平朔东露天矿卡车轮胎损伤分析及控制.pdfVIP

第 3 1卷第 3期 2 0 1 6年 3月 露天 采矿技 术 Op e n ca s t Min in g T e ch n o l o g y V o l _31 No 3 Ma r 2 0 1 6 D O h 1 0 1 3 2 3 5 cn k i h cm 2 0 1 6 0 3 0 1 5 引用格式 ： 刘维玉， 姚国栋， 韩峰 平朔东露天矿卡车轮胎损伤分析及控制 J 露天采矿技术， 2 0 1 6 ， 3 1 ( 3 ) ： 5 0 5 2 平朔东露天矿卡车轮胎损伤分析及控制 刘维玉， 姚 国栋 ， 韩峰 ， 赵俊 ( 中煤平朔集团东露天矿 ， 山西 朔州 0 3 6 0 0 6 ) 摘要： 以东露天矿现用卡车轮胎为研 究对象， 从 司机驾驶行为 、 作业环境 、 轮胎修复、 更换等 方 面系统分析造成轮胎正常磨损和非正常磨损的原因， 提出通过改善运输道路质量、 加强轮胎气压 检测 、 跟踪管理、 制定轮胎考核办法及轮胎反承 包措施 ， 降低生产成本 ， 提高经济效益。 关键词： 轮胎 ； 磨损 ； 损伤 ； 更换 中图分类号： T D 8 2 4 文献标志码： B 文章编号： 1 6 7 19 8 1 6( 2 0 1 6 ) 0 30 0 5 00 4 An a l y s is a n d co n t r o l o f t r u ck t ir e d a ma g e in Pin g s h u o Ea s t Op e n - p it M in e L I U We iy u ， YAO Gu o d o n g ，HAN F e n g ， Z HAO J u n ( E a s t o p e n - p it Mi n e ， C h in a C o a l P i n g s h u o G r o u p Co ， L t d ， S h u o z h o u 0 3 6 0 0 6 ， C h i n a ) Ab s t r a ct ： T a k i n g t r u ck t i r e s a s t h e r e s e a r ch o b j e ct ， t h e a u t h o r a n a l y z e s t h e ma s o n s o f ca u s in g t ir e n o r m a l w e a r a n d a b n o rmal w e a r f r o m t h e d r iv e r s d r iv i n g b e h a v i o r ，w o r k e n v ir o n me n t ，t i r e r e p a i r a n d r e p l a ce me n t a s p e ct s ，a n p r e s e n t s t h e me a s u r e s o f imp rov i n g t r a n s p o r t a t i o n r o a d q u a l i t y ，s t r e n g t h e n i n g t h e t i r e p r e s s u r e d e t e ct io n ，t r a ck i n g ma n a g e me n t ，f o rm u l a t in g t i r e a s s e s s me n t me t h o d a n d tir e r e v e r s e co n t r a ct t o r e d u ce p r o d u ct io n co s t a n d imp r o v e t h e e co n o mic b e n e fi t Ke y wo r d s ：t ir e ；we a r a n d t e a r ；ma s o n ；me a s u r e 东露天矿是继安太堡 、 安家岭露天矿之后 ， 平朔 公司开发建设的第 3座特大型露天煤矿 ， 是国家煤炭 工业“ 十一五” 规划重点建设项 目， 包括露天矿、 选煤 厂、铁路专用线 3 个单项工程，设计生产能力 2 0 0 0 万 t ， 服务年限 7 5年。该矿采用单斗一 卡车间断工艺 、 电铲一 自移式破碎机一 带式输送机一 排土机 、电铲一 卡 车一 端帮破碎口一 运煤巷道半连续工艺及外包剥离相 结合的综合开采工艺。 现有 9 3 0 E卡车 2 6台、 7 3 0 E卡 车 7台、 7 8 9 B卡车 6台、 7 8 9 C卡车 1 2台、 1 7 0 D卡车 1 7台 ， 总计 6 8台， 且这些卡车均为进 口设备 ， 每年消 耗轮胎为 1 8 02 0 0条 ， 约为生产成本的 2 0 。 轮胎消耗是露天矿生产成本的重要组成部分 ， 其变动情况直接影响着总成本的变化11。如何减少 卡车轮胎消耗， 特别是如何减少轮胎刺破、 割伤、 爆 收稿 日期 ： 2 0 1 5 1 0 1 8 作者简介 ： 刘维玉( 1 9 6 4 _ - ) ， 男， 内蒙古呼和浩特人， 毕 业于辽宁工程技术大学采矿工程专业， 从事露天矿采矿设计 及生产管理 2 0余年，现任中煤平朔集团公司东露天矿生产 部主管。 5 0 裂 、 割伤剥离等非正常损伤 ， 事关整个露天矿的生产 总成本。合理降低轮胎损耗，将会节约大量生成成 本 ， 特别是在当前煤炭市场低迷、 煤价连续下跌 的市 场形势下 ， 更有利于企业 的节能降耗。 东露天矿在降低卡车轮胎消耗方面做 了大量工 作 ，取得 了一定成 绩 ， 2 0 1 5年上 半年 轮胎单 耗与 2 0 1 4年轮胎单耗相比 ， 同比降低 3 5 9 3， 本文主要 介绍一些经验和好的做法 ，为其它露天矿山降低轮 胎消耗提供借鉴。 1 轮胎消耗分析 根据该矿卡车轮胎磨损情况的统计数据 ， 对轮胎 磨损的原因进行技术分析。 东露天矿轮胎主要由米其 林和石桥两家 国外厂家提供 ，通过东露天矿 2 0 1 4年 卡车轮胎消耗统计 ( 表 1 ) 可以看出轮胎消耗 的主要 形式有磨平、 割伤、 割伤剥离、 爆裂， 磨平为轮胎正常 消耗形式 ， 割伤 、 割伤剥离( 一般指胎面剥离 ， 原因是 胎面先割伤， 在运行过程 中由于割伤引起胎面橡胶与 胎体钢丝层分离) 、 爆裂为非正常消耗情况 。 第3 1 卷第3 期 2 0 1 6年 3月 露天采矿技术 Ope n c a s t Mining Te ch n o l o g y V o 1 3 1 N o 3 Ma r 2 01 6 表 1 东露天矿 2 0 1 4年卡车轮胎消耗统计表 条 根据统计数据可知 ， 其 中磨 平 占 3 3 9 5 、 割伤 占 1 6 6 7 、 割伤剥离 占4 2 5 9 、 爆裂占 4 3 2 、 其它 占 2 4 6 。9 3 0 E卡车使用型号为 5 3 8 0 R 6 3轮胎 ， 其 中磨 平 占 2 6 8 7 、割 伤 占 4 4 8 、割 伤 剥 离 占 6 4 1 8 、 爆裂 占 4 4 8 、 其 它 占 0 0 0 ；7 8 9 7 3 0卡 车使用型号为 3 7 0 0 R 5 7轮胎 ， 磨平 占 4 6 8 7 、 割伤 占 2 0 3 1 、 割伤剥离占 2 3 4 3 、 爆裂 占 3 1 2 、 其它 占 6 2 5 ； 1 7 0 D卡车使 用型号 为 3 6 0 0 R 5 1轮胎 ， 磨 平 占 2 2 5 8 、 割伤 占 3 5 4 8 、 割伤剥离 占 3 5 4 8 、 爆裂 占 6 4 5 ， 其它 占0 0 0 。 由此可见该矿轮胎消耗异常 ，主要表现为割伤 、 割伤剥离等非正常消耗， 正常消耗仅为 1 3 ， 而非正常 消耗为正常消耗的 2倍 ，其 中9 3 0 E卡车割伤剥离消 耗轮胎 、 1 7 0卡车割伤消耗轮胎所 占轮胎消耗总数最 大， 7 8 9 、 7 3 0卡车轮胎消耗基本正常， 具体情况见表1 。 2 轮胎损伤分析 影响轮胎寿命的主要因素有轮胎气压、 车速、 坡 度 、 路面质量 、 曲线 、 维修保养 、 轮胎质量等 ， 轮胎寿命 的计算一般 以小时为单位 ， 计算轮胎寿命时 ， 应考虑 不同作业条件下的轮胎寿命系数 2 】 ， 其计算公式为 ： T= ( 尼 k b k 。 k a “ k e “ f k s k h ) 式中 ： k 为汽车保养( 包括轮胎充气) 系数 ； |i 为 行驶速度影响系数 ； |j 为道路 曲线影响系数 ； k 为路 面影 响系数 ； 后 。 为轮胎荷载 系数 ； 为轮胎位 置 系 数 ； k 为坡度系数 ； k 为其它条件及综合影响系数 。 综合考虑上述影响因素 ，结合东露天矿实际生 产条件 ， 分别从卡车司机操作行为 、 现场气候 、 道路 坡度等实际作业环境及轮胎检测方面对轮胎损耗进 行如下分析。 2 1 司机 操作 行 为 ； 东露天矿作为新建矿山， 新 司机 占 4 0 左右 ， 其 驾驶技术和现场工作经验相对不足，不能根据实际 作业环境进行科学、 合理的操作 ， 主要有以下几种 ： 1 )部分司机为增加 当月收入 ，片面追求产量 ， “ 抢量” 情况严重 。 在作业过程 中经常超速行驶 ， 同时 对轮胎气压 、 沟深及胎面磨损检查不仔细 ， 有时甚至 在明知气压不足的情况下 ， 为不影响当班产量不汇报 处理 ， 致使轮胎长时间欠压运行 ， 造成轮胎负荷增加 ， 强度下降， 温度升高 ， 磨损增加 ， 从 而缩短使用寿命 。 2 ) 对作业环境观察不仔 细 ， 在作业面、 道路 、 排 土场不避让掉块 ， 随意碾压 ， 造成轮胎割伤或者刺破 。 3 ) 不能根据作业环境合理控制车速 ， 在坡道 、 转 弯处 、 排土场等该减速的地方不减速 ， 该避让的地方 不避 让 。 4 ) 对陌生作业环境 的道路状况不熟悉 ， 特别是 夜间作业 ， 照明条件不 良， 容易出现碾压 、 碰撞 、 剐蹭 路面掉块现象 ， 导致轮胎割伤、 刺破 、 爆裂时有发生 。 2 2作业 环境 1 ) 通过该矿轮胎消耗分析可知 ，1 3 3个月 轮胎消耗总数为全年轮胎消耗的 4 3 4 ，且主要消 耗为割伤剥离 ， 7 9 3个月轮胎消耗为全年轮胎 消耗的 2 0 1 ， 磨平、 割伤、 割伤剥离各占 1 3 。如表 2东露天矿 2 0 1 4年月度轮胎消耗统计表所示 ， 主要 因为东露天矿所处区域气候分 区属中温带季风气候 区域 ， 为典型的大陆性季风气候 ， 冬季严寒 、 最低气 温一 3 2 4 ，极端最高气温 3 7 9 ，轮胎主要成分为 橡胶 ， 冬季气温较低 ， 橡胶容易变硬发脆 ， 在碾压掉 块时容易造成割伤 ， 由于冬季为保证安全运输 ， 增加 附着力 ， 适当降低轮胎气压 ， 这样就增加 了胎面磨损 面积， 加速轮胎磨损； 该矿区7 9 3 个月气温高， 降雨多 ， 降水量 占全年降水量的 7 5 ， 因为作业 面、 运输道路、 排土场基本物料为岩石 ， 经过雨水不断冲 刷 ， 部分较为锋利 的岩石裸露在外面 ， 容易刺破碾压 在上面的轮胎【 。 表 2 东露天矿 2 0 1 4年月度轮胎消耗统计 条 月份 磨平 割伤 割伤剥离 爆裂 其它 累计 51 0 0 9 O O 6 1 O 3 O O O O O O O O O l 1 O O 0 O O 3 O 2 O 0 n 9 掩O O 3 3 OO 0 5 4 3 3 O O 5 5 O l O 5 2 3 5 O 0“O“O 5 l 2 3 4 5 6 7 8 9 m U 第 3 1 卷第 3期 2 0 1 6年 3月 露天采矿技 术 Op e n ca s t Min in g T e c h n o l o g y Vo 1 3l No 3 Ma l“ 2 01 6 2 ) 运输道路弯道较多 、 坡度和路 面质量 尚未达 到设计标准 ， 受东露天矿前期搬迁征地影响， 工作帮 推进相对滞后， 作业空间十分有限， 使得运输道路坡 度大、 转弯急现象十分普遍。 如工作面和道路转弯半 径 ， 运输道路拱坡参数不符合道路工程技术标准4 1 ， 卡车在弯道上行驶时 ，由于内轮差的原 因使得弯道 内侧 的轮胎滚动的距离较短 ，而绕 回转 圆心的滑动 磨擦较大。 在长距离坡道运输时 ， 卡车多为重载上坡 行驶， 轮胎容易产生高温而出现热剥离， 胎面胶体与 钢丝分离脱落 ， 造成轮胎早期异常磨损 。 2 3轮 胎检 测 一 般情况下 ， 轮胎检测 主要 为轮胎气压测试 、 轮 胎外部检查 、 轮胎适时调位及保养维护几个方面。 1 ) 轮胎气压必须保持在标准状态， 气压过高、 过 低都会对轮胎的使用寿命产生影响。 气压过高时， 胎 面的接地面积减小 ， 单位面积上的压力增大 ， 加速胎 冠的磨耗。在作业过程中 ， 轮胎帘线过度伸张， 产生 疲劳 ， 使轮胎更容易被岩块刺破5 ， 同时在坑洼不平 的路面上行驶 ， 轮胎花纹产生不均匀磨损 ， 会造成轮 胎早期爆裂。 气压过低时 ， 轮胎的法 向变形和横向变 形增加滚动阻力增大 ， 产生过度挠曲， 使胎面与地面 产生相对滑移和胎冠两肩磨损现象 ，国外统计数据 显示 ， 充气量为 9 0 的轮胎 ， 寿命降低 5 ； 充气量 为 5 0 时 ， 其寿命降低 5 0 6 J 。因此充气不足会增加 轮胎的消耗轮 ， 胎只有按标准气压充气 ， 才能更好地 节约轮胎消耗 ， 降低运输成本。 2 ) 部分司机作业前忽视轮胎检查 ， 对轮胎气压 、 胎面橡胶掉块 、卡大块及异常磨损等没有做到及时 发现 ， 及时处理 ， 使割伤的轮胎未及时得 到修补 ， 造 成轮胎磨损增加 ， 有的甚至因此失去翻修可能 ， 有时 两侧轮胎气压相差较大时， 造成胎面磨损不均匀 ， 加 快磨损速度， 大幅度降低使用寿命。 3 ) 露天矿实际生产情况 ， 每班卡车转向、 掉头频 繁 ， 一般为几十次左右 ， 有的甚至达到上百次 ， 前轮 负荷加上工况恶劣与后轮磨损相对较快。对于不满 足达到前轮调位 的轮胎未及时处理 ，造成前轮轮胎 强度下降， 从而影响寿命。 3 应对措施 3 1 改善运输道路质量 长期以来 ， 道路修筑和养护是我国露天矿山的薄 弱环节 ， 不良路 面对轮胎的破坏作用极大 ， 东露天矿 十分重视道路修筑和养护工作， 专门成立了质量标准 5 2 化小组 ， 配备技术精湛 、 现场经验丰富的工作人员， 负 责矿坑作业面、 排土场修垫及运输道路的修筑维护， 对 于坑洼不平 、 翻浆处一经发现便及时进行高标准、 高质 量修垫。 在修筑坡道时， 科学合理选择坡道预留位置 ， 保证坡道量充足， 严格按照标准坡度 、 宽度进行 ， 保证 一 次修筑到位， 待完全达到要求路面质量后才启用。 加强平路机 、 推土机 、 洒水车等辅助工种监督 和 管理， 合理划分工作范围， 实行承包责任制， 制定详 细的考核标准 ，充分调动操作人员的工作积极性和 主动性， 最大限度发挥设备的作业效率。 同时要综合 考虑采 、 运 、 排工作环节 ， 为缩短卡车运距 ， 减少长距 离爬坡 ， 建立双环运输高段扇形排土系统 ， 使卡车运 距保持在 2 5 k m左右， 基本控制在经济运距范围之 内，同时避免了长距离爬坡运输，减轻道路维护压 力 ， 提高了路面质量 ， 降低轮胎消耗 。 3 2 建立轮胎寿命跟踪制度 该矿建立 了卡车轮胎实施寿命跟踪制度 ，为每 台卡车每条轮胎建立 E x ce l 数据档案 ，由专人负责 记 录轮胎型号 、 更换时 间、 位置 ， 对轮胎的投放 、 使 用 、 调位 、 损坏 、 报废全过程实行全方位跟踪 ， 每月 向 司机实时公布轮胎使用小时数、 更换等数据。 同时对 异常磨损轮胎进行系统分析 ， 从司机操作技术 、 实际 作业情况 、 轮胎质量等几个方面查找原因， 分别制定 应对措施 。要求轮胎厂家技术人员每 13监测轮胎沟 深和气压 ，对于气压过高或过低的轮胎进行及时处 理， 保证轮胎气压符合标准 ， 对于沟深达到调位要求 的进行及时更换 ， 及时处理轮胎偏磨现象 ， 新更换轮 胎按时进行二次紧固， 保证轮胎安全运行 。 同时轮胎 在进行调位 、更换之前必须 由生产部 门进行现场确 认 ， 得到答复后才能进行更换。 3 3 合理轮胎考核 为激励 司机珍惜爱护轮胎 ， 提高责任意识 ， 严格 按章操作 ， 检查轮胎 ， 在驾驶过程 中精力集 中， 及时 避让道路大块 、 浮石 、 凹坑及其它 障碍物 ； 实时控制 速度 ， 合理选择制动模式 ， 尽力减少刹车使用频次 ， 灵活掌握车速 ， 自觉避免超速行为， 东露天矿将轮胎 消耗与司机绩效工资进行挂钩 ， 建立轮胎奖罚制度 ， 按照周期对每台卡车轮胎使用寿命进行分析 ，并根 据使用小时数进行奖罚 ，对因人为原因造成非正常 损害的卡车司机、辅助设备人员及相关管理人员进 行处罚 ， 提高轮胎的使用寿命 。 3 4 实行 轮胎 反 承 包办 法 ( 下转第 5 6页 ) 第 3 1 卷第3期 2 0 1 6年 3月 露天采矿 技术 O p e n ca s t Mi n i n g T e ch n o l o g y Vo l _31 No 3 Ma r 2 01 6 浏览 、 查询 。 5 ) 集成资源储理管理 、 防治水管理 ： 实现基础数 据 网上填报 ， 集 中存储和 自动汇总生成各类报表 。 6 ) 地测防治水办公 自动化 ： 公告发布 、 通知 、 内 部邮件 、 技术交流等办公 自动化。 7 ) 地测防治水信息综合查询功能： 用户登录地 测信息网络管理平台按权限不同可对地质 、 测量 、 防 治水 、 储量的图纸 、 数据 、 文档及报表实现一体化管 理或查询。 公司、 矿井各级领导和部门可以通过 网络 随时随地查询 、 了解、 分析矿井动态地测防治水信息。 的信息及时直通； 结合规程规范和平朔实际研制 专业软件 ， 实现地质 、 水文地质 、 测绘 、 防治水 、 储量 管理等基层业务工作的规范化 、 自动化 ， 提升基础工 作质量； 建立管理和查阅系统， 实现业务管理、 信 息报送查阅的全面化； 逐步取消纸质办公， 提高效 率 ， 节省费用。 公司地测防治水信息化管理系统的建成运行 ， 标志着公司地测 防治水信息化管理上一个新台阶 ， 将全面提升公司地测工作规范化程度 ，进一步增强 安全生产信息化服务能力。 5 经济及社会效益 参考文献 ： 地测防治水信息化管理系统的建设实现了专业 图形的快速 自动化生成 、 专业报表的自动统计以及图、 文 、 表到公司的远程报送 ， 节省了大量的人力 、 物力与 财力 ， 同时绘图与相关专业技术人员的工作量大大减 少 ， 提高了工作效率。 系统面向网络技术应用， 可方便 地实现矿 内地测远程联网、 水文监测应用 ， 实现基于 I n t e me t 的集团公司网络监督管理 、远程指挥与调度 管理 ， 这大大促进 了公司对安全生产的监督与管理 。 地测防治水信息化管理系统 的建成实现 了对整 个公 司所有地测工作链 的有效管理 ，主要体现在 5 个方面 ：全公司地测防治水工作全面实现信息化 管理；实现基层信息与公司各层级管理技术人员 史衍让 ， 刘桥喜 煤矿地测信息化管理的现状与展望 J 山东煤炭科技 ， 2 0 0 1 ( 1 ) ： 5 5 。 5 8 刘桥喜， 毛善君， 雷小平 基于 B S模式煤矿地测远程 管理系统的实现 J 煤炭科学技术 ， 2 0 0 3 ( 1 ) ： 1 1 1 4 刘海滨 ， 丁雷 我国矿业行业信息化水平的比较研究 J 中国矿业， 2 0 0 4 ( 2 ) ： 8 0 - 8 3 毛善君 ， 刘桥喜 ， 马蔼乃 “ 数字煤矿” 框架体系及其应 用研究 J 地理与地理信息科学 ， 2 0 0 3 ( 4 ) ： 5 6 5 9 王菲 ， 李远， 李志朋 地测空间信息系统在煤矿资源储 量管理中的应用E J 企业技术开发， 2 0 1 1 ， 3 0 ( 1 8 ) ：1 7 1 张爱霞 地测信息化管理在