В процессе эксплуатации прочность шахтного каната уменьшается из-за появления в нем различного рода дефектов, которые с течением времени прогрессируют и доводят канат до состояния, опасного для дальнейшей работы. Постоянный естественный износ подъемных канатов приводит к появлению отказов четырех видов: по оборванным проволокам, по уменьшению наружного диаметра каната (его утонению), по потере сечения металла от коррозии и механического износа, по результатам периодических повторных испытаний канатов на канатно-испытательных станциях.

Обрывы проволок появляются в результате усталостного разрушения металла в местах концентрации напряжений, которые определяются в первую очередь контактом проволок смежных прядей, износом проволок от истирания на барабанах, шкивах и путевых роликах, а также коррозионными повреждениями. Значительное утонение каната на вертикальной подъемной установке появляется, как правило, после его длительной эксплуатации из-за уплотнения каната вследствие смятия сердечника и износа проволок по всему сечению. На наклонных подъемных установках на утонение оказывает существенное влияние истирание наружных проволок, особенно при неудовлетворительном состоянии путевых роликов. Истирание проволок в подъемных канатах происходит в процессе смещения их относительно друг друга при изменениях величины нагрузки, при изгибах в течение каждого цикла на барабанах и шкивах, а также от непосредственного взаимодействия с поверхностью барабанов, шкивов и путевых роликов. Следствием истирания и коррозии проволок является уменьшение их прочности и пластичности, вследствие чего канат бракуется по результатам механических испытаний отрезка, взятого над клиновым коушем или последним жимком запанцировки.

Каждый подъемный канат и нижний уравновешивающий в установках со шкивами трения должны осматриваться ежесуточно, а нижние уравновешивающие канаты подъемных установок с машинами барабанного типа - еженедельно. Визуальный осмотр производится при скорости движения каната не более 0,3 м/с. Соблюдение указанной периодичности осмотра канатов необходимо для обеспечения безопасной работы, как по истечении длительного промежутка времени, так и в начальный период эксплуатации.

При ежесуточном контроле определяется общее число обрывов проволок по всей длине каната. При еженедельных дополнительных осмотрах, производимых с участием механика подъема, подсчитывается число обрывов проволок на длине одного шага свивки в наиболее поврежденных местах и замеряется фактический диаметр каната штангенциркулем с точностью до 0,1 мм для определения утонения каната. Место расположения участка (шага) каната, на котором число оборванных проволок превышает 2% от общего числа проволок каната, а также расстояние наиболее утонившегося участка каната от прицепного устройства отмечаются в книге осмотра подъемных канатов и их расхода. За наиболее поврежденными участками канатов следует производить особо тщательное наблюдение. Начиная с 3% обрыва на шаге свивки нарастание их числа до 5% может произойти в течение трех-четырех недель. После этого наблюдается резкое увеличение скорости нарастания обрывов, что явилось основанием для принятия 5% в качестве нормы браковки наиболее ответственных канатов подъемных установок, хотя при этом в случае отсутствия коррозии запас прочности каната остается весьма большим. При потере сечения металла на участке с определенным числом обрывов проволок запас прочности каната может снизиться до минимально допустимого значения.

Особое внимание при осмотре необходимо уделять канатам нераскручивающимся, так как у них из-за предварительной деформации прядей выход оборванных проволок в местах контакта проволок смежных прядей иногда не происходит. Осмотру подвергается вся рабочая длина каната. Отвес каната от подъемного сосуда до копрового шкива при верхнем его положении и струна каната осматриваются с нулевой площадки ствола. При этом ствол надо надежно перекрыть лядами. Осмотр остальной части каната производится в здании подъемной машины. Левый канат осматривается непосредственно у барабана машины, для осмотра правого каната в здании подъема должна быть сооружена специальная площадка с ограждением и лестницей с перилами. Для осмотра нижних уравновешивающих канатов необходима специальная площадка в зумпфе ствола, обеспечивающая удобный и безопасный доступ к канату. С указанной площадки производится в случае необходимости также ремонт плоских канатов (ушивка стренг в месте разрушения ушивальника).

При ежесуточном осмотре должны тщательно осматриваться участки каната в месте выхода из прицепного устройства, а также проверяться положение контрольного зажима относительно коуша или наличие петли каната перед контрольным зажимом. В коушах типа КРГ канат следует осматривать не только в месте выхода из клиньев, но и через отверстие в коуше на участке между клиньями.

Ежемесячно следует производить детальный осмотр подъемных канатов с участием главного механика шахты или его помощника. При этом поверхность каната очищается от корок затвердевшей смазки, и внимательно осматриваются места, где наиболее вероятны повреждения (под коушем, жимками и т.д.) и имеется наибольшее число оборванных проволок. Указанные места осматриваются при неподвижном канате, торчащие концы оборванных проволок удаляются.

Ежемесячно надо подвергать дополнительному детальному осмотру и нижние уравновешивающие канаты. В случае экстренного напряжения каната (заклинивание клети или скипа в направляющих, бадьи на раструбе полков при подъеме, посадка бадьи на раструб при спуске с последующим рывком и т.д.) подъемная установка немедленно останавливается для осмотра каната. Запрещается на людских, грузо-людских и грузовых подъемах применять счаленные канаты, навешивать или продолжать работу прядевыми канатами с порванными, выпученными или запавшими прядями, с узлами, «жучками» и другими повреждениями. Если на канате был затянут «жучок», то даже после восстановления прямолинейности участка каната из-за неравномерности нагружения отдельных прядей и проволок на поврежденном участке, приводящей к резкому снижению запаса прочности и предела усталости, его работа недопустима.

Если при осмотре каната окажется, что на каком-либо участке, равном шагу свивки, число оборванных проволок достигает 5% от общего числа проволок в подъемном канате и 10% в нижнем уравновешивающем, то канат должен быть заменен другим. Если число оборванных проволок подъемного каната достигает в месте крепления его к прицепному устройству на шаге свивки 5%, то разрешается конец каната с оборванными проволоками отрубить и снова закрепить канат на коуше. При концевых грузовых откатках по наклонным выработкам с уклоном до 30° канат подлежит замене, если на шаге свивки число оборванных проволок составляет более 10% от общего их числа в канате.

Недопустима работа прядевыми канатами, получившими утонение за время работы более чем на 10% номинального диаметра. Продолжение эксплуатации подъемных канатов закрытой конструкции запрещается: при износе более половины высоты проволок наружного слоя; при нарушении замка наружных проволок фасонного профиля (расслоение проволок); при выходе из замка на поверхность каната хотя бы одной проволоки, если она не может быть вырублена, а концы ее тщательно запаяны или заделаны в канат; при наличии трех оборванных проволок (включая и запаянные) фасонного профиля наружного слоя на длине участка, равной пяти шагам их свивки или 12 на всей рабочей длине каната.

Нормальный обрыв наружной проволоки подъемного каната закрытой конструкции не влечет за собой выход ее из замка. В случае выхода из замка оборвавшейся наружной проволоки необходимо после обточки и заделки концов этой проволоки в канат тщательно запаять участок между концами проволоки. Концы проволоки стачиваются напильником на клин, место их укладки очищается бензином. Соединяемые концы проволоки нагреваются до температуры плавления припоя. Для локализации нагрева поверхности каната последний обматывается листовым асбестом, в котором делается прямоугольный вырез шириной, равной 3/2 размера проволоки, который размещается над участком пайки.

Для пайки рекомендуется применять сварочную горелку ГСМ-53 с наконечником №0 или №1 и латунный припой марки Л-62. Надо иметь в виду, что пайка производится с целью предохранения выхода концов оборвавшейся проволоки из замка, а не с целью прочного соединения ее концов. Пайка требует соблюдения большой осторожности, так как можно повредить находящиеся рядом целые проволоки канатов. Поэтому не нужно применять ее без явной необходимости.

При выходе из замка на каком-либо участке подъемного каната закрытой конструкции проволоки наружного слоя без ее обрыва допускается вырубка вышедшего участка проволоки с запайкой ее концов или тщательной заделкой ее в замок. Появление волнистости на участке подъемного каната или по всей длине его при сохранении гладкой наружной поверхности и исправности «замка» наружных проволок не снижает агрегатной прочности каната. Эксплуатация такого каната может продолжаться. Однако «волна», как правило, прогрессирует, т.е. изгибы становятся все больше, а это приводит к нарушению «замка» наружных проволок. Поэтому волнообразный участок, если он появился у прицепного устройства, следует отрубить.

Подъемные канаты, за исключением канатов в установках с одноканатными и многоканатными шкивами трения и нижних уравновешивающих канатов, должны повторно испытываться через каждые 6 месяцев. Для канатов грузовых, аварийно-ремонтных и передвижных подъемов первое повторное испытание допускается через 12 месяцев и затем через каждые 6 месяцев. Срок повторных испытаний канатов исчисляется с момента их навески. Для подъемных многорядных малокрутящихся канатов (ГОСТ 16828-81, 4МТУ 5250-57) людских, грузо-людских и грузовых подъемов первое повторное испытание производится через 6 месяцев после навески, а затем через каждые 3 месяца.

При повторном испытании канатов в отличие от испытания новых канатов определяется среднее разрывное усилие проволоки путем деления суммарного разрывного усилия всех проволок на общее число проволок в канате, а по среднему разрывному усилию вычисляется верхний и нижний допустимые пределы разрывного усилия проволоки. Нижний допустимый предел разрывного усилия проволоки вычисляется путем умножения среднего разрывного усилия на коэффициент 0,9 для людских и грузо-людских канатов, изготовленных из проволок марки В, и на 0,85 для грузовых канатов. Верхний допустимый предел разрывного усилия вычисляется путем умножения среднего разрывного усилия на коэффициент 1,15 для всех канатов.

Для канатов, состоящих из проволок различных диаметров или из круглых и фасонных проволок, допустимые нижний и верхний пределы разрывных усилий вычисляются по каждой группе проволок в отдельности и округляются до ближайшего соответственно меньшего или большего значения, кратного цене деления применявшейся шкалы испытательной машины. Проволока считается не выдержавшей испытания на разрыв, если ее фактическое разрывное усилие выходит за допустимые пределы.

Нормы перегибов проволок при повторных испытаниях принимаются для людских и грузолюдских канатов как для новых грузовых канатов (марки I), а для грузовых канатов как для канатов марки II, т.е. на два гиба меньше, чем для проволоки марки I ГОСТ 7372-79. Проволоки, не выдержавшие испытания и на перегиб, и на разрыв, бракуются по одному виду испытаний. Их разрывное усилие не включается в суммарное разрывное усилие, которое используется для расчета запаса прочности.

Канат, находящийся в эксплуатации, должен быть снят с подъема, если при повторном испытании его запас прочности окажется ниже 7-кратного для людских и аварийно-ремонтных подъемов; 6-кратного для грузо-людских подъемов, 5-кратного для грузовых и передвижных подъемов. Канаты снимаются также, если суммарная площадь проволок, не выдержавших испытаний на разрыв и перегиб, достигает 25% от общей площади поперечного сечения всех проволок каната. Для подъемных канатов вертикальных шахт глубиной более 600 м, которые навешены с уменьшенными запасами прочности, величина запаса прочности при повторных испытаниях не регламентируется.

Подъемные канаты из светлой проволоки, работающие на вертикальных подъемных установках с машинами барабанного типа, а также и на одноканатных и многоканатных установках со шкивами трения, должны подвергаться инструментальному контролю для определения потери сечения металла проволок. Проверка производится дефектоскопом ИИСК-3 по всей длине каната. Первая проверка каната производится не позднее чем через 6 месяцев со дня навески каната, а затем через каждые 2 месяца. После появления относительной потери сечения на 12% период времени между очередными повторными испытаниями не может превышать 1 месяца, а при появлении потери сечения на 15% и более проверка производится не реже одного раза в две недели. Канат необходимо снять, если потеря сечения металла по показаниям прибора достигла 19%.

На многоканатных подъемных установках надо ежесуточно контролировать распределение нагрузки между головными канатами при нижнем положении подъемного сосуда. Для этого на одной из площадок копра ниже отклоняющих шкивов, где имеется удобный доступ к канатам, вручную возбуждается волна поперечных колебаний. Рука после рывка должна оставаться на канате. Второй рукой в момент рывка включается секундомер и выключается после того, как рука, которая находится на канате, почувствует толчок возвратившейся волны поперечных колебаний, отраженной от прицепного устройства. Указанный замер производится поочередно на каждом канате. Для находящихся длительное время в эксплуатации подъемных канатов наряду с ежесуточным контролем распределения нагрузок при нижнем положении подъемного сосуда следует периодически контролировать распределение нагрузки между канатами при верхнем положении подъемного сосуда. Эта проверка должна проводиться одновременно замерами потери сечения канатов. Необходимость ее объясняется тем, что при верхнем положении подъемного сосуда неравномерность распределения нагрузки между канатами из-за разности диаметров ручьев канатоведущего шкива, разности фактических диаметров канатов и других причин, как правило, иная, чем при нижнем положении подъемного сосуда. Для изношенных, длительно эксплуатирующихся канатов перегрузка отдельных из них на участках вблизи прицепного устройства может быть недопустимо большой.

Распределение нагрузки при верхнем положении подъемного сосуда контролируется специальными приборами, так как волновой метод при малой длине отвеса каната непригоден. Наиболее удобен при наличии отклоняющих шкивов частотный метод, который заключается в измерении частоты собственных поперечных колебаний натянутого отрезка каната фиксированной длины. Таким отрезком является участок каната между канатоведущим и отклоняющим шкивами либо участок каната длиной не менее 130-150м между точкой схода с канатоведущего или отклоняющего шкива до нижележащего перекрытия копра, в месте прохода через которое канат расклинивается, например, деревянными брусками.

При отсутствии отклоняющих шкивов, когда для использования частотного метода необходимо фиксировать базовый участок расклиниванием каната в месте его прохода через нижележащие перекрытия, нагрузка на канаты может быть без существенного увеличения трудоемкости измерена специальными накладными динамометрами.

Если в результате замеров установлено, что относительная перегрузка канатов превышает 15% при нижнем положении подъемных сосудов или 25% при верхнем, то подъемную установку следует остановить для проведения работ по регулировке распределения нагрузки на канаты. На многоканатных подъемных установках при выходе из строя одного головного каната замене подлежат все головные канаты. Если имеет место выход из строя одного - двух канатов как результат нарушения их конструктивной целостности, появившегося в результате навески или из- за случайного повреждения в начальный период их работы (1-3 месяца), когда износ канатов практически отсутствует, допускается замена только вышедших из строя канатов.




Другие новости по теме: