重大提升运输设备钢丝绳检测暨钢丝绳在线自动监测研究经济效益分析报告

重大提升运输设备钢丝绳检测暨钢丝绳在线自动监测研究经济效益分析报告（中国煤炭工业协会技术鉴定报告节选）编者按：冀中能源峰峰集团，为解决钢丝绳检测瓶颈，采用国际领先的“TCK·W钢丝绳在线自动检测系统”，有效解决了钢丝绳检测的技术难题，消除了一大安全隐患。峰峰集团此项科技成果转化，直接投入钢丝绳检测系统仅百余万元，年增效益近3亿元，取得了1：300的高额回报，创造了科技兴企的成功案例，为我们提供了宝贵的创新经验。据国家安全生产管理总局发布的全国煤炭安全生产状况综合分析数据，全国煤炭系统因钢丝绳问题所造成的重、特大恶性事故仅次于顶板和瓦斯事故，是煤炭系统第三大灾难事故。作为一个大类特定用途的金属构件，钢丝绳的使用仍旧处于非受控状态，钢丝绳使用上的不安全、不经济、不效率，是各个工业领域企业与设备管理部门普遍反映的严峻问题。目前钢丝绳检测依赖的是“目视、手摸、卡尺量”。因为靠传统检测方法无法定量描述在用钢丝绳的损伤情况，所以更为严重情况是：尽管在用钢丝绳的使用性能始终处于不可逆的衰变当中，但人们却始终无法准确衡量这种衰变已经达到的严重程度。因剩余承载能力接近极限引发的安全事故隐患、因缺少科学依据而提前报废造成的浪费，也就同时存在于钢丝绳运行的各个领域。对设备使用者而言，钢丝绳的使用管理面临着诸多瓶颈：一是作业环境通常较为恶劣，令设备管理的不可控因素增多，管理难度加大；二是企业生产不断追求高效率和高效益，设备负荷进一步加重；三是目前采用的检测手段仍不能令管理者准确掌握钢丝绳及相关设备设施的技术状况；四是钢丝绳及相关设备的维护检修耗时费力，大量挤占生产作业时间，并需付出高额成本；五是安全责任重于泰山，但钢丝绳断绳事故依然屡屡发生，危害及影响重大，损失不容忽视。针对上述情况，我们与洛阳TCK.W检测技术有限公司联合开展了“重大提升运输设备钢丝绳实时在线监测暨钢丝绳安全管理系统”的研究及开发试制工作，该课题总投资128万元，采用了我国自主创新，处于国际领先水平的弱磁检测技术，定制化配备了模式组合检测单元、多功能数采转换单元、声光预警单元、终端程序主令控制单元等功能单元，可以对在役钢丝绳内外部疲劳、断丝、磨损、锈蚀等各种损伤实施全天候工作监视。从而有效解决了钢丝绳人工检查方式的种种弊端，为实现重要设备“安全、节约、高效”运行提供了全新的技术保证。经过两年的实践检验，该技术成果已在峰峰集团生产现场成功应用，为生产单位与设备管理部门提供了有力的安全保障，并显示了突出的社会和经济效益。一、社会效益重大提升运输设备钢丝绳实时在线监测暨钢丝绳安全管理系统，与传统的钢丝绳检测及管理方式相比，从八个主要方面有力地强化了对钢丝绳的安全保障作用。.120.煤矿安全分析·探讨序号对比项目传统检测及管理方式TCK.W钢丝绳在线自动监测1作业方式人工手摸目测卡尺量国际领先的高灵敏无损探伤2采样密度间隔采样，易漏检连续密集采样，无漏检3人员要求富有检测经验、体能充沛室内操控，不受人为因素影响4作业难度受制于环境、生产进度等在线实时监测，不受环境和生产进度影响5检测结果的可靠性只能发现明显的外部损伤对内外部损伤包括疲劳定量检测6检测结果的系统性零散记录，可追溯性差保存全部有价值数据，随时可追溯7对设备管理的参考价值无可比性，参考价值低可分析损伤的形成发展规律8技术判定仍需定期更换新绳可依据相关技术规范定量判定剩余强度、剩余寿命或安全系数通过钢丝绳数据库和管理系统的建立与运行，将彻底改变过去陈旧的钢丝绳管理理论和管理方法，对安全生产的意义重大。通过实施全程检测、监测、维护等管理系统，极大的提高矿山重大提升运输设备的本质安全程度，有效防止提升安全事故，其安全效益和社会效益十分显著。二、经济效益采用TCK·W系统后，企业除取得显著的安全性避险效益外，经济效益也十分突出：1、提高设备生产运行效率根据《煤矿安全规程》第三百九十一条等规定：“提升钢丝绳、罐道绳必须每天检查1次”，并且人工检查时绳速不得超过0.5m/s。峰峰集团大淑村矿、九龙矿过去检测钢丝绳正常时的每天耗时为1.5小时，薜村矿需1小时，如遇钢丝绳异常情况进行仔细检查耗时更长。采用TCK·W系统后，在生产的同时即完成了检测，仅此一项，各矿每年分别提高产能6.3%、6.3%和4.2%，按照核定作业能力，三个矿年产煤量分别为150万吨、210万吨和150万吨，每年至少可分别提高产量9.4万吨、13.1万吨和6.3万吨，合计达到28.8万吨。按照当年煤炭综合价格1000元/吨计算，采用TCK·W系统后在同等工作排班制度下新增产值2.88亿元。2、消除人工检查能耗通过现场实测，峰峰集团大淑村矿提升高度780m，四绳摩擦绞车配用电机800kw×2。人工检绳时绳速0.3～0.5m/s，检查时实际功耗386kw，完成一次人工检查需耗电579度/次，由2名检测工同步检测，每天完成一遍检测需耗电1040度；九龙矿情况与大淑村矿相同；薛村矿提升高度220m，单绳缠绕绞车配用电机630kw×1。人工检绳时绳速0.3～0.5m/s，检查时实际功耗152kw，每天完成一次人工检查需耗电152度，三矿合计单日检查能耗达到2200度。采用TCK·W系统后，按照核定工作时间330天/年计算，每年节约的检测能耗达到72.6万度。3、节约钢丝绳用量以大淑村矿为例，主井提升绳一次换绳的用绳成本为40万元，换绳工费25万元，停产和调整净缩短开工时间达到5天。采用TCK·W系统后，为延长钢丝绳的实际使用寿命提供了科学的检测依据。从冀中能源峰峰集团的整体层面来考量，往年钢丝绳使用量约1240吨，用绳成本约1050万元。实际上每年由于钢丝绳突发的异常情况而导致的临时换绳占有相当大的比重，初步估算约占1/3，采用TCK·W系统后，用绳成本的节约已成现实，每年约为200万元。总之，采用TCK·W钢丝绳在线实时安全监测管理系统提高了设备本质安全程度，减少了维护时间，提高了产量，节约了检测能耗和用绳成本，直接经济效益近3亿元人民币，安全效益更加突出，具有重大的应用及推广意义，是一套优异的提升运输设备安全技术方案。冀中能源峰峰集团有限公司技术交流：[e-mail]