矿井提升钢丝绳断绳事故分析

作者：admin 发布时间：2020-04-02 11:50点击：

1事故简介

2018年4月，湖南省某金矿2号斜井发生一起提升钢丝绳断绳事故，事故由提升绞车牵引3辆重载矿车从井口变坡点附近斜坡上下放时，矿车底盘被斜坡上地滚装置卡住不动，绞车司机继续放绳情况下井口信号工发出急停信号，提升绞车司机立即停止下放钢丝绳，几秒钟后突然出现矿车自由下行在强大的冲击力作用下致使钢丝绳出现断绳，矿车在重力作用下急速下行并撞毁井筒内设备设施，造成较大的运输安全事故。

2事故钢丝绳的取样及现场相关数据信息的采集
现场对斜井相关数据信息进行测量记录，对提升绞车相关参数和发生事故时的运行数据信息进行采集。在事故现场未遭到破坏的情况下，对事故钢丝绳断绳处的两个绳头进行取样，带回试验室进行力学性能检测检验。

3事故钢丝绳样品检验

3.1样品外观检查

断绳处绳头部位：①钢丝绳表面磨损严重，一个捻距内出现多根钢丝断丝。②断口部位钢丝绳绳蕊缺油，钢丝存在严重的锈蚀问题。

3.2折股制样钢丝外观检查制样过程中发现折股钢丝存在锈蚀严重和磨损严重的现象，部分钢丝的最薄处甚至达到用手一掰就断的程度。

3.3拆股钢丝力学性能检验依据相关标准要求的试验项目和方法对钢丝进行力学性能的检验，检验结果见下表1。

3.4事故钢丝绳检验结果综合判定根据以上外观检查和实验室检验结果，得知事故发生前钢丝绳的结构和力学性能已发生严重变化，抗拉强度和韧性已严重下降，整根钢丝绳中钢丝均为不合格钢丝，不合格钢丝的断面积与钢丝总断面积之比达到100%，综合判定为不合格。

4事故钢丝绳所受冲击力计算

根据现场采集数据和收集资料：断绳事故发生之前，事故钢丝绳牵引3辆重载矿车下行，事故发生后，断绳点到井口变坡点位置距离为7m（断绳点靠近矿车与钢丝绳的连接端）。

距离井口变坡点7m位置钢丝绳所受冲击力计算：斜坡角度0=28°；斜坡长度L=260m；满载矿车质量m~1950kg×3=5850kg；钢丝绳与地滚、地面接触面间的运动阻力系数f，取

0.15；矿车与钢轨接触面间的运动阻力系数f，取0.01；钢丝绳单位长度质量；p=2.17kg/m；断绳点至井口变坡点距离L1=7m；断绳点至滚筒距离L2=40m；钢丝绳中钢丝总断面积S=195.72mm2；

松绳长度：h=3m；重力加速度；g=9.8m/s2；钢丝绳弹性模量Es为：E5=（73.5～147.0）×10Pa。

考虑钢丝绳使用时间较长，磨损、锈蚀严重，对钢丝绳

弹性的影响，参照力学性能检验结果的数据，弹性模量取最小值，即：

钢丝绳静负荷伸长Aj：

A.=Ino（sine-f2cos0）+oL1 g（sine+f：cs）lL2受冲击时动荷系数Ka：

2h K-1+，|1+

VA，所受冲击力Fa：

Fa=Kalmg（sine-f2cose）+pLls（sine +ficose）]/1000（4）

将数据代入公式（2）~（4）得：

A，~74mmKa~10.1

Fa~ 268kN由以上计算所知，3辆重载矿车自由下行对断绳点所产

生的冲击力为268kN，大于断绳点处试验样品的破断拉力。

5事故钢丝绳安全系数计算

（1）根据现场数据采集和资料收集，可知提升绞车实际提升3辆满载矿车位于斜井井底斜坡上时钢丝绳承受最大静张力，计算公式如下：

Frax =[mg（sine+f2cos）+oLg（sine+f：cos）1/1000（5）

将已知数据代入公式（5）得：

Fmax=30.7kN。

（2）安全系数的计算，提升钢丝绳最小钢丝破断拉力总和与实际承受最大静张力之比为钢丝绳安全系数，详见表2。

表2钢丝绳的安全系数

8A片钢丝实际钢丝绳承钢丝绳《金属非金属矿山安全规程》

修考注破断拉力受最大静安全系要求使用中提升人员和物料的名树：总和（kN）张力（kN）数的钢丝绳最低安全系数120.563.9样品130.7绳头

群品2139.784.2由以上计算数据可知，事故钢丝绳的安全系数低于《金

属非金属矿山安全规程》对提升钢丝绳的要求，无法满足该斜井提升任务的要求。

6事故原因

①斜井并口变坡点位置地滚安装不合理，致使矿车运行至该位置时底盘被地滚卡住而引起钢丝绳出现松绳现象。②事故钢丝绳缺少日常维护保养。现场调取该钢丝绳的日常维护保养记录本，发现记录本上无相关记录，后向矿方相关人员询问得知，矿方制定有钢丝绳的定期维护保养制度，但该制度并未执行到位，钢丝绳长期缺少维护保养。由于该原因事故钢丝绳存在严重锈蚀、严重磨损、严重断丝等缺陷，钢丝绳的结构和力学性能发生严重变化，致使抗拉强度和韧性严重下降，钢丝绳无法承受外部冲击力而最终导致钢丝绳发生断绳事故。③查阅矿方提供的钢丝绳日常检查记录，发现部分检查项目无记录和记录内容与实际不符，存在项目漏检和检查数据弄虚作假的现象，致使矿方不能实时掌握钢丝绳的真实现状。④设备设施日常安全管理不到位，对钢丝绳的定期安全检测检验意识不强。《金属非金属矿山安全规程》

明确要求矿方应委托有相应资质的检测检验机构按规定的检验周期对使用中的钢丝绳进行检验，事故钢丝绳最近一次的定期检验时间（2017年3月）至事故发生时已有13个月，超过规程要求的半年时间。

7事故教训

①斜坡上的地滚安装不合理，将给矿车的安全运行带来严重的影响。②钢丝绳如得不到及时的维护保养，必将导致钢丝绳的安全性能出现严重下降。③钢丝绳的日常检查工作如果敷衍了事，肯定不能及时发现钢丝绳存在的安全隐患。④不按规程要求的检验周期委托检验单位对钢丝绳进行定期检验，矿山企业将无法实时了解到钢丝绳的安全性能。

8预防对策

（1）对井口变坡点处地滚重新进行合理安装，在以后的生产运行过程中对其做好日常维护保养和检查工作，如发现其存在任何故障和安全隐患，应及时对其进行修复或更换。

（2）对使用中钢丝绳加大日常维护保养、日常检查和定期检测检验工作的力度。根据提升任务的要求和现场环境的实际情况定期给钢丝绳加注润滑油，以确保钢丝绳一直处于良好的润滑状态。加强日常检查工作，对检查项目的结果做好详细的记录，以实时了解钢丝绳的使用现状，如发现钢丝绳存在超过《金属非金属矿山矿山安全规程》和相关标准要求的安全隐患，应及时予以解决，必要时应对不符合要求的铜丝绳进行更换。同时按规程要求委托有相应资质的检测检验机构按规定的检验周期对使用中的钢丝绳进行检验，以了解其是否处于安全可用状态，如钢丝绳检验结果为不合格，应及时对其进行更换。

（3）通过各种方式的技能培训和安全知识讲座进一步提升企业员工的生产技能和安全生产意识。以使各岗位员工能做到技能熟练，操作得当，安全到位。

（4）购置钢丝绳在线无损检测仪器，以便企业能实时对钢丝绳进行检测，实时掌握钢丝绳的现状，为判定钢丝绳能否继续使用提供真实、可靠的依据。

（5）企业各级管理部门进一步强化现场安全管理工作，对设备操作人员的操作方式和安全注意事项、对现场工作人员的安全行为进行严格监督，对发现的任何违规操作的现象，要做到有违必纠。

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