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现代矿井提升机钢丝绳安全监管模式探讨 -王天中

  摘要:指出提升钢丝绳传统检验方法弊端,从现代化煤矿建设的观点出发,阐述应用TCK弱磁钢丝绳检测技术手段监控钢丝绳安全的必要性和可行性,对提升钢丝绳安全监管的现代化模式进行有益探索实践。

  主题词:提升钢丝绳检测 弱磁检测技术 钢丝绳在线自动检测 钢丝绳安全监管模式

  中图分类号:TD532 文献标志码:B 文章编号:1003-496X(2011)01-0148-02

  随着现代化煤矿建设的不断深入,我国绝大部分国有煤矿企业都在创建数字化、信息化矿井,以期实现煤矿本质安全。但是,矿井运输提升设备的安全管理仍停留于传统管理阶段,与现代化煤矿管理相比显得格格不入,迫切需要应用先进的现代化管理手段彻底改变这一落后现状。


  1 现代煤矿提升运输设备钢丝绳管理呼唤先进的检测技术

  提升机对煤矿生产作用十分重要,作业人员、原煤、物料等的运输提升都由其完成。在提升运输中,钢丝绳维系着职工的生命安危,直接关系到矿井设备、财产安全,是矿井“咽喉”的“生命线”。因此,提升钢丝绳是煤矿机电设备管理的重点和难点。

  在同煤集团,尽管提升钢丝绳的安全运行一直倍受关注,但由于缺少可靠的检测手段,长期以来,同煤仍沿用人工外观检验方法和定期换绳措施保证提升钢丝绳的安全运行。这种落后且不可靠的方法,使提升钢丝绳的使用管理始终存在“五大难题”。

  (1)不安全。 据《中国煤矿事故暨专家点评集》统计,截止1995年,全国煤矿运输提升事故死亡19871人,占死亡总人数的15.06%,仅次于顶板和瓦斯事故,是煤炭系统第三大灾难事故。钢丝绳由此成为煤矿企业各类运输提升设备当中的高度危险构件。

  (2)不经济。 为避免钢丝绳事故,各钢丝绳使用企业普遍采用定期更换的措施。这种到期一律更换新绳的做法导致了钢丝绳用绳成本的提高。日本有统计结果表明:被强制更换的钢丝绳,有一半以上的强度达新绳强度的90%以上,还有不少超过100%,即还处在磨合期。而美国的调查结果:约70%被强制更换的钢丝绳只有很小或没有强度损失。

  (3)效率低。 人工检查效率低下,浪费了大量的生产时间。以煤炭开采为例,按照《煤矿安全生产规程》的要求,每班需对钢丝绳检查一次,每次检查约1小时,每个作业矿井仅钢丝绳检测一项,一年浪费330小时以上宝贵的生产时间,按照年产100万吨的生产能力,每小时提煤200吨,330小时少提煤66000吨,若按500元/吨的煤价,经济效益损失每年将达3300万元。同煤集团共有52对作业矿井,仅钢丝绳检测浪费的生产时间一项,每年经济效益的损失十分巨大。

  (4)不可靠。 人工检测只能部分检出钢丝绳外部较明显的损伤,而对钢丝绳内部的磨损、锈蚀、断丝,尤其是疲劳等损伤则根本无法检测,因而许多重大事故隐患根本无法发现。

  (5)危害大。 钢丝绳一旦发生断绳事故,必然导致重大危害。钢丝绳事故造成的设备、矿井修复、停产整顿,间接损失巨大;如事故造成人员伤亡,对遇难者家庭的伤害将是无法用经济方式衡量和弥补的。

  为改变被动的钢丝绳使用管理现状,大同煤矿集团与其它煤矿企业一样,迫切需要改变落后的钢丝绳使用管理现状,一直在积极寻求可靠的钢丝绳无损检测设备,希望能借助先进、可靠的检测技术手段,用以提高同煤运输提升设备的安全管理水平。


  2 TCK.W便携式无损探伤仪改善钢丝绳管理状况

  提升钢丝绳运行安全向来都是矿用提升机安全管理的难点。矿井提升作业工况恶劣、复杂,钢丝绳因长期遭受地下水、酸碱腐蚀物或气体等的侵蚀,易出现腐蚀性损伤;在提升运行中,钢丝绳始终遭受挤压、拉伸、弯曲、拉压等各种应力集中持续作用,产生疲劳;生产作业中,因人的不当操作造成钢丝绳受到意外损伤或创伤。还有其它如钢丝绳制造、运输、仓储等环节也会使其受到损伤。这些损伤随时都有可能造成钢丝绳事故。

  分析·探讨 煤矿安全 (2011-01) .149.

  要解决上述安全管理难点,杜绝事故隐患,有效预防事故,无疑必须应用先进的检测手段。同煤集团共有主、副矿井52对,生产负荷大,运输提升的安全显得尤为重要。为保证提升钢丝绳运行安全,同煤在06年引进了TCK便携式无损探伤仪后,虽说确实使同煤提升钢丝绳的检测效率和安全管理水平得到很大提高,让同煤在提升设备安全管理上前进了一大步。但在设备的使用实践中,我们也感到,便携式探伤仪还未能完全消除人为因素对设备本质安全的影响。况且,矿井工况复杂,出于安全考虑,有些提升钢丝绳是检测人员持仪器无法检测的。所以,要彻底解决矿井提升钢丝绳安全监管难题,还需进一步创新管理模式,而最佳方案是实现钢丝绳的在线实时连续检测。

  为探索钢丝绳在线自动检测的先进管理模式,同煤曾做出过一定的努力。然而,由于传统强磁检测技术缺乏突破,一直无法克服不了通过性差的弊端而无法实施在线实时检测,所以,长期以来在线实时检测只能是一种愿望。直到弱磁检测技术出现,钢丝绳在线实时检测真正得以变成现实。这是因为,弱磁检测采用的传感器灵敏度高,比霍尔元件高数万倍,所以即使检测体与被测物体之间的间距达30mm,仍然可以准确拾取信号,实现宽距非接触检测。这一技术上的重大突破,也决定了目前只有弱磁检测技术可以实现真正意义上的钢丝绳在线实时自动检测。拥有弱磁检测技术的TCK 公司经过一年多时间的开发,成功研制了TCK钢丝绳在线实时自动检测系统。该系统,采用独创的弱磁检测核心技术,根据重大运输提升设备的安全运行需要,通过定制化配备的模式组合检测装置,智能型数采转换装置、光电计程测速装置、声光预警装置、终端主控装置,在线实时自动对钢丝绳的断丝、磨损、锈蚀、疲劳等内外部损伤进行定性、定量、定位检测,同时自动综合分析各类损伤信息、存储和记录检测结果,打印检测报告,有效消除了人工检测的种种弊端。

  2009年,同煤在21对主力矿井装备了TCK钢丝绳在线实时自动检测系统,分别用于单绳缠绕、四绳落地摩擦、六绳落地摩擦提升机钢丝绳在线检测。随着TCK钢丝绳在线实时自动检测系统的安装使用,一个全新的钢丝绳安全监管模式在同煤得以创建。采用了TCK钢丝绳在线实时自动检测系统,这些矿井的提升钢丝绳运行便始终处在了安全受控的检测状态,从根本上杜绝了事故隐患,确保了安全;由于在正常生产的同时就能完成检测,所以使生产、检测合二为一,既增加了有效作业时间、提高了产能,还大幅降低了专门用于钢丝绳检测的空转能耗。同时,使用该系统还可以科学延长钢丝绳使用寿命,节约换绳时间,降低用绳成本。总之,这一先进的钢丝绳在线实时自动检测系统的使用,彻底改变了同煤提升机钢丝绳安全管理的落后现状,为同煤解决了“隐患、浪费、低效”同在的三大矛盾,实现了“安全、节约、高效”三重管理目标。

  应用TCK钢丝绳在线实时自动检测系统创新提升钢丝绳安全监管模式,使同煤的运输提升设备管理步入了数字化,智能化、自动化,圆满实现了与同煤集团各方面现代化管理的从容接轨。


  作者简介

  王天中、男、生于1973年9月,中国共产党党员,毕业于太原理工大学电气自动化专业,本科,助理工程师,现任大同煤矿集团公司机电处机械科科长,发表论文十多篇,主要从事矿山机电设备技术研究和现场管理工作。


  参考文献

  1《矿用钢丝绳的检测及事故案例分析》,(1999年,煤炭工业出版社)

  2《钢丝绳(缆)在线无损定量方法和判定规则》。MT/T970-2005


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