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【摘要】:煤矿提升钢丝绳处于矿井的咽喉部位,在矿井的安全生产中占有很重要的地位,直接关系到矿井的正常生产乃至人员的生命安全。根据美国研究人员对8000多个钢丝绳试验室和使用现场采集的各种信息进行统计分析,在用钢丝绳中,大约有10%其强度损耗超过15%,存在事故隐患,大约有2%其强度损耗超过额定强度的30%,易产生突发事故。而许多资料表明,国内外煤矿提升钢丝绳的事故隐患和突发事故的比例远大于这一统计基数。
【关键词】:提升钢丝绳 事故隐患 在线检测 科学管理
一、钢丝绳使用的环境
煤矿提升钢丝绳处于矿井的咽喉部位,在矿井的安全生产中占有很重要的地位,直接关系到矿井的正常生产乃至人员的生命安全。
据《中国煤矿事故暨专家点评集》统计,1949年至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,位居第三。此间,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。其中断绳34起,占37.36%,死亡193人,占45.84%。引起事故的因素很多,从表面看就是钢丝绳的产品质量不过关,诸如力学性能达不到,捻制不良,对焊钢丝过多,热处理不到位;还有就是使用不当,保养不善,机电事故等人为的管理问题。其实从深层次来追究,煤矿的工作环境太恶劣才是事故的主凶。
煤矿提升钢丝绳自开始工作起,就受到静应力、弯曲应力、扭转应力等比其他行业更多的各种复杂应力的复杂应力的反复作用,从而导致其抗疲劳强度下降,而产生塑性变形时钢丝绳伸长突然加快,金属截面积突然减少。1995年山西晋城某煤矿的人车冲底,就是因此断丝发生的。
煤矿的斜井很多,提升钢丝绳按照设计紧贴地滚筒运行,应该说只是正常磨损,但是走遍全国煤矿斜井,绝大部分钢丝绳几乎都是紧贴地面运行,磨损相当大。煤矿提升钢丝绳处于特定的环境,经常遭遇粉尘、淋水、含硫气体等高酸碱度的外部条件影响,钢丝绳很容易变色、点蚀、锈蚀、断丝,直至整绳断裂。
由此可见,煤矿的特殊环境和恶劣条件是引起事故的主要因素。
二、有关钢丝绳的规章制度
煤矿提升钢丝绳的事故频频发生,煤炭行业的领导和绝大部分工人都知道钢丝绳安全的重要性,为此《煤矿安全规程》用很大篇幅对提升钢丝绳的安全作出了规定。煤炭系统先后成立了36个检验站。但是面对断丝隐患随处存在的恶劣的煤矿环境,从几百米的钢丝绳上割下一段来做离线试验,是不可能反映出整条钢丝绳的强度和实际状态的。用传统的眼看、手摸、尺量每天检查多根几百米沾满油污的钢丝绳,其劳动强度和困难程度可想而知,而且经常发生在钢丝绳内部的锈蚀和断丝,眼看时根本无法发现的。所以,很多煤矿执行规程只是流于形式。
三、钢丝绳的在线探伤技术
钢丝绳的在线探伤是一个世界性的百年难题,自从南非于1906年推出第一台钢丝绳无损检测装置,一代又一代的科学家前仆后继,均没有达到现场用户的要求。
虽然美国人于上世纪90年代率先制定了ASTM-E1571《电磁方法检测铁磁性钢丝绳标准例》但他们的仪器存在着造价太高的缺陷,无法大规模推广。
1.我国钢丝绳探伤技术的初期发展
1983年原煤炭部颁布的《煤矿安全装备要求(试行)》的通知中有关提升的章节规定,所有矿井都要装设钢丝绳探伤仪,按《煤矿安全规程》第347条规定,定期检查钢丝绳的断丝,磨损和锈蚀等情况。于是煤炭部投入大量资金委托有关科研单位攻关研制钢丝绳探伤仪,许多煤矿也选购了过内外各种钢丝绳的检测仪器。
但是,由于钢丝绳是可以看作无限长、结构复杂的几何体,传统模式的仪器在线检测钢丝绳易漏检、误检,而且操作困难,普通的机电工难以掌握,无法有效使用。还有就是仪器的价格是一般的煤矿难以承受的。
当然最主要的是技术性能问题。1993年4月,当时的中国统配煤矿总公司和中国煤矿工业设备管理协会,在郑州组织洛阳、抚顺、济南、淮南四家钢丝绳探伤仪的生产单位,在卢沟煤矿现场进行考核评审。其结果是,钢丝绳探伤仪均没有达到规定指标,距煤矿用户的要求相差甚远。
2.我国钢丝绳探伤技术的现状
随着电脑的发展与普及,钢丝绳探伤仪的各方面指数有了突破性的进展。根据钢丝绳的特性,摆脱传统仪器的模式束缚,以软件取代传统仪器,采用电脑直接介入处理的虚拟仪器,是解决目前煤矿提升钢丝绳在线探伤存在的技术和使用两大问题的最好方法,钢丝绳安全的多年梦想成真。
下面以数字化定性定量钢丝绳电脑探伤仪MTC为例,对电脑探伤仪的功用与前景做一简单介绍。
2001年,郑州钢丝绳检验站系列采购MTC,先行免费为河南几个较大的煤矿的提升钢丝绳进行在线检测,发现了其中3根提升钢丝绳已超标,于是及时更换。
2002年,检验站在河南省境内的大小煤矿进行提升钢丝绳的在线检测,一年中先后检测了700多根钢丝绳,并建立数据库档案,有效保证了生产安全,同时也取得了数十万的良好收益,成为检验站新的经济增长点。
3.MRC在线探伤仪的出现
随着软件技术的不断发展,为了更好的满足煤矿提升钢丝绳在线探伤的实际需求,借助于2003年6月1日《特种设备安全监察条例》正式实施,科研人员又成功开发了高精度在线实时钢丝绳电脑探伤仪MRC。
MRC可由机电工应用01号软件在线检测煤矿提升钢丝绳,可以在电脑显示屏上读出断丝、锈蚀、磨损、金属截面积变化、跳丝、松股、变形等缺陷,并定性报警;由技术员应用02号软件,根据机电工采集的数字信号进行再处理,直接给出钢丝绳缺陷的定量数值,按现行标准和规程提出其安全性和使用寿命的健康整断评价报告。
MRC先进的科技方法克服了很多滞后和不足,有效的保证提升钢丝绳的安全。但技术的发展是无止境的,根据用户的需求,中国的科研人员不但又推出了多媒体闪存卡记型MMC和多信无线网络钢丝绳电脑探伤仪NNT,而且还在研究更适合用户使用的强大功能。
四、有关规章制度的修订
应用科学的方法在线检测钢丝绳是保证煤矿提升钢丝绳安全的最佳途径;
一是建立严格的质量管卡。用仪器全程科学检查,缺陷是逃不过的,即使钢丝绳库存时间长易锈蚀,挂绳之前查一遍,也能防患与未然。
二是建立科学的安全管卡。按现有的规程是无法监管机电工的实际工作,现在用电脑检查,数据全部存贮,无法更改。
三是建立先进的管理管卡。煤炭行业可以参照国际上目前唯一的美国标准(ASTM-E1571《电磁方法检测铁磁性钢丝绳标准例》),根据准确、易用、便宜的原则对面市的各种同类仪器进行鉴定。
一旦仪器获得确认后,规程的修订必须跟上,一避免市场无规、竞争无序、安全无保的现象出现。钢丝绳的配套标准有以下三点:
一、方法标准。国家已先后制定了架空索道、电梯、起重机的钢丝绳科学检测的规程,煤矿行业必须在现有的规程中补上这一节。
二、产品必须附有国家法定计量机构出具的检验报告,且每年一次,这是ISO9000质量管理标准要求的。
三、钢丝绳的报费标准。现在有了可靠实用的仪器,就可以制定出科学的报费标准。
五、完善钢丝绳的三大支点
钢丝绳的制造有国际、国家和行业标准可以依据,从名称、规格、结构类型、强度等级、质量检验和包装运输都有详细规定,但所有这些标准对钢丝绳技术参数的规定是相当宽的,所以同一企业的同一产品其使用寿命也可能差几倍到几十倍。而煤矿对钢丝绳的要求相当高,特别时提升机的钢丝绳直接关系到人身安全和生产安全。因此要保证钢丝绳的使用安全只能靠依法监察、技术进步和科学管理着三各支点。
参考文献
1.钢丝绳在线监测仪使用说明书
2.煤矿安全规程
3.电磁方法检测铁磁性钢丝绳标准
4.特种设备安全监察条例
5.中国煤矿事故暨专家点评集
6.矿用钢丝绳基础知识及钢丝绳标准培训教材
【关键词】:提升钢丝绳 事故隐患 在线检测 科学管理
一、钢丝绳使用的环境
煤矿提升钢丝绳处于矿井的咽喉部位,在矿井的安全生产中占有很重要的地位,直接关系到矿井的正常生产乃至人员的生命安全。
据《中国煤矿事故暨专家点评集》统计,1949年至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,位居第三。此间,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。其中断绳34起,占37.36%,死亡193人,占45.84%。引起事故的因素很多,从表面看就是钢丝绳的产品质量不过关,诸如力学性能达不到,捻制不良,对焊钢丝过多,热处理不到位;还有就是使用不当,保养不善,机电事故等人为的管理问题。其实从深层次来追究,煤矿的工作环境太恶劣才是事故的主凶。
煤矿提升钢丝绳自开始工作起,就受到静应力、弯曲应力、扭转应力等比其他行业更多的各种复杂应力的复杂应力的反复作用,从而导致其抗疲劳强度下降,而产生塑性变形时钢丝绳伸长突然加快,金属截面积突然减少。1995年山西晋城某煤矿的人车冲底,就是因此断丝发生的。
煤矿的斜井很多,提升钢丝绳按照设计紧贴地滚筒运行,应该说只是正常磨损,但是走遍全国煤矿斜井,绝大部分钢丝绳几乎都是紧贴地面运行,磨损相当大。煤矿提升钢丝绳处于特定的环境,经常遭遇粉尘、淋水、含硫气体等高酸碱度的外部条件影响,钢丝绳很容易变色、点蚀、锈蚀、断丝,直至整绳断裂。
由此可见,煤矿的特殊环境和恶劣条件是引起事故的主要因素。
二、有关钢丝绳的规章制度
煤矿提升钢丝绳的事故频频发生,煤炭行业的领导和绝大部分工人都知道钢丝绳安全的重要性,为此《煤矿安全规程》用很大篇幅对提升钢丝绳的安全作出了规定。煤炭系统先后成立了36个检验站。但是面对断丝隐患随处存在的恶劣的煤矿环境,从几百米的钢丝绳上割下一段来做离线试验,是不可能反映出整条钢丝绳的强度和实际状态的。用传统的眼看、手摸、尺量每天检查多根几百米沾满油污的钢丝绳,其劳动强度和困难程度可想而知,而且经常发生在钢丝绳内部的锈蚀和断丝,眼看时根本无法发现的。所以,很多煤矿执行规程只是流于形式。
三、钢丝绳的在线探伤技术
钢丝绳的在线探伤是一个世界性的百年难题,自从南非于1906年推出第一台钢丝绳无损检测装置,一代又一代的科学家前仆后继,均没有达到现场用户的要求。
虽然美国人于上世纪90年代率先制定了ASTM-E1571《电磁方法检测铁磁性钢丝绳标准例》但他们的仪器存在着造价太高的缺陷,无法大规模推广。
1.我国钢丝绳探伤技术的初期发展
1983年原煤炭部颁布的《煤矿安全装备要求(试行)》的通知中有关提升的章节规定,所有矿井都要装设钢丝绳探伤仪,按《煤矿安全规程》第347条规定,定期检查钢丝绳的断丝,磨损和锈蚀等情况。于是煤炭部投入大量资金委托有关科研单位攻关研制钢丝绳探伤仪,许多煤矿也选购了过内外各种钢丝绳的检测仪器。
但是,由于钢丝绳是可以看作无限长、结构复杂的几何体,传统模式的仪器在线检测钢丝绳易漏检、误检,而且操作困难,普通的机电工难以掌握,无法有效使用。还有就是仪器的价格是一般的煤矿难以承受的。
当然最主要的是技术性能问题。1993年4月,当时的中国统配煤矿总公司和中国煤矿工业设备管理协会,在郑州组织洛阳、抚顺、济南、淮南四家钢丝绳探伤仪的生产单位,在卢沟煤矿现场进行考核评审。其结果是,钢丝绳探伤仪均没有达到规定指标,距煤矿用户的要求相差甚远。
2.我国钢丝绳探伤技术的现状
随着电脑的发展与普及,钢丝绳探伤仪的各方面指数有了突破性的进展。根据钢丝绳的特性,摆脱传统仪器的模式束缚,以软件取代传统仪器,采用电脑直接介入处理的虚拟仪器,是解决目前煤矿提升钢丝绳在线探伤存在的技术和使用两大问题的最好方法,钢丝绳安全的多年梦想成真。
下面以数字化定性定量钢丝绳电脑探伤仪MTC为例,对电脑探伤仪的功用与前景做一简单介绍。
2001年,郑州钢丝绳检验站系列采购MTC,先行免费为河南几个较大的煤矿的提升钢丝绳进行在线检测,发现了其中3根提升钢丝绳已超标,于是及时更换。
2002年,检验站在河南省境内的大小煤矿进行提升钢丝绳的在线检测,一年中先后检测了700多根钢丝绳,并建立数据库档案,有效保证了生产安全,同时也取得了数十万的良好收益,成为检验站新的经济增长点。
3.MRC在线探伤仪的出现
随着软件技术的不断发展,为了更好的满足煤矿提升钢丝绳在线探伤的实际需求,借助于2003年6月1日《特种设备安全监察条例》正式实施,科研人员又成功开发了高精度在线实时钢丝绳电脑探伤仪MRC。
MRC可由机电工应用01号软件在线检测煤矿提升钢丝绳,可以在电脑显示屏上读出断丝、锈蚀、磨损、金属截面积变化、跳丝、松股、变形等缺陷,并定性报警;由技术员应用02号软件,根据机电工采集的数字信号进行再处理,直接给出钢丝绳缺陷的定量数值,按现行标准和规程提出其安全性和使用寿命的健康整断评价报告。
MRC先进的科技方法克服了很多滞后和不足,有效的保证提升钢丝绳的安全。但技术的发展是无止境的,根据用户的需求,中国的科研人员不但又推出了多媒体闪存卡记型MMC和多信无线网络钢丝绳电脑探伤仪NNT,而且还在研究更适合用户使用的强大功能。
四、有关规章制度的修订
应用科学的方法在线检测钢丝绳是保证煤矿提升钢丝绳安全的最佳途径;
一是建立严格的质量管卡。用仪器全程科学检查,缺陷是逃不过的,即使钢丝绳库存时间长易锈蚀,挂绳之前查一遍,也能防患与未然。
二是建立科学的安全管卡。按现有的规程是无法监管机电工的实际工作,现在用电脑检查,数据全部存贮,无法更改。
三是建立先进的管理管卡。煤炭行业可以参照国际上目前唯一的美国标准(ASTM-E1571《电磁方法检测铁磁性钢丝绳标准例》),根据准确、易用、便宜的原则对面市的各种同类仪器进行鉴定。
一旦仪器获得确认后,规程的修订必须跟上,一避免市场无规、竞争无序、安全无保的现象出现。钢丝绳的配套标准有以下三点:
一、方法标准。国家已先后制定了架空索道、电梯、起重机的钢丝绳科学检测的规程,煤矿行业必须在现有的规程中补上这一节。
二、产品必须附有国家法定计量机构出具的检验报告,且每年一次,这是ISO9000质量管理标准要求的。
三、钢丝绳的报费标准。现在有了可靠实用的仪器,就可以制定出科学的报费标准。
五、完善钢丝绳的三大支点
钢丝绳的制造有国际、国家和行业标准可以依据,从名称、规格、结构类型、强度等级、质量检验和包装运输都有详细规定,但所有这些标准对钢丝绳技术参数的规定是相当宽的,所以同一企业的同一产品其使用寿命也可能差几倍到几十倍。而煤矿对钢丝绳的要求相当高,特别时提升机的钢丝绳直接关系到人身安全和生产安全。因此要保证钢丝绳的使用安全只能靠依法监察、技术进步和科学管理着三各支点。
参考文献
1.钢丝绳在线监测仪使用说明书
2.煤矿安全规程
3.电磁方法检测铁磁性钢丝绳标准
4.特种设备安全监察条例
5.中国煤矿事故暨专家点评集
6.矿用钢丝绳基础知识及钢丝绳标准培训教材