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郑煤集团公司矿井提升钢丝绳安全监管的创新与实践

一、采用先进检测技术,深入治理钢丝绳安全隐患

 

基于对严峻安全现实的深入研究和认识,郑煤集团公司决定对在用钢丝绳采取行之有效的仪器检测、科学评估等技术手段,使矿井提升运输安全得到标本兼治的治理效果。

 

郑煤在钢丝绳安全监管的创新实践中,选择使用了TCK.W无损探伤仪。这种探伤仪采用弱磁检测技术,能够定性、定量、定位检测钢丝绳内外部断丝、磨损、锈蚀、疲劳等各种损伤,准确评估钢丝绳剩余承载能力和使用寿命。该仪器融合了多项先进技术,机电一体化设计、结构精巧,自重轻,通过性好,操作简单方便,使用安全可靠,整机防淋水、抗干扰,适用于较为恶劣的工况条件。

 

采用先进检测仪器以后,郑煤集团公司超化矿对投入使用不到半年的2000米进口提升钢丝绳进行了仪器检测。结果检出6处严重损伤,其中最严重的损伤程度达到10.6%,因此判定钢丝绳“停止使用”,避免了一场随时可能发生的严重事故。由于被判定“停止使用”的钢丝绳还在质保期,郑煤超化矿随向钢丝绳的制造商提出了质保交涉。这批钢丝绳的制造商是国际知名企业,起初,他们对矿方的交涉不以为然,坚称钢丝绳不会存在任何质量缺陷。当他们看了TCK.W探伤仪给出的检测结果和报告后,态度变得慎重起来,派人专程来到TCK.W公司。外商在这里了解了中国先进的弱磁检测技术,并亲眼目睹和感受了TCK.W钢丝绳探伤仪各项检测性能,最后,钢丝绳制造企业向郑煤矿方赔偿了88万元的钢丝绳,同时还对6万元劳务费给予了赔偿。

 

二、创新生存发展方式,创建钢丝绳安全监管新模式

 

通过探索和实践,郑煤集团赵家寨矿认识到:虽然便携式探伤仪为保证钢丝绳检测提供了有效的技术保证,但要全面、系统地保证提升钢丝绳安全运行,就必须进一步创新安全监管模式,而最佳方案是实现动态、连续的钢丝绳在线自动检测。

 

TCK.W钢丝绳弱磁检测技术又一次实现了新的飞跃,成功地融合了以太网通讯、微电子集成、数学模型分析和可视图像重构等现代科技成果,可以针对重大生产设施钢丝绳实行远程监测。郑煤集团赵家寨矿组织科技人员分析,并与技术开发单位进行了技术交流,以期实现赵家寨矿的提升钢丝绳在线实时自动检测。TCK.W公司结合郑煤集团赵家寨矿的实际,突破了矿井提升钢丝绳在线实时自动检测最关键的技术难题。这种检测头基于200毫特以下磁场环境,检测时不产生磁污染,传感器与钢丝绳表面的提离间隙可达50毫米,对各种损伤导致钢丝绳金属截面积损失率的不确定度小于0.5%。

 

在郑煤集团赵家寨矿主、副井投入运行的TCK.W钢丝绳在线实时自动检测系统,固定安装于矿井提升钢丝绳运行路径当中,在正常升降作业的同时即可根据行程选择完成相应的在线检测;检测过程中一旦遇到危重程度的损伤信号,即在第一时间自动给予声光警示,同时计算机系统也将根据检测数据实时向设备操作员提供“加强保养”、“停机复查”、“立即换绳”等设备处置预案。矿上一些工程技术人员起初对系统提示的数据结果还有疑虑,但是经过十分细致的实测、比对和参数调整,各项技术性能指标都在工况现场得到了充分验证,其准确性是日常人工检查和传统检测技术所无法达到的。

 

三、赵家寨钢丝绳安全监管创新模式带来的经济成果

 

2009年 7月,赵家寨矿主、副井钢丝绳在线检测系统投入运行,一个全新的钢丝绳安全监管模式随之得以创建。使用本系统后,矿方煤炭产能显著提高,用绳成本有效受控,检测能耗接近为零,为企业带来了可观的经济效益,小投入的创新实践真正带来了大回报。

 

(1)钢丝绳在生产运行中始终处于安全受控状态

 

钢丝绳在线实时自动检测系统是迄今世界上最先进的钢丝绳安全解决方案,其开发应用大大提高了现场安全监控、生产节拍控制和科学管理水平。由于系统实现了矿井提升钢丝绳安全监管的创新模式,钢丝绳运行始终受到密切的安全监控,从根本上杜绝各种隐患,确保提升机安全,成为郑煤赵家寨矿重要的安全管理成果之一。

 

(2)打开运输瓶颈使煤炭生产效率显著提高

 

根据《煤矿安全规程》第三百九十一和三百九十条规定:提升钢丝绳、罐道绳每天必须检查1次,检修人员站在罐笼或箕斗顶上提升速度为0.3~0.5米/秒。按此要求,赵家寨矿由于钢丝绳人工检查每天要延长设备检测班1.1小时。而采用钢丝绳在线自动检测系统后,在正常生产的同时就完成了钢丝绳检测,使生产、检测两个流程合二为一,过去18小时的日产作业时间提高为19小时,全矿实时产能提高6.1%,赵家寨矿核定的产煤能力为每年 300万吨,每年至少提高产量 18 万吨。按照当期吨煤价格 450 元计算,该系统在同等排班制度下实现了新增产值8100万元。

 

(3)彻底消除设备检测导致的空转能耗

 

通过现场实测,赵家寨矿主、副井提升高度分别为446米和465米,四绳摩擦绞车电机功率分别为2800千瓦、850千瓦,人工检查时绳速0.3~0.5米/秒,检查时的空载实际功耗合计为235千瓦,每天完成一遍全绳检查需4名检测工同步作业,用时1.5小时,耗电350度。核定生产时间每年330天,每年用于钢丝绳检查的空转能耗至少达到11.6万度。而采用创新的提升钢丝绳安全监管系统,专门用于钢丝绳检测的设备空载能耗几乎为零,节能效果十分显著。

 

(4)降低用绳成本,合理利用钢丝绳剩余使用寿命。

 

赵家寨矿主、副井提升机过去换绳周期为2 年(依据《煤矿安全规程》提升钢丝绳换绳周期为2或4年),一次换绳的钢丝绳用量46吨,材料费用78万元,检修工费 25万元,停产和调整净缩短开工时间达3天。因此核算到每年的换绳成本为51万元。使用钢丝绳在线自动检测系统以后,主、副井提升钢丝绳因为可以做到服役期满,甚至适当延长1年使用寿命,核算到每年的换绳成本因此降至 34万元,此项经济效益挖潜达到每年 17万元,约为原来用绳成本的1/3。综合经济效益达到8123万元/年,全面地实现了矿井提升钢丝绳运行 “安全、节约、高效”的三重管理目标。


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