巨型工程輪胎廢棄原因及提高其理想廢棄率的途徑

侯 彥 君， 宋 自 平， 謝 軍

(中國(guó)水利水電第十工程局有限公司，四川 成都 610072)

1 工程概述

蒙育瓦萊比塘(Letpadaung)銅礦項(xiàng)目位于緬甸聯(lián)邦共和國(guó)西北部實(shí)皆省(Sagaing)南部，系蒙育瓦銅礦礦化帶內(nèi)四個(gè)銅礦段中最大的一個(gè)。礦山基建剝離期為17個(gè)月，基建剝離工程量為50 000 kt，其中出產(chǎn)礦石量為2 760 kt；生產(chǎn)服務(wù)期32 a，其中穩(wěn)產(chǎn)期31 a，減產(chǎn)期1 a，生產(chǎn)期年采剝總量為69 000 kt，其中年采礦石量為30 350 kt，堆浸日處理礦石量為92 kt/d，濕法煉銅生產(chǎn)能力為100 kt/a高純陰極銅。

萊比塘銅礦床礦石密度為2.55 t/m3，礦石硬度f(wàn)=9，質(zhì)地較為堅(jiān)硬，平均礦體厚度約140 m，賦存較深，采用深凹型露天礦坑開(kāi)采。根據(jù)礦山礦巖硬度和賦存條件，萊比塘銅礦采用牙輪鉆機(jī)穿孔爆破、大型液壓挖掘機(jī)采裝、大型自卸汽車運(yùn)輸?shù)拈g斷式開(kāi)采工藝。截止2018年初，采剝項(xiàng)目配置了63臺(tái)、載重91 t的TR100自卸汽車和10臺(tái)、載重236 t的NTE260電動(dòng)輪自卸汽車。TR100自卸汽車配置的是2700R49型巨型工程輪胎，NTE260電動(dòng)輪自卸汽車配置的是50/80R57型巨型工程輪胎，每年消耗巨型工程輪胎在300條以上。

2 巨型工程輪胎的使用情況

該項(xiàng)目采購(gòu)的巨型工程輪胎品牌主要有米其林、固特異等，輪胎材質(zhì)為全鋼絲子午線輪胎。米其林輪胎在該項(xiàng)目的平均使用壽命約為8 370 h，其中有30%的使用壽命在4 800 h內(nèi)，有12%的使用壽命在1 400 h內(nèi)，廢舊輪胎的胎面耐磨紋剩余厚度為0～9 mm(接近磨完)的僅有17%，根據(jù)廠家測(cè)算資料，胎面耐磨紋磨耗能達(dá)到75%的輪胎使用壽命可達(dá)到約12 000 h；固特異輪胎在該項(xiàng)目的平均使用壽命約為7 300 h，其中有19%的使用壽命在4 800 h內(nèi)，有5%的使用壽命在2 000 h內(nèi)，僅有極個(gè)別輪胎的胎面耐磨紋達(dá)到了基本磨完的程度，使用壽命達(dá)到12 000 h左右。筆者針對(duì)巨型工程輪胎大部分未達(dá)到理想的磨損狀態(tài)就被迫廢棄的原因進(jìn)行了深入探討，以期進(jìn)一步提高本項(xiàng)目巨型工程輪胎的理想廢棄率。

3 巨型工程輪胎非理想廢棄的原因分析

經(jīng)過(guò)對(duì)廢棄巨型工程輪胎進(jìn)行檢查分析得知：造成巨型工程輪胎未達(dá)到理想磨損狀態(tài)就被迫廢棄的原因主要有：

(1)輪胎偏向磨損。

造成輪胎偏向磨損的原因主要有：礦石裝載重心偏向一側(cè)，使輪胎受力不均；經(jīng)常有重載急彎轉(zhuǎn)向甚至急彎轉(zhuǎn)向時(shí)有超速的情況；汽車超載運(yùn)行，輪胎胎壓過(guò)低，使輪胎與地面接觸面大而造成輪胎兩邊與地面接觸而形成早期磨損；輪胎沒(méi)有及時(shí)換向使用或換向使用時(shí)機(jī)把握不準(zhǔn)，同一個(gè)車軸新舊輪胎混用，不同磨損程度的輪胎混用時(shí)的匹配度選擇不合理而造成輪胎外傾角不協(xié)調(diào)。

(2)輪胎徑向磨損。

造成輪胎徑向磨損的原因主要有輪胎胎壓過(guò)高，使輪胎的變形量過(guò)大；雨季路面濕滑造成輪胎打滑；礦坑道路坡度過(guò)陡時(shí)，后側(cè)輪胎承受的重量過(guò)大，也會(huì)加快輪胎的徑向磨損。根據(jù)廠家建議的設(shè)計(jì)理想數(shù)據(jù)，汽車后胎的承重一般為整車的67%，如果坡度過(guò)陡，后胎就會(huì)承受超載重量，嚴(yán)重者將會(huì)使后胎的性能降低40%。

(3)輪胎胎面分離。

造成輪胎胎面分離的原因主要有汽車高速運(yùn)行使輪胎溫度過(guò)高產(chǎn)生熱剝離現(xiàn)象；輪胎胎壓過(guò)高將造成汽車運(yùn)行過(guò)程中輪胎溫度過(guò)高產(chǎn)生熱剝離現(xiàn)象。萊比塘銅礦地處熱帶季風(fēng)氣候地區(qū)，常年氣溫較高，特別是每年的4、5月份，氣溫高達(dá)40 ℃以上，輪胎正常胎壓一般為90～100 Psi，當(dāng)汽車在高溫下運(yùn)行1h以上，輪胎胎壓就可能上升到120 Psi，如果長(zhǎng)距離高速運(yùn)行，輪胎溫度就會(huì)過(guò)高，胎壓甚至可能上升到130 Psi以上，極有可能產(chǎn)生輪胎胎面分離現(xiàn)象。

(4)意外切割損害。

造成輪胎意外切割損害的原因主要有胎面耐磨紋橡膠被成塊磕掉，胎面順耐磨紋紋溝被石塊楔入，輪胎側(cè)面被劃傷，且其多發(fā)于汽車后輪。特別是在裝載點(diǎn)和卸載點(diǎn)，全部為挖掘機(jī)或推土機(jī)推平的道路，路面平整度差，石塊較多，自卸汽車倒車時(shí)后輪容易與后面的礦石堆發(fā)生撞擊或擠壓，與側(cè)向的礦石堆發(fā)生摩擦。另外，在運(yùn)輸?shù)缆沸逼露?、轉(zhuǎn)彎段礦石容易拋撒，拋撒到路面的礦塊如不及時(shí)清理，容易扎破過(guò)往車輛的輪胎。

(5)使用性能降低。

巨型工程輪胎使用性能降低的表現(xiàn)主要有兩個(gè)方面：一是輪胎胎壓過(guò)高或過(guò)低會(huì)嚴(yán)重降低輪胎的使用性能。根據(jù)廠家提供的數(shù)據(jù)，輪胎胎壓若超過(guò)正常值20%，輪胎的性能將會(huì)降低25%；輪胎的胎壓低于正常值20%，輪胎的性能將會(huì)降低30%；二是運(yùn)輸?shù)缆仿访娌黄?，坑洼多，道路環(huán)境惡劣，增大了摩阻力，加快了輪胎耐磨紋的磨損速度。

4 提高礦山巨型工程輪胎理想廢棄率的途徑

經(jīng)研究分析，筆者認(rèn)為：提高礦山巨型工程輪胎理想廢棄率的主要途徑有提高輪胎的使用管理和維護(hù)水平、強(qiáng)化輪胎的日常監(jiān)測(cè)、改善輪胎的使用環(huán)境和提高輪胎橡膠性能與礦山特性的匹配度等。

4.1 提高輪胎的使用管理和維護(hù)水平

提高輪胎的使用管理和維護(hù)水平主要體現(xiàn)在加強(qiáng)裝載點(diǎn)和卸載點(diǎn)的管理水平、避免汽車超載運(yùn)行和超速運(yùn)行、提高汽車駕駛員的駕駛水平、提高輪胎維護(hù)工對(duì)輪胎的維護(hù)水平等方面。

輪胎的意外切割損害大部分發(fā)生在裝載點(diǎn)和卸載點(diǎn)，因此，提高裝載點(diǎn)和卸載點(diǎn)場(chǎng)地的平整度，避免較大礦塊突?？梢员苊獯蟛糠值氖瘔K楔入損害；提高挖掘機(jī)司機(jī)的裝車水平，保證裝載料重心不偏，適度裝載、不超裝，可以減少輪胎的偏向磨損。

避免汽車超載運(yùn)行和超速運(yùn)行可以避免因輪胎溫度過(guò)高和胎壓過(guò)高而產(chǎn)生的熱剝離及胎面分離損害，亦可以減輕胎壓過(guò)低時(shí)對(duì)輪胎兩側(cè)的磨損。

提高汽車駕駛員的駕駛水平，讓其更好地掌握汽車性能，更熟悉運(yùn)輸線路及裝載點(diǎn)、卸載點(diǎn)情況，能夠有效減少其倒車時(shí)對(duì)后側(cè)輪胎的意外切割損害。避免其長(zhǎng)距離超速運(yùn)行使輪胎溫度過(guò)高，避免在急轉(zhuǎn)彎時(shí)超速運(yùn)行對(duì)輪胎的側(cè)向磨損和機(jī)械損害。

提高輪胎維護(hù)工對(duì)輪胎的維護(hù)水平，適時(shí)對(duì)輪胎磨損程度進(jìn)行檢查，及時(shí)換向使用以減輕輪胎的側(cè)向磨損，同軸選用磨損程度相匹配的輪胎，避免輪胎外傾角不協(xié)調(diào)造成的輪胎加速磨損或側(cè)向磨損；加強(qiáng)對(duì)輪胎胎壓的檢測(cè)，嚴(yán)格每班點(diǎn)檢制度，增加高溫季節(jié)班中檢測(cè)頻度，及時(shí)補(bǔ)氣或放氣，將輪胎胎壓控制在合理的范圍內(nèi)；加強(qiáng)對(duì)輪胎氣門(mén)等配件的檢查，避免其損壞或故障對(duì)檢測(cè)輪胎胎壓的影響；及時(shí)對(duì)因輕微損害出現(xiàn)的橡膠皮、塊進(jìn)行處理或割除，避免其撕裂造成更大的損害。

4.2 改善輪胎的使用環(huán)境

改善輪胎的使用環(huán)境主要是提高運(yùn)輸?shù)缆返穆访嫠?，加?qiáng)道路維護(hù)，采用合理的坡度、改善平豎曲線、加強(qiáng)排水措施等。

提高運(yùn)輸?shù)缆返穆访嫠?，加?qiáng)道路維護(hù)可以顯著提高輪胎的使用壽命。在該項(xiàng)目基建剝離期，運(yùn)輸路線的路面以石渣路面為主且坑洼較多，道路路面摩擦力較大，更易造成石塊楔入和啃掉膠塊等損害，巨型工程輪胎的平均使用壽命僅有4 000～6 000 h。生產(chǎn)期運(yùn)輸路線路面采用碎石鋪筑，采用平地機(jī)刮平和壓路機(jī)碾壓提高了路面平整度，改善了摩阻力，并在日常加強(qiáng)了道路維護(hù)力度，及時(shí)清理掉拋撒在路面的礦塊，巨型工程輪胎的使用壽命逐步達(dá)到目前的7 000～8 000 h。

自卸汽車合理的道路運(yùn)行坡度為不超過(guò)8%，局部最大不超過(guò)10%，可以保證汽車輪胎受力合理，以提高輪胎的使用壽命。改善道路的平豎曲線，減小道路轉(zhuǎn)彎段特別是急轉(zhuǎn)彎段的平豎曲線，適當(dāng)降低內(nèi)弧高程并提高外弧高程，有利于改善汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)輪胎的受力條件，降低輪胎磨損和機(jī)械損害程度，提高其使用壽命。

對(duì)于礦坑坑底局部有水路面應(yīng)做好邊溝及管涵等排水設(shè)施，使汽車在干燥路面行駛；雨季下雨路面濕滑時(shí)暫停施工，可以避免汽車涉水時(shí)對(duì)輪胎的切割損害和輪胎打滑時(shí)的磨損。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐統(tǒng)計(jì)分析，雨季的輪胎消耗速度比旱季快30%以上。

4.3 強(qiáng)化對(duì)輪胎的日常監(jiān)測(cè)

輪胎的日常監(jiān)測(cè)主要為輪胎胎壓和輪胎溫度的監(jiān)測(cè)，避免因輪胎胎壓過(guò)高或過(guò)低而影響輪胎的使用性能，降低其使用壽命。

4.4 提高巨型工程輪胎橡膠性能與礦山特性和環(huán)境的匹配度

萊比塘銅礦地處熱帶季風(fēng)氣候地區(qū)，常年氣溫較高，特別是每年的4、5月份，氣溫高達(dá)40 ℃以上，因此，所使用的輪胎必須具有良好的耐熱性。萊比塘銅礦為高硫化銅礦床，其礦石、坑內(nèi)滲水均為弱酸性，具有一定的腐蝕性，因此要求輪胎及其輪輞要具有一定的耐腐蝕性能。鑒于礦石的硬度較高，因此要求輪胎的耐磨紋硬度、耐磨度等與礦石硬度相適應(yīng)。

5 結(jié) 語(yǔ)

萊比塘銅礦采礦項(xiàng)目巨型工程輪胎的消耗在采礦生產(chǎn)成本中占有較大的比例。因此，提高巨型工程輪胎的理想廢棄率，從而提高輪胎的平均使用壽命是降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)管理水平的重要途徑之一。筆者從造成巨型工程輪胎的非理想廢棄原因著手分析，歸納出提高礦山巨型工程輪胎理想廢棄率的途徑，以期持續(xù)提高輪胎的平均使用壽命，達(dá)到降本增效的目的。