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重大提升运输设备钢丝绳在线实时监测 安全管理系统经济效益分析报告

  据国家安全生产管理总局发布的2005年、2004年、2003年全国煤炭安全生产状况综合分析数据:2005年全国煤矿共发生煤炭运输提升事故509起,死亡559人;2004年全国煤矿共发生煤炭运输提升事故556起,死亡583人;2003年仅1 -5月,全国煤炭系统因钢丝绳问题所造成的重、特大恶性事故就多达2 1 5起,死亡223人,其中最严重的是山西吕梁某矿断绳事故,一次死亡1 4人,重伤5人。

  另据《中国煤矿事故暨专家点评集》统计,截止到1 995年,全国煤矿运输提升事故死亡1 987 1人,占死亡总人数的1 5.06%,仅次于顶板和瓦斯事故,是煤炭系统第三大灾难事故。在此期间国有重点煤矿共发生一次死亡3人以上的运输提升事故91起,死亡421人。其中钢丝绳断绳事故34起,占37.36%,死亡193人,占45.84%.

  作为一个大类特定用途的金属构件,钢丝绳的使用往往涉及企业或民众的重大财产及人身安全,但是在目前缺少过硬的检测及管理条件的情况下,大量在用钢丝绳仍1日处于非受控状态,钢丝绳使用上的不安全、不经济、不效率,是各个工业领域企业与设备管理部门普遍反映的严峻问题。

  目前钢丝绳检测依赖的是“目视、手摸、卡尺量”,显性损伤要靠检测技术人员良好的经验和判断力才可能发现,隐性损伤则基本上没有捕捉和显现的可能。因为靠传统检测方法无法定量描述在用钢丝绳的损伤情况,所以更为严重情况是:尽管在用钢丝绳的使用性能始终处于不可逆的衰变当中,但人们却始终无法准确衡量这种衰变已经达到的严重程度。因剩余承载能力接近极限引发的安全事故隐患、因缺少科学依据而提前报废造成的无端经济损失,隐患、浪费和低效,也就同时存在于钢丝绳运行的各个领域。

  与此同时,对在用钢丝绳的管理还存在其它的盲点和难点。从设计、选型、制造、出厂、安装、运行、维护、运输、存放、直至报废、更换等诸环节,对钢丝绳及相关设备设施都存在着观念偏差、短期行为、监控死角、以及不恰当的管理习惯。检测手段只是一方面的原因,如何“对症开方”、如何“药到病除”,也同样使设备管理部门感到疑虑和困扰。

  对设备使用者而言,钢丝绳的使用管理面临着诸多瓶颈:一是作业环境通常较为恶劣,令设备管理的不可控因素增多,管理难度加大;二是企业生产不断追求高效率和高效益,设备负荷进一步加重;三是可以普通并经常采用的检测手段仍不能令管理者准确掌握钢丝绳及相关设备设施的技术状况;四是钢丝绳及相关设备的维护检修耗时费力,大量挤占生产作业时间,并需付出高额成本;五是安全责任重于泰山,但钢丝绳断绳事故依然屡屡发生,危害及影响重大,损失不容忽视。

  2006年初开始,我们与洛阳逖悉开钢丝绳检测技术有限公司联合开展了“重大提升运输设备钢丝绳在线实时监测安全管理系统”的研究及开发试制工作。该系统采用了我国自主创新,处于国际领先水平的弱磁检测技术,根据重大提升运输设备的实际工作生态和安全运行需要,定制化配备了模式组合检测单元、多功能数采转换单元、声光预警单元、终端程序主令控制单元等技术功能单元,室内终端智能化控制型式,可以对钢丝绳实施全天候工作监视。该系统对钢丝绳的在线监测以指令控制式弱磁定量无损检测为主体,对在役钢丝绳内外部疲劳、断丝、磨损、锈蚀等各种损伤具有定位、定性、定量的高倍分辨能力,从而有效解决了钢丝绳人工检查方式的种种弊端,为实现重要设施和重大设备“安全、节约、高效”运行提供了新的技术保证。

  经过双方近两年来的努力工作,该课题项目取得了重大进展,技术成果已茌峰峰集团生产现场成功应用,为生产单位与设备管理部门提供了有力的安全保障,并显示了突出的社会和经济效益。

  一、社会效益

  重大提升运输设备钢丝绳在线实时监测安全管理系统,与传统的钢丝绳检测及管理方式相比,从八个主要方面有力地强化了对钢丝绳的安全保障作用。

  通过钢丝绳数据库和管理系统的建立与运行,将彻底改变过去陈1日的钢丝绳管理理论和管理方法,对安全生产的意义重大。通过实施全程检测、监测、维护等管理系统,极大的提高矿山重大提升运输设备的本质安全程度,有效防止提升安全事故,其安全效益和社会效益十分显著。

  二、经济效益

  采用重大提升运输设备钢丝绳在线实时监测暨钢丝绳安全管理系统后,企业取得的经济效益除了安全性避险效益之外,还突出表现在提高设备生产运行效率、消除人工检测能耗和节约钢丝绳用量等三个主要方面:

  1、提高设备生产运行效率

  根据《煤矿安全规程》第三百九十一条等规定: “提升钢丝绳、罐道绳必须每天检查1次”,并且人工检查时绳速不得超过0.5m/so峰峰集团大淑村矿、九龙矿过去检测钢丝绳正常时的每天耗时为1.5小时,薛村矿需1小时,如遇钢丝绳异常情况进行仔细检查耗时更长。采用钢丝绳在线实时安全监测管理系统后,各矿每年至少可提高产能6.3%、6.3%和4.2%,按照核定作业能力,三个矿年产煤量分别为1 50、21 0和1 50万吨,每年至少可分别提高产量9.4、13.1和6.3万吨,合计达到28.8万吨。

  按照2008年1 0月煤炭综合价格1 000元/吨,采用该系统后在同等工作排班制度下新增产值2.88亿元。

  2、消除人工检查能耗

  通过现场实测,峰峰集团大淑村矿提升高度780m,四绳摩擦绞车配用电机800kw×20人工检绳时绳速0.3-0.5m/s,检查时实际功耗386kw,完成一次人工检查需耗电579度/次,由2名检测工同步检测,每天完成一遍检测需耗电1 040度;九龙矿情况与大淑村矿相同;薛村矿提升高度220m,单绳缠绕绞车配用电机630kw×10人工检绳时绳速0.3-0.5m/s,检查时实际功耗152kw,每天完成一次人工检查需耗电1 52度。

  因此,三矿合计单日检查能耗达到2200度,按照核定工作时间330天/年,每年用于钢丝绳检查的空转能耗至少达到72.6万度,这还不包括停产检修时的能耗。

  采用重大提升运输设备钢丝绳实时在线监测暨钢丝绳安全管理系统后,已不需要每天专为检测开机,按照当地2.7元/度的工业电价,仅此一项每年可节约动能成本1 96万元。

  3、节约钢丝绳用量

  以大淑村矿为例,主井提升绳一次换绳的用绳成本为40万元,换绳工费25万元,停产和调整净缩短开工时间达到5天。采用重大提升运输设备钢丝绳实时在线监测暨钢丝绳安全管理系统后,为延长钢丝绳的实际使用寿命提供了新的技术验证可能(目前根据《煤矿安全规程》,钢丝绳实际换绳周期保持2年未变)o

  如果从冀中能源峰峰集团的整体层面来考量,往年钢丝绳使用量约1 240吨,用绳成本约1 050万元。实际上每年由于钢丝绳突发的异常情况而导致的临时换绳占有相当大的比重,初步估算约占1/3,采用重大提升运输设备钢丝绳实时在线监测暨钢丝绳安全管理系统后,用绳成本的节约已成现实,每年约为200万元。

  总之,采用钢丝绳在线实时安全监测管理系统提高了设备本质安全程度,减少了维护时间,提高了产量,节约了检测能源和用绳成本,直接经济效益近3亿元人民币,安全效益更为可观,具有重大的应用及推广意义,是一套优异的提升运输设备安全技术方案。

  

    冀中能源峰峰集团有限公司

  2008年1 1月


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