钢丝受力均匀性差等是压实股钢丝绳的结构缺点;结构参数设计不易精细、润滑油脂质量不易保证、高性能钢丝不易生产等是压实股钢丝绳制造技术的难点。高质量压实股钢丝绳生产需要在技术上持续研究。

井下架空乘人装置自保护系统设计与应用

为解决煤矿井下架空乘人装置在使用过程中易出现断轴、断绳引发的安全事故,对该装置结构组成和常见故障进行分析,提出了断轴、断绳自保护关键技术。设计了楔形钢丝绳断绳抓捕结构方案,以楔形制动保证抓捕强度,并由差动液压控制系统实现断绳快速抓捕制动。为验证方案设计的合理性,在某煤矿现场安装和调试,应用结果表明,利用液压控制系统和高精度位移传感器实现了对架空乘人装置的紧急制动和定位,响应时间仅为0.43 s,有效避免了断轴、断绳事故。研究结果可以为后期架空乘人装置的安全运维及升级改造提供参考。

ZZZZ+WSC-133.0 mm高强度密封钢丝绳研制

密封钢丝绳具有高的破断拉力,良好的弹性模量、耐腐蚀性及抗旋转性能。为满足客户需求,研究开发了ZZZZ+WSC-133.0 mm高强度密封钢丝绳,结构采用四层全密封设计,充分考虑相邻层钢丝捻角匹配和同层钢丝间的合理间隙,相邻层钢丝捻角为16.5°~18.5°,同层钢丝间隙为0.1~0.3 mm。钢丝采用热镀锌铝合金生产工艺,内层绳圆钢丝公称抗拉强度级别为1960 MPa,Z形钢丝公称强度级别为1770 MPa。研制结果表明,制绳钢丝符合相关标准要求,实测钢丝绳直径135.7~136.0 mm,偏差为2.0%~2.3%,实测整绳破断拉力20709 kN,比客户要求的最小破断拉力20571kN高138 kN。

矿用救援提升舱二次逃生机构设计及验证

矿用救援提升舱是地面钻孔救援的重要装备之一,提升救援过程中因钻孔偏斜、套管变形、孔壁坍塌、钢丝绳断裂等原因导致提升舱无法继续向上提升,此时人员需从舱内再次进入巷道,等待二次救援。为实现上述功能,在提升舱内设计了二次逃生机构。当发生提升舱被卡等紧急情况时,断绳保护机构将提升舱固定于井筒内,快速脱开机构实现人员舱与下舱段有效脱离,下舱段沿井筒下坠至井底,形成二次逃生通道;被救人员的安全带挂到离合式缓降机挂钩上,以最快1.1 m/s的速度匀速下降,沿着二次逃生通道落回井底,等待二次救援。为验证二次逃生机构的性能和可靠性,进行了救援提升舱的二次逃生试验,快速脱开机构、缓冲机构及离合式缓降机运行可靠,为地面钻孔提升救援提供了安全保障。

欧式电葫芦用超高破断拉力钢丝绳研制

研制一种欧式电葫芦用超高破断拉力钢丝绳,产品标准参考DIN EN 12385-4:2008 2 160 MPa B级,直径为6.20~6.40 mm,捻距倍数6~8,最小破断拉力46.0 kN。通过结构和性能分析,确定钢丝绳采用K8×K19S-PWRC(K)结构,再根据股绳结构特点精确计算出股径和配丝,并匹配合理的拉丝工艺。钢丝绳采用18/500筐篮式合绳机捻制,股的张力控制采用FMS张力在线检测和调整系统,生产中采用轧制和锻打双压实工艺。钢丝绳性能检测结果显示:实测直径6.36~6.38 mm,实测捻距39.3 mm,实测破断拉力达到48.8 kN,实测锌层面质量大于30.0 g/m2,满足了欧式电葫芦设备的技术要求。

竖井提升用三角股钢丝绳伸缩分析

竖井提升用6V三角股钢丝绳在投入使用后出现较大延伸和偶尔缩短现象,对竖井提升系统钢丝绳运行情况进行跟踪测量,并结合6V三角股钢丝绳的结构特性进行分析。钢丝绳延伸主要有初始结构性延伸、弹性延伸和永久延伸,钢丝绳使用初期和中期结构延伸较大,钢丝绳偶尔缩短属于弹性延伸,永久延伸阶段钢丝绳已经达到使用寿命末期或接近报废状态。钢丝绳载荷状态、预张拉效果以及设备运行情况等都影响钢丝绳的伸缩状况。钢丝绳进行预张拉处理非常重要,可以一定程度上消除结构延伸和捻制应力,使钢丝绳结构更加稳定。

基于人工智能的钢丝绳芯输送带断丝检测技术研究

针对钢丝绳芯输送带传统断丝断丝监测方法效率较低、工人劳动强度大、检测准确度较低等问题,通过分析钢丝绳芯输送带内的钢丝绳结构,提出了一种基于人工智能的钢丝绳芯输送带断丝检测方法,利用神经网络算法提取胶带内钢丝绳断丝特征,实现了定量准确识别。以含有不同类型断丝缺陷的619钢丝绳的胶带为试验对象,利用断丝检测技术进行断丝检测,结果表明,完成长度为2 m的胶带检测仅需3.8 s,对于表面断丝较多的钢丝绳,反馈得到的信号变化率强度较大,最大值为0.498。本次研究取得了满意的实验结果,验证了方案设计的合理性。

抗风浪网箱超高分子量聚乙烯复合绳的研究

以国产UHMWPE纤维为材料,采用八股编绞绳编绞工艺和复合技术,研制了适合大型抗风浪养殖网箱技术和使用要求的UHMWPE复合绳,并对其性能进行了测试。结果表明,绳索的平均断裂强度为PA绳的3.7倍、PP绳的4.0倍。绳索经氨酯基树脂复合后断裂强力平均提高8%,断裂强度达9.89～13.2cN/dtex,伸长率为5.5%～9.1%。绳索拉伸疲劳性能为加载循环2400次后的强力保持率仍达100%。高强度、低伸长、抗疲劳复合绳索的研究结果,可为养殖网箱等海洋工程配套设计、安全使用等提供技术依据。

纤维绳索强度分析中线性回归与曲线拟合法的比较

介绍了对绳索的断裂强度与直径关系的直线回归、幂函数拟合及自然对数拟合的方法,图示比较了三种函数图形及其与标准指标值的偏差,分析了这三种方法所得结果的差别,其中自然对数函数的返回值与标准指标值最为接近。以自然对数函数对聚丙烯、聚乙烯和聚酰胺绳索产品国际标准建立了断裂强度与直径关系的数学模型。采用这种数据分析方法,在制定系列规格的产品标准中确定技术指标,比较具有规律性。

基于故障树的立井箕斗钢丝绳断绳事故分析

矿井提升钢丝绳是矿井提升系统最重要的组成部分,钢丝绳断绳,不但影响矿井生产,还危及矿井安全。应用可靠性设计中的故障树分析的方法,分析立井箕斗提升导致断绳的原因,提出预防断绳措施,将有助于提高立井箕斗提升系统的安全性,方法简洁适用,并附有应用实例。

立井提升系统的松绳动力学特性及事故分析

在立井提升过程中出现卡罐现象时,容易造成钢丝绳松绳,从而发生断绳事故。为防止立井提升过程中松绳、断绳事故的发生,进行了立井卡罐松绳时的钢丝绳张力计算,研究了立井提升系统的卡罐松绳及防坠器制动时的动力学特性,并对某矿立井罐笼松绳、断绳致多人死亡的事故进行了分析和计算,指出如果提升系统设备配置合理,安全检查到位,即使在误操作的情况下,安全事故也是可以避免的。

材料塑性对提高钢丝绳破断拉力的作用

从可靠性角度,运用应力—强度干涉理论分析了影响钢丝绳整绳破断拉力的诸因素,特别是制绳钢丝抗拉强度的方差和各钢丝在整绳拉仲过程中所承受应力的方差对整绳破断拉力的影响。讨论了制绳钢丝的塑性对于减小应力的方差,进而提高整绳破断拉力的作用。指出为提高钢丝绳的破断拉力,应综合考虑材料强度、塑性、韧性三者的共同影响。

大河边煤矿S1103工作面安装时提升机及钢丝绳的选取

大河边煤矿S1103工作面安装时,需用5台提升机来运输机械,其中4台提升机位于S1103回风巷,1台提升机位于S1103切眼。对提升机及提升机钢丝绳选取时所需考虑的因素进行分析后,1#,2#,3#,5#提升机选用调度提升机,4#提升机选用回柱提升机;并对提升机及钢丝绳进行校验,所选提升机及钢丝绳满足要求。经过现场实际应用,保证了S1103工作面安装时,机械的安全运输。

钢丝绳整绳破断拉力试验新旧国家标准的对比分析

从术语和定义、试样、试验速率、试验结果判定方面,分析了钢丝绳整绳破断拉力试验新旧国家标准中主要的技术性变更。与旧版标准相比,新版标准增加和删除了部分术语和定义;对常用的试样制备方法进行了细化;变更了试验力超过最小破断拉力80%之后的试验速率;调整了判断试验结果是否有效的判定规则。新旧标准的对比分析可以帮助质检部门、相关企业对新标准更好地理解和应用,提高检测结果的有效性。

钢丝绳整绳破断力测定方法国际标准ISO 3108:2017的修定过程及技术改进

从钢丝绳检验工作的实际出发,指出了ISO 3108:1974中存在的问题,介绍了钢丝绳整绳破断力测定方法国际标准ISO 3108:2017从提出修订案到完成标准修订并出版的历程,以及ISO 3108:2017的技术改进。ISO 3108:2017的完成对中国钢丝绳产品质量的提升具有积极作用,同时提升了中国在国际钢丝绳检测领域的影响力和话语权。

低捻度高强PE纤维绳索抗疲劳性能研究

高强聚乙烯(PE)纤维绳索,因其质轻、柔韧及高破断拉力等诸多特点,可广泛应用于牵引、起吊、系泊等绳索用途,对传统绳索的更新换代更具潜力。针对绳索重复性应用特点,探讨了低捻度高强PE纤维绳索的抗疲劳特性。结果表明,低捻度高强PE纤维绳索经受加载—卸载的拉伸疲劳试验后,其破断拉力呈现显著提高的现象。