如何提高旋挖钻机钢丝绳的使用寿命
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陈命 %，辉明杨!友
（北 京建材质工地公司，程北京 %； 北探京工程研矿究， 北京 %所 ） % , " " % "! !," ""’ )摘 要： 钢 丝是旋绳钻挖机备使用过设中的重要程耗材消， 料是保也旋证钻机设挖备全安产生重要组的成部件
。从
对丝钢的绳力分析受、 选优等角度发出，阐述提高 挖钻旋钢机丝绳的用使寿命及在旋其施工挖程过中保设备障安全 生、 产低工降综合成本程提高和设利用备率重的性。要 关词：键旋 钻机挖；钢丝 绳； 用寿命使.
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文编章号：（ ） "% " " # ) * $(! ""! "$ # " ! ! " "# !丝上的绳力第拉次二达最大到 ，钢绳的最丝大拉力为钻的 具自重 、旋挖斗钻自重的、钻桶 渣土的内重力和。通过以上之论 述以看出：可 旋挖钻机施工要需频提升、 下繁钻具，降 因此 求钢丝绳耐磨性要好 ，强度。高 （见%表 ） ! " ,国钢产丝绳分类
表%国产 钢丝分绳类 类分 据 依钢绳丝 别类 接触式点按 钢钢丝 的丝 绳接 触中 钢状丝态 与分 优 点丝与钢丝间接触钢应力 大缺 点使用命较寿短
对京建材地质工程北公司和它单位其挖钻旋施机工过 程中用使产钢丝绳的统国计数据表： 每根明国钢丝产绳使的 用寿平命为均挖旋施’ 最工高达 %" " ! "%" "延米， ! " "延米 ，最短仅 （ "!延 ! "米 " 年在北京"大县兴境内地工施工一的台旋 挖机钻 由于，钢绳丝的作环工境不适 〈特例合〉， 旋挖 机钻 施仅了! 工丝钢绳被就坏破） 所以， 作。拥为有 延米钻孔"，旋挖 机钻备的设工施单位 ，有要必旋对钻挖机丝绳的优钢 选、安 、装使 、 用损过程磨行进系统分，析以 到低成本达 、效高率、 安 施工。全! 钢丝 的绳择选要合理 选旋挖优机的钻丝绳钢，首 必须先对挖钻旋钢 机绳的丝工使用情况施以当前及国钢丝产的绳类和特点种进行分 析研究和 然，后 根，据不厂家、同 同不型旋号挖机钻和 备设定额升能提力确定丝绳钢最小直的和径型，类 保以证设 备在工施过程中的安。全 !, !挖旋机钻丝钢的使绳工用况技术要及 旋挖钻求使机的钢用绳丝端一固于定扬机卷的卷筒上， 间通中一个过滑定轮和个导一向，轮将另 一端固定铠于钻杆 上式端提引的上， 器于由有安没动装轮设滑，计所 以求钢丝 绳要绳拉单力大 较（%约 才，保证能提器引能钢丝在绳 反’ 0"1 ）扭力的作用下由旋自， 以保障转起下钻的杆全与安靠。可 此，因旋挖钻机 钢的绳主丝要起提钻升和钻杆的作具用。旋 挖施过程中工 ，升提和降钻下杆，时 作用钢丝在的 力绳一是个交
变
荷载钢。丝绳始开升提时，由 旋于挖斗与地钻 之层间握裹的力及上泥浆覆静压的力， 加上具自重， 钢钻 丝绳上承的负受最荷大一。旦旋将钻斗提离钻挖孔部的底瞬间 ，作 在用丝绳上钢的负突然荷小， 变此时， 挖旋斗与钻层地之 间的握裹消失力 ，孔的泥浆内旋对钻斗挖产向上生的浮力 ，作 用 在钢 绳 丝 的 上 力 最拉小 阻（ 为 重 力 力加 上侧 摩 阻力 ）以。后由于浮越力来小，越作用在钢丝 绳的上力逐拉渐 增， 当大挖旋斗底部离钻钻开孔浆泥面的液间瞬，作 在用
钢线
接式触
丝与钢钢丝之呈间 线状触接 消除了，点接触的二次 弯曲应 价格高 力较， 低了钢丝绳降 工作总时的曲应弯力 ，疲劳耐能好 性能承受大的较向横 力挠性 和弹性较 多高于索道用载承索， 旋 钻机挖很少用 不使能受横向压力，承 不 宜缠绕在筒上，卷耐高 温射性差 不辐承受横能压力向，耐 高温性 差不能受承横压力
向面接
触式 机有芯 麻芯（ 或棉 芯 纤）芯 石棉维
芯
钢 按 绳丝 中绳 芯 分
弹和挠性性高较弹性和 挠性较高，耐 高温性 好较强度 高较 ，能承高受温和横向 压， 适宜 受冲 击力负 荷、 热、 挤 压条下工作件
芯钢
挠较差
性!
, # 丝钢结构绳择选 挖钻旋机一旦定， 卷扬机选已就经定， 钢确绳的丝绳 几槽何尺等寸物参数理固是定， 的因，此选择钢丝 的直绳必 径须足旋挖满钻机使说明书中的要用。求据根 2 ／ / —3 & %’ ’旋挖钻机选 $ 优 & &% $附表 4提的供丝钢绳主用要途推荐，表
收
稿期：日! " " !# " $ # % %作 简者介： 辉陈 ， 男 （汉（族 ）， 安太徽湖人 ，北建材京质地工程司工公程， 探矿工程专师业， 事从土工岩程项管理， 桥梁、目桩基设计和 % & $ #’）施 工工，作 北京南市渠， （湖） ； 明杨友（ ，男（ 族汉） ，川武四胜，人 北京矿工探程研所究工师程， 机设计及理械专论业， 士，硕" % " $( & ) ) "* + %& ’$ # （ ））。 从事 岩土钻工掘具研的发作， 北工京市淀区海院学路!万 数方据 &， " 号% "’! !)% ’ *+
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拉强 "! $# % &’ ) (构结钢的丝。这绳种钢绳丝特点的是 ：高， 度冲耐， 击润滑性能好 但，丝钢刚绳性较。 !大* " 丝绳钢度的长优选 据多年的根施经验， 旋工钻挖钢机绳长度的选择丝要需注 意以下个因"：素 一是当具钻出提口孔卸渣时 钻具中，心 、 定滑轮线 导、向轮 、钢绳丝于卷扬位位置应在同的竖一平 面直内 ；二在是障保全的情安况下，钢 丝绳短越好。越由于 当钢丝绳全缠绕在卷部机上， 当钢扬丝绳一第层缠绕满， 后 跳第二到层时 ，钢绳自丝身一有相个
互摩的擦程， 过在钢丝绳跳 的地方， 跃钢丝绳磨损快， 因此，最若 孔钻度深是不深 很时 ，卷上筒丝绳钢不宜过超"层 ，丝钢总长度绳为孔、 钻深机高度 之， 和再余剩 + !, -". 较适比。宜# 影 响丝绳寿命钢主的因要素 # *!钢丝 的绳滑润性和能表特面性 先，首由 钢丝于在定绳轮滑上动移 ，与将定轮产生滑 一定摩的擦 ，如果丝钢没有绳滑润 将，产生较大的摩阻力， 不 但钢丝擦绳容损坏，易而 且可有能破坏定轮滑 ，造机械成故事 因。，此 钢绳的丝润滑能和性面特表性接影响直钢绳的丝用 使寿， 命持钢保丝绳润滑好良 ，清， 表洁不面能泥土有 砂砾及 、铁等屑杂物 ，且消并除丝钢内绳部力 张（通常俗语 叫泄“” 劲） 不是忽能的。视# *# 钢绳与卷扬丝机联结的况状这是 影 响钢 丝 绳 使用 寿 命的 一 个非 常 重 要 的 因素 。北京某 工地的一新到台挖钻旋就出机类似现 情 "年,月， 况。由-于钢装绳丝没有仔细时查检，固 定钢丝的螺绳穿栓 卷筒侧过进壁入卷筒， 内入部进不到 "分 .结果钻只 " 进， 延.， 一米新的根口进丝钢绳即被螺栓刮。因坏此， 装组钢 丝时必须检绳查卷筒内壁卷及轴否光滑， 是槽是否绳整规 排，绳器工作 是可靠否 此外。 钢，丝绳提与引器联结状的况直接 关到设备使系用的安程度全，也是影 钢响丝绳使用寿的一命个键关因 。素丝钢与提绳器引的接应该连考 虑以下几问个题： 是绳卡的一置位 方向及 绳、卡的格、规 数量间距和，等必 须按规 要定使用求，正确的 卡布置绳和 方向图如+ 所 ；示 二是引提充器 润分滑， 转自旋灵由活 三是提；器引端 通上销过轴索与套环具联结， 且相过 定滑轮通轮铅垂而下槽的钢丝绳提引与器的 轴处在同线一垂铅上线 。 *# $导 向轮运转的活灵程 当卷度筒内丝绳由钢左右排绳向时， 导向 应轮随丝绳左钢右动摆 避， 钢丝 绳免与 导 向 轮 轮 之槽 的间相 互 摩擦 ，造成钢绳丝过的磨损。早 #* " 滑轮的磨损程度及润定滑使 用新轮滑时， 钢绳丝与轮之间滑 过通图可"以看： 出接的面触小较，摩 阻力擦较小， 随着滑轮磨损， 钢丝绳与滑
的图+钢丝 夹绳的 正确布置法
方量过超丝钢绳直径一的时， 半丝钢与滑绳之轮的间摩擦阻力达 极到限， 丝绳钢在轮滑中动非移容易常损坏被 因，就应 此该尽更换快轮滑
。
图 定滑轮磨"对钢损丝寿命的影绳
响
同，时滑 轮的润滑也关系到钢丝绳磨损的度。速前目， 挖旋钻机滑的轮滑润式有"种形 ：种一是计设用于加有润滑 的油黄嘴，油 通黄过嘴油润滑油将入到注承中进行润轴滑，这种 滑方式润简单 、方、便实用 便于设，维备
护人员定期对 轮滑滑润 另一种是安；装预时将润先油加在滑承轴中， 滑运 行轮时自润，滑这种 滑方润必式定期须滑将中轮的承拆卸出轴 来 增添，润油，滑对 施工位和单设备护维员来人说，滑 保轮养不方便。 $ 设备作时操与丝钢有关绳的注事意项 ）（避 免常性经冲击载。荷旋钻挖在机工过施程中产 生+冲 荷载击因的素有 墩：钻头、提 升程中过度不均速和匀钻提 时由孔内阻力的影于产生的响载荷变化。肉用眼以观察 可： 当钢丝绳到冲击荷载受， 时钢绳变细变丝长，钢 丝（） 股变 松弛 ，且伴钢有丝绳滑脂从润 丝（股）间飞溅出 来。此因 ，提 当升难困， 回转 （时当用使砂钻捞时只斗反能转）与 提升不能同 时进， 因为回转行生的产摩阻擦力样也会同附加于丝钢 绳， 上会对丝钢造绳不成要必的劳疲破。坏（ ） 放钻具时下，特别 是斗钻部底接近底时孔 应，慢放 下" 速降度 防，止丝绳钢放过多、 过快， 下使松弛的丝钢打卷绳，形 成死， 弯毁钢丝坏绳。 （ ）倒桅杆时， 放于由“ 额” 头主卷与的扬距缩离， 应随 / 短时回收钢丝绳，防 钢丝止绳卷筒在排上列混， 乱损毁丝钢绳。（ ） 竖立 杆时， 主卷桅扬应处自于由落下态状， 为因时卷此 0 扬机 、向轮导 定滑轮和、引器提之间于处非正工常作状态 因此，，如果主 卷被锁扬， 定丝绳将钢因受额承外荷产载生疲劳 （。） 钢 绳丝用使一时段后， 将间出润现滑不良的象，现 因 , 此应时均匀及涂抹少量钢丝绳润脂，滑保证钢丝 良好绳润。滑（ ） 输运过中，程 将钢应丝绳捆牢扎固 防止，必要不磨 1的损 更不，能让丝钢在运绳输中途掉来， 沿着马路拖下走着 ， 将丝绳钢损。坏" 钢 绳丝的废 因报为用的使特殊，性 钻进一旦出中现钢绳丝断裂故事 ，附将造带其成孔它事故的内生 （如发埋钻 卡钻等、 ） ，此因 ，必 须引起工人施的员度高视。重由于旋转钻 机产生商厂建议照按’2 30 / 标#准规范和选择 钢丝绳 ；时同 考虑，到几乎内进国旋口钻机都挖采用国产钢丝 ，国家绳 有 4 5,—# 6" 7 1标准 。综合上"种以素，因（ 下第转" 1页）
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据数轮 之的间接面触逐增加，渐 擦摩力增大阻， 当旧轮的滑磨
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矿岩浆管道在内的上返动 流何将水力如落射来的下屑矿通过井内柱管 可靠 高效、输送到地地也面是孔钻水力矿采容不忽视 的问题水力。送输节环先必首须考虑屑矿的密、 粒度范围和在升举液度中的合理布浓分度， 同应结 合相应时孔的深和管对径举升液密的度、流 性变、流量 流速进行优及化计， 设使其有较既好悬浮输的屑能
力， 有又较低流的动力阻 保，证屑的有效输矿送 避 、免复破重碎及以进合行理泵送设的备选择固。颗体 在粒体流中沉的速度研降究确定是计设基础工 作的，应切合 实际考虑升举的液态、 流流速分、 颗布 粒形的状规则不群和颗的相粒互作对用降的影沉。 在响孔钻力水矿采， 准确控制中泵量以 可分选“ ”同不粒径的矿颗岩粒，当 速流定时一 ，一某径粒寸尺 以下颗粒高的效返上 ，而较的大粒则颗能上返， 不 续接继受水枪“洗礼” 使径变小粒 直到，到上达条件返 。与纯体液相比，用气体或 液气混物进合水力 行举时，升 道管的流动中况要复杂状多得。因气体为 可的压缩很性， 其大压程缩度接受直力压控。制含 气升举液在中管返流上时， 动于由孔深沿力压不， 致同其密使度 、流速粘度和孔随深而有大的变化较 反 过；，来密度、 速和流粘度又恰恰影了沿响阻力程失 损即定决压了力的化变， 因此气含举液升动参流数之间的关系 相互制约是复的杂数关函系一。个明显的现 是地表象口处出有极具的高速流而井底在的积体 流却很缓慢。速此， 因量定究出研气含升举流液 速孔深沿的化规变律对钻水孔采矿具有重要力意。 义" 区地采层稳的定 着随孔内矿岩被采体， 出采开的孔径扩段大，形 一定成规模的下洞穴。地这种穴引洞的地起层力应（
接上"第 #） 页者建议笔旋钻机挖钢丝用报废绳时注意以应几点： 下 （） 于旋由钻挖钢丝绳机提引与联接端部器经常浸泡 ! 在浆泥， 中常非容易产腐生，蚀所 以应经常查钢检丝卡绳的紧 固和钢性丝端部绳的断情丝， 况在提若引端器部近附出明 显现断的现丝象，可将短 部丝切分， 除重新与提再引联器接，但 是 ，切在过程除中 ，必保须证钢绳的丝总长， 度足在满筒上卷缠绕 最圈少的数要求。（ ） 由 旋于挖机钻卷在缠绕筒丝绳的钢层处换易容生 " 摩擦和产损磨， 别是缠绕钢丝绳时， 特第一层由满后缠跃跳 第至层的瞬二间， 钢丝相绳互擦非常摩重， 严容产易断生和 拉丝裂现象，若 断丝到报废要求，达应 即报立。 废（ ）缠绕 卷筒，时静止 钢丝绳由于的受运动钢到丝绳 的#万方 数 据挤压 可能产，生断、丝 形变、绳股 出挤或丝钢出挤象现一。旦
失衡地和层移位可能使钻孔上覆有地发生层失破 坏稳，有可能 致以下几方面导危害： （ 的 出）地层现整向体塌陷下，造 成面构地筑破 ! 物。这种情坏，况 在浅水力采孔时更矿易发。生 （） 地层的位 移、 破坏 ，有能损可坏上地层部 "中的其它设 ， 如施有原道巷 竖、、井 下地线管。等 （ ）壁孔的严坍重塌 会，造成、 卡钻孔中埋水 采
# 具的钻故。事 ） （重严坍塌致使体矿顶以板上非矿层的岩 石$大 量落入采层段水，开 采来上将的非矿岩石。 是此为 ，必须对力采水矿层进行地稳定性预测、计 算。一 般律， 采规段径直越， 洞大穴稳性越差。控定 制水采矿力的段落直岩径，使 其处安全在范内围 ，这 确对保全安 、高效地行水采进工是很施必要。 从理的上论水采对区层地进形成行穴情洞况的 下力应 应变、析分算，计 确定安的水全采径， 直以运可用力学和数学 法方实来现。但， 是先首要对层环 境地和采区形空做出态付诸可论理推导算计合理简的化。 例，如假设地层为 质连续弹均体性，采空区 近似为圆柱形 ，孔下视石岩无限是或半无体限， 体无穷按远处 作的均用布荷载成原形应力地， 把采场段当空 作无或限半限无性弹体中的平应变问题面来考虑 。这等， 按样弹性学力 有限元、法 ，结合材并料度强理论 就，能得获水地层采力应 应、变分布状态，和并 能 出安全水得采的制直控径 当然。，地 层情和况水采洞穴的状况是相当复 的杂， 尤是其岩的不均石匀和性地层构的结异突，性 往使往按理想件条计算的果结与实际产较生大的误 。差因此， 在理论计做算分析时 应，据根细地层资详 料等， 理对过程论行进要的必正， 对修算结计果行进 可靠性度程分析切和实际的合调整
出现钢丝绳。局径部增大减小， 或分被压扁部情况等一之者 则，应即立报废钢绳。丝（ ）钢丝 绳直径损磨达! 应到即报立。废$ %&以上时， 外，另 所对有废报钢丝，绳检 验人应分析员损坏其报和废原因， 便以新更换钢的丝绳免避出现似类损的。坏" 语结旋挖 钻在机施工程中， 过应严按规范格操作， 期定验检钢 丝绳磨的损腐蚀情及况，并认 真做好现场护维、 养和施 工保录， 这些记记录可用预测给来定型的钢类绳在丝挖旋钻机使 用的有效性上，能并有 效调整备维设修序程及制备用控钢丝 的库存量等绳 ，提高钢丝绳使用的命，寿 从降而低本，成提 高工施业的综企合济效经。
益!!!
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如何提
高挖旋钻钢机绳丝使用的命
寿作者 作：者位单：刊名： 英文 名： 年刊卷，期)： 被引(用次： 陈辉， 数明杨友陈辉(北 建材京质工程公司,北地,京00112)0， 杨明(北友探京矿工研究程所北,京,000138) 矿工探-程土岩掘钻程工 EXPOLARIOT NEGINNEEINR(GOCRK& SILODR ILILG AND TUNNENLNIG 20)20，() 60
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