Предыдущая статья| |Библиотека| |Следующая статья

 

Нормативы и фактическая работоспособность шахтных подъемных канатов

Автор: В.И. Дворников, В.Е. Гадецкий, Г.С. Чубенко
Источник:Шахтный подъем. Сборник научных трудов №77. Донецк. с. 66

Долговечность шахтных подъемных канатов в равной степени определяется их качеством и эффективностью использования ресурса работоспособности. Существующие методы испытвний, контроля состояния и браковки шахтных канатов не позволяют объективно определять момент снятия канатов. Это вызвано рядом причин. Действительно, в процессе эксплуатации канаты одновременно подвержены воздействию многих факторов повреждения. Часто снижение их прочности до критических значений достигается раньше, чем выполнение одного из нормотивов браковки, определенных в ПБ. Кроме того, усталостные повреждения канатной проволоки практически не поддаются контролю во время эксплуатации канатов.
Периодические испытания канатов не обеспечивают постоянного контроля за их состоянием, и зачастую канаты снимаются в интервале между двумя испытаниями по результатам визуального и инструментального контроля.
На практике нередки случаи преждевременного снятия канатов, причем в причинах снятия указывается субъективная оценка состояния канатов (износ, истирание, срок службы). По "сроку службы" часто снимаются канаты наклонных подъемных установок и вертекальных барабанных установок, хотя для этих случаев нормативных сроков не существует. В связи с этим возникла необходимость определять работоспособность канатов по некоторым критериям, прогнозирующим сроки эксплуатации канатов.
В зарубежной практике, наряду с визуальным и инструментальными методами контроля состояния канатов, при их отбраковке используются нормативные сроки службы канатов. Например, в Англии, ФРГ и ЮАР для некоторых канатов этот срок составляет 3 года. по истечении этого времени канат, независимо от его состояния, снимают.
В Канаде, Бельгии и некоторых других странах при отбраковке канатов в качестве критерия используется количество подъемных циклов установки. Например, в Канаде наработка в 300,000 циклов для ряда подъемных канатов на четырехканатном грузовом подъемнике рассматривается как средняя.
Третий критерий работоспособности определяется по выполняемой канатами работе в ткм на кГ веса каната. Формула для расчета работы каната в ткм/кГ предложена Меебольдом в 1935 году и имеет вид: 

где Q, Q_л,Q_м-соответственно общий вес поднятого полезного груза, поднятых и опущенных людей, опущенного материала (т); 
Q_гр-полезная грузоподъемность сосуда (т); 
P_ст-максимальная статическая нагрузка на один канат (т); 
G-вес одной нити каната (кГ); 
H-высота подъема (км); 
K-1 и 0,5 соответственно для барабанных машин и машин со шкивами трения. 

Анализ многочисленных данных о работоспособности канатов свидетельствует о том, что ни один из упомянутых показателей работоспособности сам по себе не может являться нормативным для достаточно надежного определения срока службы канатов. Срок службы канатов находится в сильной зависимости от интенсивности эксплуатации подъема, т.е. от количества циклов в сутки.
Принимая во внимание эти доводы, в данной работе работоспособность канатов анализировалась по количеству циклов подъема и срокам службы в днях. Исходными данными послужили сведения по фактической работоспособности канатов с учетом их типоразмеров и характеристик подъемов.
Сведения о канатах были собраны по 2300 шахтным подъемам Кизеловского и Донецкого угольных бассейнов. Результаты статистической обраьотки сведений по фактической работоспособности приведены в таблицах 1, 2, 3. 

Таблица 1 Работоспособность некоторых канатов в наклонных и вертикальных стволах

№ пп	ГОСТ канатов	Срок службы канатов (сутки)				Наработка в циклах подъема за срок службы (в тыс.)				Количественное распределение канатов по углам наклона подъема
		Tmin	Tmax	T	GT	Цmin	Цmax	Ц	Gц	Вертик.	Наклон.
1	7668-69	62	936	387	158	1.54	378	124	74	492	29
2	2688-69	61	1015	293	181	1.35	584	83	94	230	245
3	7665-69	61	963	318	181	0.55	296	65	70	72	86
4	7685-55	290	941	510	212	58.40	489	143	128	20	-
5	3077-69	64	944	273	158	0.55	426	47	63	106	251
6	3085-69	62	788	346	236	6.20	483	84	108	15	2
7	7669-69	105	967	367	177	10.86	290	98	58	32	2
8	3079-69	71	942	295	186	2.08	377	102	94	30	10
9	7667-69	165	643	401	154	14.08	283	80	81	9	1
10	3077-55	64	913	302	179	3.58	295	33	47	6	48
11	3087-55	93	1012	459	214	10.12	282	131	68	15	1
12	7665-55	67	989	406	236	0.96	371	82	91	61	51
13	3070-55	126	993	380	213	0.63	458	73	96	31	14
14	2688-55	72	891	311	175	0.75	268	49	65	33	65
15	7668-55	224	927	532	165	6.17	404	144	91	32	1

 

Таблица 2 Сроки службы канатов и наработка в циклах за срок службы для грузовых грузолюдских и людских подъемов

Назначение подъема	Угол наклона ствола	Срок службы канатов (сутки)					Наработка в циклах за срок службы (в тыс.)
		M	Tmin	Tmax	T	GT	M	Цmin	Цmax	Ц	GЦ
Грузовой	Вертикальный	511	20	1722	380	194	507	0,53	600	138	83
	до 300	7	-	-	-	-	7	-	-	-	-
	от 300 до 800	246	36	1217	178	154	245	1.32	182	301	25
Грузолюдской	Вертикальный	730	7	1949	425	230	686	0,63	872	120	102
	до 300	243	61	1015	258	150	242	1,10	183	18	23
	от 300 до 800	183	51	1204	228	153	182	2,56	191	31	26
Людской	Вертикальный	18	150	1115	503	264	18	0,54	155	26	28
	до 300	78	150	915	300	146	78	1,71	183	28	36
	от 300 до 800	25	123	563	290	133	25	0,55	81	24	19

 

Таблица 3 Характеристика причин снятия канатов

№ пп	Причины снятия канатов	Угол наклона ствола	Срок службы канатов (сутки)				Наработка в циклах за срок службы (в тыс.)
			Tmin	Tmax	T	GT	Цmin	Цmax	Ц	GЦ
1	Не прошел испытания	Вертикальный	69	1012	446	196	0,55	872	117	108
		Наклонный	72	1015	279	154	0,55	191	22	28
2	Порывы утонение	Вертикальный	62	967	352	161	16,50	583	127	75
		Наклонный	61	556	183	122	6,05	94	23	19
3	Истирание	Вертикальный	120	918	327	183	10,53	221	108	45
		Наклонный	62	983	182	128	3,22	121	33	23
4	Потеря сечения	Вертикальный	182	954	421	149	20,80	567	152	84
		Наклонный	-	-	-	-	-	-	-	-
5	Истечение срока службы	Вертикальный	116	936	368	140	8,65	371	120	81
		Наклонный	111	640	168	100	2,56	119	27	20
6	Нарушение конструкции	Вертикальный	70	531	269	97	0,53	230	126	63
		Наклонный	-	-	-	-	-	-	-	-
7	Прочие	Вертикальный	127	900	400	195	31,61	495	152	94
		Наклонный	111	640	168	100	2,56	119	27	20

 

По резульатам обработки исходных данных видно, что около 18% канатов сняты по"условному сроку службы". Этот факт указывает на необходимость разработки обоснованных нормативов работоспособности подъемных канатов и внедрении их в угольную промышленность. Наряду с применением инструментальных методов контроля и выпуском канатов гарантийного качества, практическое применение нормативов сроков службы канатов позволит в полной степени использовать их ресурс работоспособности, а также упорядочить поставку канатов предприятиям.