自从2007年江西省全面开展非煤矿山安全生产的检测检验工作以来，提升了矿山企业设备的安全水平，但也暴露出了设备或零配件选型购置上的不少问题. 2008年，江西华安安全生产检测检验中心检测了赣南钨矿山小型提升设备310台，其中提升钢丝绳选择正确的不到1/3.很多矿山企业在提升钢丝绳的选择上存在着盲目混乱的状况，留下了很多安全隐患，主要表现在：不辨识钢丝绳的用途类别、不清楚钢丝绳的结构形式、不通过计算来正确选择钢丝绳的参数以及在钢丝绳的直径和长度的选择上陷入想当然的误区，详情见表 1.

从表 1可以看出，非煤矿山提升钢丝绳选择错误的类型是多样的，有的甚至是几种错误交织在一起，导致“错上加错”.最突出的错误是没有通过计算来选定钢丝绳的参数，即使最低的错误比例，如钢丝绳的结构和长度选择，也占到了被检测的提升系统近1/3.所以，在目前安全要求越来越高，企业追求经济效益最大化的形势下，科学合理地选择提升钢丝绳显得尤为重要.

1 钢丝绳用途类别的选择

提升钢丝绳按用途性质可分为一般用途钢丝绳和重要用途钢丝绳.《一般用途钢丝绳GB/T20118-2006》规定，一般用途钢丝绳适用于机械、建筑、渔业、林业、货运索道等用途^[1].而《重要用途钢丝绳GB8918-2006》规定，重要用途钢丝绳适用于矿井提升、高炉卷扬、石油钻井等行业.矿井提升用钢丝绳必须采用取得了安全标志的重要用途钢丝绳^[2].新钢丝绳悬挂前，均应由有资质的检测机构进行检验（30°以下斜井例外），检验机构出具合格的检定报告后，方可悬挂使用.

2 钢丝绳结构的选择 2.1 钢丝绳的内部构成

矿用提升钢丝绳是丝－股－绳结构，即先由一定数量的细钢丝（直径为0.4~4 mm）捻结成股，再由若干股捻制成绳，绳的中间夹着纤维芯制成.常见的钢丝绳一般由6个绳股组成，如图 1所示^[3].

钢丝绳的绳芯是用具有较大抗拉强度的有机纤维-麻捻制而成，一般由三四股捻成，其作用是储存绳油、防锈和减少内部钢丝的磨损，且可以起衬垫作用，增加钢丝绳的柔软性，还在一定程度上能吸收钢丝绳工作时产生的振动和冲击.此外，也有金属制成的绳芯.金属绳芯断面内金属面积大、抗破断拉力大、耐横向压力、不易变形等优点，但柔软性差、不耐腐蚀，所以，矿井提升多选择有纤维芯的钢丝绳.

2.2 钢丝绳捻制工艺的选择

（1）右捻（Z捻）钢丝绳.绳股捻成钢丝绳时，是自左向右捻转（右螺旋）.其中钢丝在股中捻向与股在绳中捻向相反的，称交互右捻（如图 2）；两者相同的称同向右捻（如图 3）.

（2）左捻（S捻）钢丝绳.绳股捻成钢丝绳时，是自右向左捻转（左螺旋）.其中也分交互左捻（如图 4）和同向左捻（如图 5）.

同向捻钢丝绳比较柔软，表面较光滑，弯曲应力较小，因而使用寿命较长，断丝后断丝头部即翘起，易发现，但有较大的恢复力，容易松散或扭转打结.同向捻钢丝绳在竖井中使用较普遍.交互捻钢丝绳的性质与同向捻钢丝绳相反.在斜井串车提升时，由于摘挂钩频繁，在钢丝绳有自由端的情况下，多选用结构较稳定的交互捻钢丝绳.

2.3 钢丝绳绳股断面选择

按钢丝绳的断面形状分，有圆形股、三角股和椭圆形股3种，后二者又称异形股钢丝绳.

圆形股钢丝绳易于制造，价格低，所以矿山常用这种钢丝绳.

三角股钢丝绳是由6个具有一定螺旋状的等边三角形围绕绳芯紧密扣合而成.三角股钢丝绳与圆股钢丝绳相比，表面平滑圆整，与天轮与滚筒的接触面积大，每根钢丝分担的压力小，耐磨损，寿命远远高于普通圆股钢丝绳.

2.4 绳股中钢丝与钢丝的接触形式的选择

钢丝绳绳股内各层钢丝之间有点、线、面3种接触方式，故按股内各层钢丝之间接触方式分为点、线、面接触钢丝绳.

点接触钢丝绳.股中内外层钢丝以等捻角不等捻距来捻制，一般以相同的钢丝来制造，钢丝间呈点接触状态，如图 6（a），这样，当钢丝绳受到拉伸载荷时，绳内各层钢丝的受力在理论上相等.在实践中发现，这种钢丝绳的缺点是接触应力大，当受拉伸尤其在钢丝绳经过滚筒和天轮时，受到二次弯曲、拉伸和横向挤压，钢丝间的点接触处应力集中而产生严重压痕，由此导致钢丝绳疲劳断裂.

线接触钢丝绳.线接触钢丝绳股中内外层钢丝以等捻距不等捻角（等距离）来捻制，一般以不同的钢丝来制造，丝间呈线接触状态，如图 6（b）.线接触钢丝绳工作时应力低，耐疲劳性能好，结构紧密，金属断面利用系数较高.因此，线接触钢丝绳的寿命高于点接触钢丝绳.

面接触钢丝绳.面接触钢丝绳是将线接触钢丝绳股进行特殊碾压加工、使股内各层钢丝呈面接触.这种钢丝绳具有结构紧密、间隙小、不易变形、破断拉力高、更耐磨损等优点.

我国的非煤矿山企业现推广使用线接触钢丝绳.

3 钢丝绳的抗拉强度选择

《重要用途钢丝绳GB8918-2006》已将钢丝绳的抗拉强度分为1570、1670、1770、1870、1960 MPa 5个级别.从实际的使用效果来看，钢丝绳的抗拉强度并非选得越高越好.钢丝绳的抗拉强度愈高，则钢丝呈脆性，其抗弯曲性能愈差，容易断丝，使钢丝绳的寿命缩短.一般矿井提升多采用抗拉强度为1670 MPa以下的钢丝绳，特别是在斜井提升选用丝径较大的钢丝绳时，其抗拉强度不大于1670 MPa为好.只有在某些已生产的老矿井，当由于井筒延深或要使矿井增产，而需利用已有的提升机，提升钢丝的直径又不能加粗的具体情况下，为了遵守相关规程、规范对提升机安全系数的规定，才考虑采用抗拉强度高的钢丝绳，以适用矿井生产的实际需要.

4 钢丝绳安全系数的选择

安全系数是指钢丝绳全部钢丝拉断力的总和与钢丝绳的计算静拉力之比.要特别指出的是：各钢丝拉断力的总和中不包括试验不合格的钢丝绳拉断力，计算的最大静拉力包括绳端荷重和钢丝绳悬挂长度的重量. 《金属非金属矿山安全规程GB16423-2006》对提升钢丝绳的安全系数作出了规定^[4]，如表 2所示.

（1）竖井单绳提升钢丝绳（如图 7）的安全系数M_a应符合^[4]：

式中：Q_p为钢丝绳所有钢丝破断力之和，/N；Q为一次提升载荷，/N；Q_z为容器自身重力，/N；P为提升钢丝绳每米重量，/（kg·m^-1）；H_c为钢丝绳最大悬垂长度，/m. H_c=H_j+H_s+H_z.

（2）斜井提升钢丝绳（如图 8）的安全系数Ma应满足：

规程规定值（见表 2）

式中：Q_p为钢丝绳所有钢丝破断力之和，/N；Q为一次提升载荷，/N；Q_z为容器自身重力，/N；P为提升钢丝绳每米重量，/（kg· m^-1）；L为钢丝绳最大长度，/m；α为井筒倾角，/（°）；ω₁为容器运行系数，0.01~ 0.015；ω₂为钢丝绳运行时与托辊和底板的阻力系数.

若钢丝绳全部支承在托辊上，可取0.15~0.20；若钢丝绳局部支承在托辊上，取值0.25~0.015；若钢丝绳没有托辊支承而全部在底板上运行，取值0.40~0.60.

斜井提升一般选6股7丝标准钢丝绳，因为这种钢丝绳的钢丝较耐磨.若有面接触钢丝绳供应时，可优先选用.

5 钢丝绳直径的选择

在矿山企业检测检验的过程中，发现很多矿山在进行钢丝绳的直径选择时陷入一个误区：认为钢丝绳的直径选得越大越可靠，这是没有根据的.

在钢丝绳的结构和公称抗拉强度选定之后，查表可初步选定钢丝绳的直径，并且按上述方法校核钢丝绳的安全系数后，还要校核提升设备的滚筒最小直径同钢丝绳直径之比，《金属非金属矿山安全规程GB16423-2006》对此也作出了规定，如表 3所示；校核提升装置的天轮、卷筒、主导轮和导向轮的最小直径同钢丝绳中最粗钢丝直径之比，《金属非金属矿山安全规程GB16423-2006》的规定，如表 4所示.

另外，《金属非金属矿山安全规程GB16423-2006》还规定，卷筒上缠绕两层或两层以上钢丝绳时，卷筒边缘应高出最外层钢丝绳，且高差不小于钢丝绳直径的2.5倍.以上条件满足了，就可确定钢丝绳的直径.

6 钢丝绳长度的选择

和钢丝绳直径的选择一样，也有相当一部分矿山在对钢丝绳长度的截取上存在着想当然的思维，认为钢丝绳越长越好，卷筒上钢丝绳缠绕的圈数越多越好，这是不正确的.钢丝绳的裁截应当遵循以下几方面的要求：

（1）适合井筒长度（高度）；

（2）提升容器下放到井底车场位置时，提升设备的卷筒上应缠绕有3圈以上的钢丝绳，用以减轻固定处的张力，或作定期检验用的补充绳；

（3）提升装置的卷筒缠绕钢丝绳的层数，应符合《金属非金属矿山安全规程GB16423-2006》规定，如表 5所示.

总之，科学而合理地选择提升钢丝绳，不但可以保证钢丝绳的使用寿命延长，还关系到人员的生命安全、设备的可靠运行、矿山的正常生产，不同的使用条件应按照《金属非金属矿山安全规程》的要求选择不同的用途类别、不同结构、不同参数的钢丝绳.