煤礦主、副井是煤礦生產(chǎn)的“咽喉”。鋼絲繩是主、副井提升設(shè)備的一個重要組成部分，它直接關(guān)系到煤礦正常生產(chǎn)、人員生命安全及經(jīng)濟運轉(zhuǎn)。為確保煤礦提升的安全，《煤礦安全規(guī)程》（以下簡稱《規(guī)程》）對提升用鋼絲繩做了詳細的規(guī)定。這些規(guī)定雖在燃礦安全生產(chǎn)中發(fā)揮了不可替代的作用，但目前《規(guī)程》和MT716-1997《煤礦重要用途鋼絲繩驗收技術(shù)條件》對鋼絲繩低值鋼絲的要求，已低于或落后于國內(nèi)鋼絲繩的科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平，距離國際鋼絲繩技術(shù)水平相差得更遠。
    目前，國內(nèi)許多掌握鋼絲繩生產(chǎn)先進技術(shù)的企業(yè)，生產(chǎn)能力、技術(shù)水平逐步向國際化邁進。已具備生產(chǎn)高強度、高韌性、低松弛、捻制質(zhì)量均勻的鋼絲繩能力。生產(chǎn)的鋼絲繩，抗彎曲疲勞性能可能控制，且滿足設(shè)計要求；結(jié)構(gòu)伸長量、斷面收縮率滿足設(shè)計要求；整繩破斷拉力滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求，且繩內(nèi)各股繩之間捻制張力均勻；麻芯的含油量滿足使用中潤滑鋼絲的要求等等。在制繩工藝過程中，繩徑與絲徑的配置科學(xué)化，鋼絲繩結(jié)構(gòu)和繩徑一旦確定，絲徑的大小可精確到0.01 mm；絲與絲之間、股與股之間的間隙控制數(shù)量化；鋼絲的晶粒度要求標(biāo)準(zhǔn)化；麻芯的徑向壓縮率規(guī)范化；鋼絲繩拆股做單絲力學(xué)性能檢驗，其鋼絲的抗拉強度、反復(fù)彎曲值和扭轉(zhuǎn)值，在滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的條件下，可均勻的控制在一定范圍內(nèi)。
    1 存在的問題
    1.1 煤礦對提升用鋼絲繩的要求低于國家標(biāo)準(zhǔn)
    調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，占調(diào)查中90%以上的大煤礦集團、煤礦不十分了解國內(nèi)鋼絲繩現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，在購買鋼絲繩時不會依據(jù)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，提出符合礦井自身條件的技術(shù)要求，用上世紀(jì)70~80年代鋼絲繩標(biāo)記代號標(biāo)準(zhǔn)（即建井時選定的鋼絲繩規(guī)格型號）要求購買提升鋼絲繩。如：煤礦提升人員時，1996年以前，煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用特類鋼絲繩；1996年以來，國家標(biāo)準(zhǔn)、煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)都改用重要用途鋼絲繩，若要求鍍鋅，則必須采用AB類或B類鍍鋅。煤礦在向生產(chǎn)企業(yè)提出購繩要求時，仍然要求特類、鍍鋅。鋼絲繩生產(chǎn)企業(yè)為了容易生產(chǎn)、降低成本，向煤礦提供A類鍍鋅鋼絲繩。有的鋼絲繩企業(yè)向煤礦提供一般用涂鋼絲繩，鉆煤礦用繩人員不了解現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的空子。
    鋼絲繩企業(yè)生產(chǎn)執(zhí)行的GB、T8918-1996《鋼絲繩》，與世紀(jì)70~80年代的GB1102-74《圓股鋼絲繩》、YB829~79《異型股鋼絲繩》等標(biāo)準(zhǔn)差別很大，用途的分類、強度等級、韌性指標(biāo)、鍍鋅等級等都相差懸殊，兩者不能一一比對。煤礦用繩的技術(shù)人員或管理人員，把礦井提升用鋼絲繩經(jīng)過有資質(zhì)的檢驗機構(gòu)，檢驗合格與否，作為能否懸掛使用的唯一依據(jù)，不懂得合格不一定符合該礦井使用的技術(shù)要求之原則。有相當(dāng)數(shù)量的多繩摩擦提升副井（提升人員或物料），購買的是A類鍍鋅鋼絲繩，檢驗中因用在提人時必須按AB類判定。鋼絲繩生產(chǎn)企業(yè)，要求檢驗機構(gòu)按A類鍍鋅檢驗，發(fā)放A類鍍鋅驗收檢驗合格報告。然而兩種鍍鋅類型的鋼絲繩韌性指標(biāo)相差較大，抗彎曲疲勞性能差別大，有的強度相差也很大。煤礦拿到有資質(zhì)的檢驗機構(gòu)發(fā)放的檢驗合格報告，安然使用，全然不知道已給礦井提升埋下安全隱患。
    1.2 煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對低值鋼絲的要求低于國標(biāo)
    《規(guī)程》和MT716-1997《煤礦重要用途鋼絲繩驗收技術(shù)條件》規(guī)定，鋼絲的抗拉強度、反復(fù)彎曲和扭轉(zhuǎn)三項試驗允許的低值鋼絲總數(shù)，以低值鋼絲的總斷面積與試驗鋼絲總斷面積之比計算，達到6%不得用作升降人員；達到10%，不得用作升降物料。
    6%和10%的量值要求，已經(jīng)低于或落后于GB/T8918-1996《鋼絲繩》對低值鋼絲的要求，具體數(shù)據(jù)以表1所列的6×19+Fc-21.5、6V×21+Fc-22、6V×37S+Fc-39.5鋼絲繩為例。

表1 低值鋼絲繩斷面積與全部試驗鋼絲總斷面積比值

名稱
 低值鋼絲繩總斷面積與全部試驗鋼絲總斷面積比
 
依據(jù)GB/T8918-1996允許值
 依據(jù)《規(guī)程》、MT716-1997允許值
 
拆一股鋼絲試驗
 100%拆股試驗
 提人（100%拆股試驗）
 提物（100%拆股試驗）
 
6×19+Fc-21.5

6V×21+Fc-22

6V×37S+Fc-39.5
 5根（27.78%）

2根（6.59%~11.70%）

3根（8.03%~11.57%）
 9根（7.83%）

7根（3.85%~6.84%）

10根（4.46%~6.42%）
 小于6%

小于6%

小于6%
 小于10%

小于10%

小于10%
 

    注：1.GB/T8918-1996拆一股鋼絲試驗不符合《規(guī)程》和MT716-1997的要求。
    2.表1括號中的百分數(shù)值，為允許的低值鋼絲根數(shù)，折合成低值鋼絲總斷面積與全部試驗鋼絲總斷面積比值。
    由表1所列數(shù)據(jù)分析可得：
    （1）GB/T8918-1996中不同結(jié)構(gòu)的鋼絲繩，對低值鋼絲根數(shù)的要求不同，折合成低值鋼絲總斷面積與試驗鋼絲總數(shù)面積之比，也不是定值。
    （2）按GB/T8918-1996拆一股鋼絲做單絲力學(xué)性能試驗，允許的低值鋼絲根數(shù)，折合成低值鋼絲總斷面積與試驗鋼絲總斷面積之比約在6.59%~27.78%之間，大于6%。6×19+Fc-21.5鋼絲繩的低值鋼絲允許值已達到了27.78%，是《規(guī)程》規(guī)定的提人不大于6%的4.63倍，提物不大于10%的2.8倍。因此，按GB/T8918-1996拆一股鋼絲做單絲力學(xué)性能試驗，不符合《規(guī)程》和MT716-1997的要求。同時按GB/T8918-1996拆一股鋼絲做單絲力學(xué)性能試驗，判定鋼絲繩合格后，在煤礦提升中使用，給煤礦生產(chǎn)埋下了安全隱患。
    （3）煤礦立井提長普遍使用三角股鋼絲繩。而三角股鋼絲繩，按GB/T8918-1996做100%拆股單絲力學(xué)性能試驗，其允許的低值鋼絲根數(shù)，折合成低值鋼絲總斷面積與試驗鋼絲總斷面積之比約在3.85%~6.84%之間，小于或接近于6%。若低值鋼絲全部為內(nèi)層細絲，則低值鋼絲的總斷面積與試驗鋼絲總斷面積之比在3%~5%之間，小于6%。若低值鋼絲全部為外層粗絲，則低值鋼絲的總斷面積與試驗鋼絲總斷面積之比在6.42%~6.84%之間，接近于6%，小于10%。因此，《規(guī)程》和MT716-1997對煤礦提升用鋼絲繩低值鋼絲的要求，低于或落后于GB/T8918-1996對鋼絲繩低值鋼絲的要求。
    （4）《規(guī)程》和MT716-1996對提物用鋼絲繩100%拆股試驗，允許低值鋼絲的總斷面積與試驗鋼絲總斷面積之比不小于10%的要求，更低于GB/T8918-1996允許的低值鋼絲根數(shù)，折合成低值鋼絲總斷面積與試驗鋼絲總斷面積之比在3.85%~7.83%的要求。
    《規(guī)程》和MT716-1997標(biāo)準(zhǔn)與2003年低修訂定稿，即將頒布實施的GB8918《重要用途鋼絲繩》不能一一對應(yīng)。修訂后的GB8918《重要用途鋼絲繩》，采用國際標(biāo)準(zhǔn)ISO3154-88《礦井提升用鋼絲繩交貨技術(shù)條件》，它們對鋼絲繩的要求高于且嚴(yán)于GB/T8918-1996《鋼絲繩》。更高于或嚴(yán)于MT716-1997標(biāo)準(zhǔn)。
    即將頒布實施的GB8918《重要用途鋼絲繩》規(guī)定，鋼絲繩拆一股鋼絲做單絲拉斷、彎曲、扭轉(zhuǎn)三項試驗；鋼絲繩（整繩）破斷拉力試驗。其鋼絲抗拉強度允許值，控制在下限和上限之間，下限為公稱抗拉強度，上限為公移抗拉強度加上260、290、320、350 MPa不等（鋼絲直徑不同所加的數(shù)值不同）。比MT716-1997允許的鋼絲抗拉強度值，最低提高50 MPa，最高提高400 MPa；反復(fù)彎曲、扭轉(zhuǎn)允許值比MT716-1997的要求也有相應(yīng)提高。增加了鋼絲繩結(jié)構(gòu)伸長量的規(guī)定。限定鋼絲繩的結(jié)構(gòu)伸長量，對于減少提升過程中裝、卸載停車位置不準(zhǔn)確，降低一次提升循環(huán)時間；消除摩擦提升多繩受力不均勻而出現(xiàn)的打滑、跳繩等安全隱患意義重大。
    1.3 煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對低值鋼絲的要求低于國際標(biāo)準(zhǔn)
    MT716-1997標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，鋼絲繩中鋼絲的抗拉強度允許值為公稱抗拉強度減去50MPa；國際標(biāo)準(zhǔn)ISO3154-88《礦井提升用鋼絲繩交貨技術(shù)條件》，對鋼絲繩中鋼絲抗拉強度的要求是：公稱抗拉強度為下限值，上限為公稱抗拉強度加上260、290、320、350 MPa不等（鋼絲直徑不同所加的數(shù)值不同）。比MT716-1997要求的鋼絲抗拉強度最低提高50 MPa，最高提高400 MPa。因此，煤炭行業(yè)對進口鋼絲繩做懸掛前的檢驗，執(zhí)行MT716-1997標(biāo)準(zhǔn)，降低了煤礦提升對進口鋼絲繩的要求。
    1.4 鋼絲繩的檢驗項目少于國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定
    煤炭行業(yè)鋼絲繩檢驗，判定合格的條件是鋼絲繩拆股做鋼絲的單絲力學(xué)性能試驗，即鋼絲的抗拉強度 、反復(fù)彎曲和扭轉(zhuǎn)試驗。三項試驗結(jié)果符合標(biāo)準(zhǔn)要求，判定為合格；否則判定為不合格。
    GB/T8918-1996和MT716-1997都對鋼絲繩的直徑允許偏差和不圓度、每米重量、繩芯、捻制質(zhì)量、涂油等作了定量或定性的規(guī)定。
    1.5 標(biāo)準(zhǔn)未包含煤礦提升理論和實際對鋼絲繩的要求
    多繩摩擦提升一般要求各繩槽直徑相差不超過0.05 mm，否則張力不平衡現(xiàn)象會十分明顯，直徑愈大的繩槽，其上升側(cè)的張力愈大，其下放側(cè)的張力愈小。GB/T8918-1996和MT716-1997把鋼絲繩的繩徑偏差均規(guī)定為公稱直徑的0~+6%。多繩摩擦提升鋼絲繩直徑大多在d=21~40 mm，若鋼絲繩直徑d=21 mm，則+6%偏差為1.26 mm，是0.05 mm的25倍；若鋼絲繩直徑d=40 mm，則+6%偏差為2.40 mm，是0.05 mm的48倍。在多繩摩擦提升過程中，鋼絲繩是搭放在繩槽上，依靠鋼絲繩和繩槽之間的摩擦力帶動提升容器上提或下放。如果繩槽直徑偏差滿足規(guī)定要求，鋼絲繩直徑偏差大張力不平衡現(xiàn)象也會十分明顯。
    煤礦多繩摩擦提升若能要求各繩的力學(xué)性能、結(jié)構(gòu)伸長、繩徑、斷面收縮率相等，即偏差控制在某一很小的規(guī)定值內(nèi)，則提升過程的張力不平衡現(xiàn)象會得到有效控制。多年來，研究張力不平衡的專家、學(xué)者始終認為：“造成鋼絲繩張力分布不均的主要因素有3種，①各繩的長度不等；②各鋼絲繩剛性不同；③摩擦輪繩槽直徑不等。而鋼絲繩剛性系數(shù)不等和繩徑偏差造成的影響可忽略。因為《規(guī)程》要求更換鋼絲繩時必須同時更換所有的提升鋼絲繩，鋼絲繩應(yīng)是同樣規(guī)格、同批產(chǎn)品，各鋼絲繩剛性系數(shù)的偏差實際上可以控制在很小的范圍。因此，應(yīng)著重考慮繩槽半徑偏差和鋼絲繩懸掛長度偏差造成的影響。”然而，煤礦提升用鋼絲繩的安全標(biāo)志檢驗、驗收檢驗、懸掛前檢驗，根本就未提出過鋼絲繩的繩徑偏差、結(jié)構(gòu)伸長、斷面收縮率（即鋼絲繩受力后繩徑的變化率）和剛性系數(shù)的要求。調(diào)查、檢測的結(jié)果以不爭的事實證明，同時懸掛使用的同一公稱直徑的多個鋼絲繩，懸掛受力后直徑偏差很大，且結(jié)構(gòu)伸長差別也很大；同一條鋼絲繩在百米長度內(nèi)其外觀尺寸、性能都有差別。
    煤炭行業(yè)的科技工作者，為了解決鋼絲繩結(jié)構(gòu)伸長量大，停車位置不能準(zhǔn)確的問題，曾研制了箕斗提升可升降的裝載和卸載裝置，罐籠的底板可升降裝置，多繩摩擦提升鋼絲繩張力制動調(diào)節(jié)裝置等等。一些煤礦集團或煤礦采用進口鋼絲繩做主、副井提升，以減少提升過程中發(fā)生的上述問題。
    煤礦多繩摩擦提升若都能使用高強度、高韌性、低松馳、捻制質(zhì)量均勻，且各繩的結(jié)構(gòu)伸長率、斷面收縮率、直徑相同（誤差越小越好）的鋼絲繩，那么多繩摩擦提升鋼絲繩的張力不平衡現(xiàn)象，就有可能從根本上得到遏制，從而減少或消除提升過程中鋼絲繩打滑、卡罐、斷繩甚至容器掉入井低等事故隱患。同時可延長鋼絲繩的使用壽命，減少維護保養(yǎng)量。如今煤炭行業(yè)對提升用鋼絲繩的要求，仍停留在只要求鋼絲單絲力學(xué)性能的水平上。
     1.6 煤礦對鋼絲繩的認識不全面
    煤礦集團在購買鋼絲繩時，把供貨商是否能提供礦用安全標(biāo)志證書作為訂購的依據(jù)；煤礦用繩單位及負責(zé)人，把懸掛前的鋼絲繩經(jīng)過有資質(zhì)的檢驗機構(gòu)檢驗合格，作為使用安全可靠的唯一依據(jù)。對于購繩時供貨商提供的質(zhì)量證明書，是否滿足礦井提升用繩要求不會識別；對于有資質(zhì)的檢驗機構(gòu)提供的檢驗報告的合格內(nèi)容，是否符合該礦井的使用條件不會判定。然而，安全標(biāo)志檢驗、懸掛前檢驗，僅僅對鋼絲繩拆股做鋼絲的抗拉強度、反復(fù)彎曲和扭轉(zhuǎn)試驗，即單絲力學(xué)性能滿足所執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)條款檢驗。
    如：某煤礦集團2002~2003年5月送檢了近百條鋼繩，其中部分鋼繩外觀質(zhì)量差，質(zhì)量證明書注明的強度不符合所執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，有的無生產(chǎn)日期、發(fā)貨日期，有的發(fā)貨日期已超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的驗收檢驗時間。檢驗機構(gòu)按GB/T8918-1996拆一股鋼絲做驗收檢驗，發(fā)放了驗收檢驗合格報告。盡管煤礦集團的鋼絲繩驗收人員，對外觀質(zhì)量差的鋼絲繩有異議，但檢驗機構(gòu)已判定鋼絲繩合格，只好同意懸掛使用。筆者經(jīng)過跟蹤調(diào)查，質(zhì)量證明書不符合現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)要求的鋼絲繩，使用不到半年就不得不更換了。又如：某煤礦集團送檢11條6×19+Fc-21.5、18.5鋼絲繩，有10條質(zhì)量證明書注明為一般用途。檢驗依據(jù)GB/T8918-1996，按一般用途鋼絲繩判定9條合格�！兑�(guī)程》和MT716-1997均規(guī)定，煤礦提升必須使用重要用途鋼絲繩。而煤礦認可這樣的檢驗，且毫無異議的用在礦井提升中。這9條繩中，有一條鋼絲繩懸掛使用的第三天，斷繩跑車，導(dǎo)致提物的礦車翻車掉下軌道，無人員傷亡。
    2 改進建議
    （1）煤炭行業(yè)做具體工作的相關(guān)專家，應(yīng)該熟悉并掌握國際、國內(nèi)鋼絲繩科學(xué)技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r，使煤炭行業(yè)提升用鋼絲繩標(biāo)準(zhǔn)和《規(guī)程》對提升用鋼絲繩的要求，跟上國際、國內(nèi)鋼絲繩行業(yè)發(fā)展的技術(shù)水平。
    （2）煤炭行業(yè)做具體工作的相關(guān)專家，參加鋼絲繩國標(biāo)的制、修訂工作。把煤礦提升運輸理論和實際，對鋼絲繩的要求寫進國標(biāo)，寫進煤炭行業(yè)礦井提升用鋼絲繩標(biāo)準(zhǔn)。讓鋼絲繩生產(chǎn)企業(yè)掌握煤礦礦井提升對鋼絲繩的要求。
    （3）向煤礦集團的購繩人員，煤礦的用繩人員，宣傳現(xiàn)行鋼絲繩國家標(biāo)準(zhǔn)和煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，宣傳鋼絲繩理論知識。向制繩行業(yè)宣傳煤礦提升運輸理論和實際對鋼絲繩的要求。
    （4）煤炭行業(yè)礦井提升用鋼絲繩標(biāo)準(zhǔn)的制、修訂專家，不間斷的了解掌握煤礦提升運輸中鋼絲繩存在的問題，用制繩行業(yè)能理解和接受的語言，把存在的問題反饋給制繩行業(yè)。
    （5）增加鋼絲繩檢驗項目。在實驗室條件下，檢測鋼絲繩的抗彎曲疲勞性能，鋼絲繩的彈性模量，鋼絲繩的結(jié)構(gòu)伸長量，鋼絲繩在一定的拉力作用下斷面收縮率，鋼絲繩的麻芯質(zhì)量，麻芯的含油率，鋼絲繩表面涂油質(zhì)量和表面涂油狀態(tài)等。使煤礦提升用鋼絲繩逐步向科學(xué)化，合理化，規(guī)范化邁進。