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編者按： 冀中能源峰峰集團，為解決鋼絲繩檢測瓶頸，采用國際領先的“TCK·W鋼絲繩在線自動檢測系統(tǒng)”，有效解決了鋼絲繩檢測的技術難題，消除了一大安全隱患。峰峰集團此項科技成果轉(zhuǎn)化，直接投入鋼絲繩檢測系統(tǒng)僅百余萬元，年增效益近3億元，取得了1：300的高額回報，創(chuàng)造了科技興企的成功案例，為我們提供了寶貴的創(chuàng)新經(jīng)驗。
據(jù)國家安全生產(chǎn)管理總局發(fā)布的全國煤炭安全生產(chǎn)狀況綜合分析數(shù)據(jù)，全國煤炭系統(tǒng)因鋼絲繩問題所造成的重、特大惡性事故僅次于頂板和瓦斯事故，是煤炭系統(tǒng)第三大災難事故。
作為一個大類特定用途的金屬構件，鋼絲繩的使用仍舊處于非受控狀態(tài)，鋼絲繩使用上的不安全、不經(jīng)濟、不效率，是各個工業(yè)領域企業(yè)與設備管理部門普遍反映的嚴峻問題。
目前鋼絲繩檢測依賴的是“目視、手摸、卡尺量”。因為靠傳統(tǒng)檢測方法無法定量描述在用鋼絲繩的損傷情況，所以更為嚴重情況是：盡管在用鋼絲繩的使用性能始終處于不可逆的衰變當中，但人們卻始終無法準確衡量這種衰變已經(jīng)達到的嚴重程度。因剩余承載能力接近極限引發(fā)的安全事故隱患、因缺少科學依據(jù)而提前報廢造成的浪費，也就同時存在于鋼絲繩運行的各個領域。
對設備使用者而言，鋼絲繩的使用管理面臨著
諸多瓶頸：一是作業(yè)環(huán)境通常較為惡劣，令設備管理的不可控因素增多，管理難度加大;二是企業(yè)生產(chǎn)不斷追求高效率和高效益，設備負荷進一步加重;三是目前采用的檢測手段仍不能令管理者準確掌握鋼絲繩及相關設備設施的技術狀況;四是鋼絲繩及相關設備的維護檢修耗時費力，大量擠占生產(chǎn)作業(yè)時間，并需付出高額成本;五是安全責任重于泰山，
但鋼絲繩斷繩事故依然屢屢發(fā)生，危害及影響重大，損失不容忽視。
針對上述情況，我們與洛陽TCK.W檢測技術有限公司聯(lián)合開展了“重大提升運輸設備鋼絲繩實時在線監(jiān)測暨鋼絲繩安全管理系統(tǒng)”的研究及開發(fā)試制工作，該課題總投資128萬元，采用了我國自主創(chuàng)新，處于國際領先水平的弱磁檢測技術，定制化配備了模式組合檢測單元、多功能數(shù)采轉(zhuǎn)換單元、聲光預警單元、終端程序主令控制單元等功能單元，可以對在役鋼絲繩內(nèi)外部疲勞、斷絲、磨損、銹蝕等各種損傷實施全天候工作監(jiān)視。從而有效解決了鋼絲繩人工檢查方式的種種弊端，為實現(xiàn)重要設備“安全、節(jié)約、高效”運行提供了全新的技術保證。
經(jīng)過兩年的實踐檢驗，該技術成果已在峰峰集團生產(chǎn)現(xiàn)場成功應用，為生產(chǎn)單位與設備管理部門提供了有力的安全保障，并顯示了突出的社會和經(jīng)濟效益。
一、社會效益
重大提升運輸設備鋼絲繩實時在線監(jiān)測暨鋼絲繩安全管理系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的鋼絲繩檢測及管理方式相比，從八個主要方面有力地強化了對鋼絲繩的安全保障作用。
序號 | 對比項目 | 傳統(tǒng)檢測及管理方式 | TCK.W鋼絲繩在線自動監(jiān)測 |
1 | 作業(yè)方式 | 人工手摸目測卡尺量 | 國際領先的高靈敏無損探傷 |
2 | 采樣密度 | 間隔采樣，易漏檢 | 連續(xù)密集采樣，無漏檢 |
3 | 人員要求 | 富有檢測經(jīng)驗、體能充沛 | 室內(nèi)操控，不受人為因素影響 |
4 | 作業(yè)難度 | 受制于環(huán)境、生產(chǎn)進度等 | 在線實時監(jiān)測，不受環(huán)境和生產(chǎn)進度影響 |
5 | 檢測結果的可靠性 | 只能發(fā)現(xiàn)明顯的外部損傷 | 對內(nèi)外部損傷包括疲勞定量檢測 |
6 | 檢測結果的系統(tǒng)性 | 零散記錄，可追溯性差 | 保存全部有價值數(shù)據(jù)，隨時可追溯 |
7 | 對設備管理的參考價值 | 無可比性，參考價值低 | 可分析損傷的形成發(fā)展規(guī)律 |
8 | 技術判定 | 仍需定期更換新繩 | 可依據(jù)相關技術規(guī)范定量判定剩余強度、剩余壽命或安全系數(shù) |
通過鋼絲繩數(shù)據(jù)庫和管理系統(tǒng)的建立與運行，將徹底改變過去陳舊的鋼絲繩管理理論和管理方法，對安全生產(chǎn)的意義重大。通過實施全程檢測、監(jiān)測、維護等管理系統(tǒng)，極大的提高礦山重大提升運輸設備的本質(zhì)安全程度，有效防止提升安全事故，其安全效益和社會效益十分顯著。
二、經(jīng)濟效益
采用TCK·W系統(tǒng)后，企業(yè)除取得顯著的安全性避險效益外，經(jīng)濟效益也十分突出：
1、 提高設備生產(chǎn)運行效率
根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第三百九十一條等規(guī)定：“提升鋼絲繩、罐道繩必須每天檢查1次”，并且人工檢查時繩速不得超過0.5m/s。峰峰集團大淑村礦、九龍礦過去檢測鋼絲繩正常時的每天耗時為1.5小時，薜村礦需1小時，如遇鋼絲繩異常情況進行仔細檢查耗時更長。采用TCK·W系統(tǒng)后，在生產(chǎn)的同時即完成了檢測，僅此一項，各礦每年分別提高產(chǎn)能6.3%、6.3%和4.2%，按照核定作業(yè)能力，三個礦年產(chǎn)煤量分別為150萬噸、210萬噸和150萬噸，每年至少可分別提高產(chǎn)量9.4萬噸、13.1萬噸和6.3萬噸，合計達到28.8萬噸。按照當年煤炭綜合價格1000元/噸計算，采用TCK·W系統(tǒng)后在同等工作排班制度下新增產(chǎn)值2.88億元。
2、消除人工檢查能耗
通過現(xiàn)場實測，峰峰集團大淑村礦提升高度780m，四繩摩擦絞車配用電機800kw×2。人工檢繩時繩速0.3～0.5m/s，檢查時實際功耗386kw，完成一次人工檢查需耗電579度/次，由2名檢測工同步檢測，每天完成一遍檢測需耗電1040度;九龍礦情況與大淑村礦相同;薛村礦提升高度220m，單繩纏繞絞車配用電機630kw×1。人工檢繩時繩速0.3～0.5m/s，檢查時實際功耗152kw，每天完成一次人工檢查需耗電152度，三礦合計單日檢查能耗達到2200度。采用TCK·W系統(tǒng)后，按照核定工作時間330天/年計算，每年節(jié)約的檢測能耗達到72.6萬度。
3、節(jié)約鋼絲繩用量
以大淑村礦為例，主井提升繩一次換繩的用繩成本為40萬元，換繩工費25萬元，停產(chǎn)和調(diào)整凈縮短開工時間達到5天。采用TCK·W系統(tǒng)后，為延長鋼絲繩的實際使用壽命提供了科學的檢測依據(jù)。
從冀中能源峰峰集團的整體層面來考量，往年鋼絲繩使用量約1240噸，用繩成本約1050萬元。實際上每年由于鋼絲繩突發(fā)的異常情況而導致的臨時換繩占有相當大的比重，初步估算約占1/3，采用TCK·W系統(tǒng)后，用繩成本的節(jié)約已成現(xiàn)實，每年約為200萬元。
總之，采用TCK·W鋼絲繩在線實時安全監(jiān)測管理系統(tǒng)提高了設備本質(zhì)安全程度，減少了維護時間，提高了產(chǎn)量，節(jié)約了檢測能耗和用繩成本，直接經(jīng)濟效益近3億元人民幣，安全效益更加突出，具有重大的應用及推廣意義，是一套優(yōu)異的提升運輸設備安全技術方案。
冀中能源峰峰集團有限公司
技術交流：wm@wmndt.com
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