信息摘要：
提升運輸系統是礦井生產的重要環節，豎井、斜井提升系統是礦山生產的咽喉要道，在礦山的安全生產中占有重要的地位。礦用鋼絲繩是提升機與提升容器之間的連接部分，是提升運輸
提升運輸系統是礦井生產的重要環節，豎井、斜井提升系統是礦山生產的咽喉要道，在礦山的安全生產中占有重要的地位。礦用鋼絲繩是提升機與提升容器之間的連接部分，是提升運輸系統的關鍵部件，由于其在工作過程中的載荷的不確定性，不可避免的產生各種損傷，導致鋼絲繩張力的實際承受能力降低，若使用中不注意維護保養，則會降低鋼絲繩的使用時間，嚴重的甚至會發生斷繩事故。礦用鋼絲繩的壽命影響因素主要有質量因素、生產工藝因素、設計選型因素、使用維護因素、非穩定性載荷以及工作環境因素等等。
1.鋼絲質量和生產工藝因素
鋼絲繩是由多種鋼絲捻制成的一種成品，是由一定數量的細鋼絲捻成股，再由股圍繞繩芯捻成繩，鋼絲的質量和捻制工藝決定了鋼絲繩的質量。鋼絲的質量是主導鋼絲繩的使用壽命的最為重要的因素。鋼絲通常由優質鋼錠熱軋成直徑較細的盤圓，再經多次冷拔后制成直徑不等的鋼絲，如果鋼絲的材質和生產工藝得不到保證，那鋼絲的使用壽命肯定會降低。鋼絲捻制成繩的工藝也鋼絲繩使用壽命的重要影響因素，捻制工藝的不到位將導致鋼絲繩出現騎馬、跳絲、扭結、麻芯外露、股松散等表面質量缺陷或捻制質量缺陷，這些缺陷會大大影響鋼絲繩的使用周期和使用的安全性能。
2.設計選型因素
鋼絲繩的結構指的是鋼絲繩股的數目、捻向、捻距以及繩股內的鋼絲數目、直徑大小及排列方式的綜合參數。這些參數都直接影響鋼絲繩的性能和使用壽命。高抗拉強度的鋼絲繩盡管可以承受很大的載荷和抗擠壓能力，但韌性卻降低了，強度級別高的鋼絲較脆，在彎曲或扭轉的工作過程中容易斷裂。所以鋼絲繩并不是抗拉強度越大越好，而是要綜合考慮，這樣才能充分發揮鋼絲繩的性能。礦井應根據礦井自身的條件，選擇合適的鋼絲繩，杜絕“鋼絲繩的強度級別越高越好”的選繩誤區。
為確保鋼絲繩的使用安全，《金屬非金屬礦山安全規程》規定了一個安全系數。安全系數是鋼絲繩中合格鋼絲破斷拉力總和與鋼絲繩的計算最大靜拉力的比值。這個安全系數并不代表鋼絲繩真正強度安全儲備值，而僅僅表示經過實踐證明在規定的安全系數的條件下，鋼絲繩可以安全可靠地運行。礦用鋼絲繩在工作過程中的受力狀態是非常復雜的，無法在鋼絲繩的選繩計算中體現出那些復雜的影響因素。在設計選型時，要嚴格遵循《規程》中要求的安全系數和繩徑、鋼絲直徑與卷筒、天輪等裝置的比值。同時，考慮鋼絲繩的工作環境，一般情況下在淋水大、酸堿度高和作為出風井的井筒中，應選用鍍鋅鋼絲繩；在磨損較嚴重的礦井中，應選用線接觸的或異型股外粗式或者面接觸鋼絲繩較好；以疲勞斷絲為損壞主要原因時，可選用內外層鋼絲直徑差值小的線接觸或異型股鋼絲繩；罐道繩用密封繩為好，在溫度較高或存有明火的研石山等處，可選擇金屬繩芯的鋼絲繩。
3.使用維護因素
礦用鋼絲繩從鋼絲繩廠家發貨到使用單位使用必須經過嚴格的檢驗，鋼絲繩是否有安全標志認證、質量合格證等證明材料，是否匹配礦井使用的鋼絲繩規格，嚴格禁止采購不合格的鋼絲繩。提升鋼絲繩是提升設備的重要組成部分，除了合理選擇鋼絲繩的結構以外，還要正確使用和維護鋼絲繩，以便延長鋼絲繩的使用壽命。這不僅有一定的經濟意義，而且對提升設備的安全也有很重要的作用。由于提升方式不同和鋼絲繩的使用環境條件的不同，鋼絲繩的壽命影響因素也不完全一致，所以對鋼絲繩的維護方法也有明顯的不同。
在使用中引起的各種損傷是降低鋼絲繩壽命的主要因素。其中機械損傷是鋼絲繩的主要損傷之，主要表現為磨損、斷絲、過載、銹蝕等等。
（1）磨損。磨損分為外部磨損和內部磨損。外部磨損主要是鋼絲繩在使用過程中與斜井底板等物體表面接觸而引起的，所以在實際工作中應定期對鋼絲繩進行倒頭，避免出現單邊磨損的情況，盡可能讓鋼絲繩做到全周磨損。內部磨損主要是鋼絲繩經過卷筒或天輪時所承受的載荷主要壓在鋼絲繩的一側，同時由于鋼絲繩的彎曲，鋼絲繩內部各根鋼絲之間相互產生作用力，使絲與絲之間、股與股之間的作用力增大，使鋼絲繩內部發生磨損，當頻繁工作時作用力集中，使內部出現斷絲。磨損會使鋼絲繩的繩徑變細，破斷載荷降低，大大降低了鋼絲繩的使用壽命。磨損是斜井提升用鋼絲繩壽命的主要影響因素。
（2）斷絲。鋼絲繩的斷絲分為制造斷絲和使用斷絲，因此《金屬非金屬礦山安全規程》規定鋼絲繩在懸掛前和使用中要進行單絲性能檢測。在使用中，由于鋼絲繩重復在卷筒或天輪中繞上繞下，無數次的彎曲，容易使鋼絲產生疲勞，韌性下降，最終導致斷絲。由非產品質量因素造成的斷繩事故均與提升工作存在著不同程度的關系。由疲勞引起的斷絲一般出現在股的彎曲程度最厲害的一側外層鋼絲上。彎曲疲勞斷絲會隨著負荷的增加和彎曲角度的減少而加劇。斷絲除了有疲勞斷絲外還包括很多種類，有磨損斷絲、銹蝕斷絲、拉斷斷絲等，豎井提升鋼絲繩多發生疲勞斷絲。
（3）過載。鋼絲繩隨著載荷的增加會有微量的伸長，當載荷超過彈性極限時，鋼絲繩就可能斷裂。通常把鋼絲繩承受的靜載荷控制在安全負荷（破斷載荷的1/10~1/5）之內。安全負荷表示的是鋼絲繩允許承受的額定靜載荷。但實際上鋼絲繩往往處于運動狀態，鋼絲繩在工作時除了要承受貨物、吊物、自重等靜載荷外，還要受到因加速度和沖擊引起的動載荷、因彎曲引起的附加載荷、因摩擦引起的阻力載荷等等。由此可見，當除了靜載荷以外的其它載荷增多時，實際的安全系數就降低了，鋼絲繩往往由此而引起過載。因過載而破斷的鋼絲繩，其斷口呈松散狀，繩芯外露。過載的鋼絲繩即使不發生斷裂事故，也會大大地縮短使用壽命。因此，《金屬非金屬礦山安全規程》對不同提升用途的鋼絲繩規定了安全系數，便于減少因過載而引發的生產事故。
（4）銹蝕。銹蝕的出現說明鋼絲繩缺少適當的潤滑或礦井淋水較大。在某些情況下，外層鋼絲表面出現明顯的麻坑、銹蝕、變黑等損傷，最終導致斷絲，嚴重縮短鋼絲繩的使用壽命。對于出現外部銹蝕的情況除了建議使用鍍鋅鋼絲繩之外還要注意涂油的情況及潤滑油的類型。
根據實踐證明，豎井用鋼絲繩的損壞多以疲勞斷絲和銹蝕為主要因素，磨損是次要因素；斜井用鋼絲繩的損壞則以磨損和銹蝕為主要因素。對銹蝕比較嚴重的礦井，銹蝕與磨損起互相促進的作用。根據鋼絲繩使用環境的不同和壽命影響主要因素的差異，一般采取潤滑、定期檢查等最常見、最簡單的維護方法。
（1）潤滑。潤滑對鋼絲繩的壽命影響很大，需要注意的是，提升方式不同，選擇的潤滑油的類型也不同，要根據不同的情況合理選擇潤滑油。有資料表明，定期的、系統的潤滑可使鋼絲繩的壽命延長2~3倍。對在用鋼絲繩的檢測發現，維護保養不當的在用鋼絲繩外觀銹蝕嚴重，接觸鋼絲繩外表面有銹皮脫落；拆絲時繩芯干枯，鋼絲表面銹蝕麻坑處處可見。若此類鋼絲繩繼續使用，嚴重威脅設備和人員的安全。
（2）定期檢查。鋼絲繩在工作時受多種應力的作用，如靜應力、動應力、彎曲應力、扭轉應力、接觸應力、擠壓及捻制應力等，這些應力的反復作用將導致鋼絲繩出現疲勞斷絲，另外磨損和銹蝕也是加速斷絲的重要方面。因此應該定期對鋼絲繩進行檢查，發現斷絲及時處理。否則情況發展越來越快，嚴重會發生斷繩事故。在檢查過程中，工作人員一定要認真、仔細的檢查，并作好詳細清晰的檢查記錄。
在使用中的鋼絲繩定期檢驗尤為重要，因為受到礦井環境酸堿程度的影響，鋼絲繩使用環境比較惡劣，油脂脫落、鋼絲銹蝕、磨損加劇等等都一直影響著在用鋼絲繩的性能變化。
4.非穩定載荷和工作環境因素
非穩定載荷，主要是指鋼絲繩受到了劇烈的沖擊振動的載荷。鋼絲繩在使用的過程中，運行速度常常會發生變化，造成沖擊載荷。雖然沖擊載荷不一定會導致鋼絲繩斷裂，但是多次的沖擊，也會嚴重地縮短鋼絲繩的使用壽命。對于那些已經使用了很長一段時間的鋼絲繩，伸縮性會變小，抵抗沖擊性的能力也會變低。所以，要避免運動中極具的變化，這樣可以縮小鋼絲的使用壽命。鋼絲繩在井筒淋水、潮濕以及污染等惡劣環境中，會因為電化學反應的作用和細菌的侵蝕等被腐蝕，這會直接影響到鋼絲繩的使用壽命。所以在惡劣的環境中要勤加油潤滑，還要采用鍍鋅等能有效地防止鋼絲繩的腐蝕的特種繩。
總之，鋼絲繩的使用壽命跟許多因素有關，因此要采用不同措施。在選擇鋼絲繩時，質量要有保障，還要在日常使用中做好鋼絲繩的維護，特別是在腐蝕性的環境中更要做到這些，從而延長鋼絲繩的使用壽命、保證礦井安全并有效率的生產作業，保障提升系統安全高效經濟運行。
