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關(guān)于模板鋼絲繩斷繩的試驗(yàn)分析

文檔作者：秦曉光文檔來源：安徽理工大學(xué) 中煤礦山建設(shè)集團(tuán)工程技術(shù)部安		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2022年11月28日
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建 材 與 裝 飾 2016年 7月
關(guān)于模板鋼絲繩斷繩的試驗(yàn)分析
秦曉光
（安徽理工大學(xué)安徽淮南232001 中煤礦山建設(shè)集團(tuán)工程技術(shù)部安徽合肥230601）
摘要：本文通過對(duì)某煤礦新副井施工模板斷繩事故的鋼絲繩試驗(yàn)和提升設(shè)備的拉力模擬試驗(yàn)，分析判斷斷繩事故
的直接原因，從而找出從根本上預(yù)防此類事故的最佳方案。
關(guān)鍵詞：斷繩；試驗(yàn)；分析
中圖分類號(hào)：TH21 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1673-0038（2016）31-0128-02
立井井筒混凝土井壁施工普遍采用整體金屬模板，模板的升
降一般用三根鋼絲繩由三臺(tái)鑿井絞車提升和懸吊。模板在井筒
中提升時(shí)極易受阻，在使用中曾多次發(fā)生斷繩事故，造成設(shè)備損
毀，人員傷亡的重大損失。在進(jìn)行事故分析，追查斷繩原因時(shí)，多
通過事故現(xiàn)象，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來判斷。也可以通過理論計(jì)算分析斷繩
原因。而通過對(duì)事故鋼絲繩進(jìn)行試驗(yàn)和模板提升設(shè)備的拉力模
擬試驗(yàn)，可以為判斷斷繩事故的原因提供直接證據(jù)，從而找出預(yù)
防此類事故的最佳方案。
1 鋼絲繩試驗(yàn)及結(jié)果分析
某煤礦新副井施工，井筒設(shè)計(jì)深度855m，凈直徑φ6.5m，開
掘最大荒徑φ9.9m，井筒外壁澆注采用整體金屬大模板施工，采
用三根18×7+FC-φ32-1770 鋼絲繩懸吊，捻向?yàn)椋? 號(hào)和2 號(hào)繩
為左交互捻，3 號(hào)繩為右交互捻。根據(jù)《煤礦重要用途鋼絲繩驗(yàn)收
技術(shù)條件》（MT716-2005）進(jìn)行懸掛前鋼絲繩試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果合
格，安全系數(shù)符合《煤礦安全規(guī)程》要求。具體試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1 所
示。
鋼絲繩使用半年后發(fā)生斷繩事故，2 號(hào)鋼絲繩在鑿井絞車提
升模板時(shí)從滾筒處破斷。鋼絲繩斷口較為整齊，說明鋼絲繩無捻
制質(zhì)量問題（捻制質(zhì)量差的鋼絲繩在破斷時(shí)部分繩股先斷，斷口
參差不齊）。
截取發(fā)生事故的鋼絲繩，按照《煤礦重要用途在用鋼絲繩測(cè)
定方法和判定準(zhǔn)則》（MT717-1997）進(jìn)行試驗(yàn)，將其試驗(yàn)數(shù)據(jù)與懸
掛前進(jìn)行比較，如表2 所示。
由表2 可知，模板鋼絲繩在使用至事故發(fā)生時(shí)其破斷拉力和
韌性等性能并未明顯下降，安全系數(shù)仍然符合《煤礦安全規(guī)程》
要求。即模板鋼絲繩不存在質(zhì)量問題。斷繩的原因是鋼絲繩在發(fā)
生事故時(shí)所受實(shí)際拉力超過了鋼絲繩能夠承受的破斷拉力。
鋼絲繩的破斷拉力計(jì)算方法：實(shí)測(cè)合格鋼絲破斷拉力總和乘
以換算系數(shù)，按18×7+FC 結(jié)構(gòu)0.85 倍換算系數(shù)計(jì)算該鋼絲繩最
小破斷拉力為：
835.46kN×0.85=710.14kN （1）
2 模板提升設(shè)備拉力模擬試驗(yàn)
該礦井模板提升采用JZ-16/1000 型鑿井絞車，其設(shè)計(jì)鋼絲
繩最大拉力160kN，卷筒直徑φ1.0m，容繩量1000m。配套電動(dòng)機(jī)
YZR-250M2-8 型，額定功率37kW，額定轉(zhuǎn)速750r/min，額定電壓
380V，額定電流78A。絞車運(yùn)行速度快擋6m/min，慢檔3m/min，
一般運(yùn)行時(shí)采用慢檔。
由（1）式可知，當(dāng)模板鋼絲繩破斷時(shí)，鑿井絞車對(duì)鋼絲繩的拉
力至少要達(dá)到710kN，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了JZ-16/1000 型鑿井絞車的
設(shè)計(jì)最大拉力。該鑿井絞車雖設(shè)有過流保護(hù)裝置，按稍大于其額
定電流進(jìn)行整定。但在斷繩時(shí)電動(dòng)機(jī)電流未達(dá)到整定值，保護(hù)裝
置沒有動(dòng)作。
為了確定鑿井絞車負(fù)荷與配套電動(dòng)機(jī)電流之間的關(guān)系，我們
在試驗(yàn)室安裝了一套模擬試驗(yàn)裝置，采用與事故現(xiàn)場(chǎng)相同的鑿
井絞車，絞車鋼絲繩終端通過桃形環(huán)、卸扣與拉力傳感器連接，
再連接在地錨上。
試驗(yàn)用傳感器采用TJL-7 型拉力傳感器，傳感器額定載荷
300kN，可安全過載150%，傳感器材質(zhì)為40CrNiMoA 合金鋼，最
大抗拉強(qiáng)度可達(dá)1000MPa，顯示控制裝置為NS-YB04 型四位測(cè)
量顯示控制儀。
在絞車電控回路中接入精度為0.5 級(jí)的交流電流表，慢檔啟
動(dòng)絞車，同時(shí)觀察傳感器拉力顯示值與電動(dòng)機(jī)電流值，試驗(yàn)時(shí)每
20kN 測(cè)取一對(duì)數(shù)據(jù)，共取15 個(gè)測(cè)點(diǎn)，繪制負(fù)載—電流曲線圖，如
圖1 所示。
鋼絲繩
編號(hào)
實(shí)測(cè)抗拉強(qiáng)度平均值
（MPa）
實(shí)測(cè)鋼絲反復(fù)彎曲
次數(shù)（次）
實(shí)測(cè)鋼絲扭轉(zhuǎn)次數(shù)
（次）
實(shí)測(cè)合格
鋼絲破斷
拉力總和
（kN）
鋼絲直徑
2.06（mm）
鋼絲直徑
2.18（mm）
鋼絲直徑
2.06（mm）
鋼絲直徑
2.18（mm）
鋼絲直徑
2.06（mm）
鋼絲直徑
2.18（mm）
1# 1850 1930 23~27 18~23 32~44 38~40 849.96
2# 1820 1910 22~27 18~23 35~46 34~40 835.80
3# 1860 1930 23~26 19~20 31~49 34~42 849.24
表1 模板鋼絲繩懸掛前試驗(yàn)數(shù)據(jù)
鋼絲繩
編號(hào)
實(shí)測(cè)抗拉強(qiáng)度平均值
（MPa）
實(shí)測(cè)鋼絲反復(fù)彎曲
次數(shù)（次）
實(shí)測(cè)鋼絲扭轉(zhuǎn)次數(shù)
（次）
實(shí)測(cè)合格
鋼絲破斷
拉力總和
（kN）
鋼絲直徑
2.06（mm）
鋼絲直徑
2.18（mm）
鋼絲直徑
2.06（mm）
鋼絲直徑
2.18（mm）
鋼絲直徑
2.06（mm）
鋼絲直徑
2.18（mm）
2#
懸掛前1820 1910 22~27 18~23 35~46 34~40 835.80
2#
事故后1820 1910 20~27 16~22 / / 835.46
表2 模板鋼絲繩懸掛前與事故后試驗(yàn)數(shù)據(jù)比較
圖1 鑿井絞車負(fù)載-電動(dòng)機(jī)電流曲線
經(jīng)濟(jì)·管理·綜述
·128·
2016年 7月 建 材 與 裝 飾
由圖1 可以看出：鑿井絞車負(fù)載—電動(dòng)機(jī)電流曲線平緩，即
隨著絞車負(fù)荷的增加，電動(dòng)機(jī)電流增長(zhǎng)較為緩慢。當(dāng)達(dá)到鑿井絞
車額定負(fù)荷160kN 時(shí)，電動(dòng)機(jī)電流為50.0~51.5A，未達(dá)到電動(dòng)機(jī)
額定電流（78A）。
過載試驗(yàn)：超過鑿井絞車額定負(fù)荷后繼續(xù)增加負(fù)荷至360kN
（為保證安全未再增加載荷），觀察電動(dòng)機(jī)電流為69.0A，仍未達(dá)
到電動(dòng)機(jī)額定電流。
由此可見，JZ-16/1000 型鑿井絞車的過載能力非常大，配套
電機(jī)能力過大。據(jù)有關(guān)資料，該型絞車在慢檔時(shí)最大拉力可能達(dá)
到1580kN，足以拉斷直徑44mm 的高強(qiáng)度鋼絲繩。
以往人們認(rèn)為可以通過絞車過流和速斷保護(hù)裝置來防止斷
繩事故。通過以上的試驗(yàn)，我們認(rèn)識(shí)到，根據(jù)電動(dòng)機(jī)額定電流整
定過流和速斷保護(hù)值，僅僅能保護(hù)電動(dòng)機(jī)，而不能保護(hù)鋼絲繩。
3 根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，確定預(yù)防斷繩的方法
為了預(yù)防模板鋼絲繩斷繩事故的再次發(fā)生，人們提出了許多
有效的方法。如提高鋼絲繩懸掛時(shí)的安全系數(shù)；減小絞車電動(dòng)機(jī)
的容量；加強(qiáng)鑿井絞車操作的管理和監(jiān)控；加強(qiáng)監(jiān)控儀表的定期
校驗(yàn)和繼電器的整定等等。
從前面的試驗(yàn)分析來看，為了從根本上解決模板鋼絲繩斷繩
問題，實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全，目前較好的方法是采用已經(jīng)成熟的傳感器
測(cè)控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)鋼絲繩拉力實(shí)時(shí)監(jiān)控和過載保護(hù)。有了這種保護(hù)
裝置，絞車司機(jī)在操作時(shí)可以隨時(shí)監(jiān)視鋼絲繩拉力，若司機(jī)誤操
作或其它原因造成鋼絲繩拉力達(dá)到保護(hù)整定值時(shí)，保護(hù)裝置會(huì)
發(fā)出聲光警示信號(hào)，并斷開鑿井絞車安全回路，實(shí)現(xiàn)安全制動(dòng)。
而絞車過流和速斷保護(hù)可以根據(jù)模擬試驗(yàn)得到的鑿井絞車負(fù)
載—電動(dòng)機(jī)電流曲線合理確定電流整定值。
目前，中煤礦建集團(tuán)機(jī)電管理部已經(jīng)研制成功了鋼絲繩過載
保護(hù)裝置。經(jīng)施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，證明該保護(hù)裝置動(dòng)作靈敏、準(zhǔn)確、可
靠，能夠?qū)崿F(xiàn)拉力過載保護(hù)的目的。若該技術(shù)推廣應(yīng)用于所有立
井懸吊安全保護(hù)方面，則能夠從根本上解決立井施工鋼絲繩斷
繩問題，消除立井懸吊提升的重大安全隱患。
收稿日期：2016-7-3
作者簡(jiǎn)介：秦曉光（1961-），男，安徽淮南人，高級(jí)工程師，安徽理
工大學(xué)工程碩士，任中煤礦山建設(shè)集團(tuán)工程技術(shù)部副部長(zhǎng)兼技
術(shù)中心副主任。
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
關(guān)于礦山企業(yè)基層工會(huì)如何做好群眾安全工作的研究
牧春
（銅陵有色鳳凰山礦業(yè)公司）
摘要：金屬礦業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、工業(yè)和城鎮(zhèn)化進(jìn)程中居重要地位。當(dāng)前，我國(guó)經(jīng)濟(jì)呈穩(wěn)步
發(fā)展態(tài)勢(shì)，作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的原動(dòng)力之一，礦產(chǎn)資源的開發(fā)也進(jìn)入良性發(fā)展趨勢(shì)。由于社會(huì)的進(jìn)步，以及人們安全意識(shí)的提
升，使得礦產(chǎn)開采中的安全問題，成為了社會(huì)各界廣泛關(guān)注的焦點(diǎn)問題。對(duì)于礦山企業(yè)而言，群眾的安全工作問題是其基
層工會(huì)組織需要重點(diǎn)研討與解決的問題。本文提出了現(xiàn)階段我國(guó)礦山企業(yè)進(jìn)行群眾安全工作中所存在的問題，并通過進(jìn)
一步分析，探討出礦山企業(yè)基層工會(huì)做好群眾安全工作的措施，旨在為確保我國(guó)礦山開采作業(yè)中的群眾安全，做出自己應(yīng)
有的貢獻(xiàn)。
關(guān)鍵詞：礦山企業(yè)；基層工會(huì)；安全工作
中圖分類號(hào)：D412.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1673-0038（2016）31-0129-02
前言
新時(shí)代背景下，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對(duì)于礦產(chǎn)資源的需求量逐漸增
多，這使得礦產(chǎn)企業(yè)得到了較為良好的發(fā)展前景，隨著礦山企業(yè)
不斷增多，礦產(chǎn)的開采量也呈逐年上升趨勢(shì)，但與之伴隨的，卻
是采礦事故的日益增多，為此，作為主抓群眾安全工作的礦山企
業(yè)基層工會(huì)，在群眾安全問題上，一直扮演著極為重要的角色，
同時(shí)也對(duì)礦山企業(yè)的群眾安全工作起到了良好的宣導(dǎo)和推進(jìn)作
用。不過在現(xiàn)階段，我國(guó)礦山企業(yè)基層工會(huì)對(duì)于群眾安全工作仍
存在著諸多的問題，如素質(zhì)問題、職責(zé)問題、信息不能及時(shí)反饋
的問題等，使得群眾安全工作受到了嚴(yán)重的制約，甚至停滯不
前，基于此種情況，唯有基層工會(huì)進(jìn)行工作方法與工作內(nèi)容的不
斷豐富，并切實(shí)將群眾安全工作落實(shí)到位，就能使群眾安全工作
問題得到有效的解決，因此，對(duì)于“礦山企業(yè)基層工會(huì)如何做好
群眾安全工作的分析與研究”的探討，就具有極大的現(xiàn)實(shí)意義。
1 礦山企業(yè)進(jìn)行群眾安全工作中所存在的問題
1.1 群監(jiān)員的素質(zhì)較低
在礦山企業(yè)中，大多會(huì)有群監(jiān)員對(duì)所在班組或所在施工隊(duì)伍
進(jìn)行必要的安全監(jiān)督工作，對(duì)于群監(jiān)員而言，不僅要做好對(duì)違章
或違規(guī)的糾正，還要對(duì)安全隱患進(jìn)行及時(shí)的解決和處理。但由于
群監(jiān)員是在施工人員所在班組或隊(duì)伍之中進(jìn)行挑選，而我國(guó)礦
山施工人員大多都沒有接受過教育，文化程度不高，有些即使接
受過教育，其教育程度通常也較低，才此班組或隊(duì)伍中挑選群監(jiān)
員，在專業(yè)技術(shù)能力及安全意識(shí)上均會(huì)有較大的差距。同時(shí)，有
些群監(jiān)員在施工隊(duì)伍中人緣較好，不想因?qū)ζ渌び堰M(jìn)行監(jiān)督
而影響工友間的感情，因此也會(huì)出現(xiàn)責(zé)任心不強(qiáng)以及工作懈怠
等現(xiàn)象，這些都會(huì)使群眾安全工作受到嚴(yán)重的限定與制約[1]。
經(jīng)濟(jì)·管理·綜述
·129·

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