銅坑礦盲斜井卸礦站曲軌變形原因分析及處理

摘要：礦山提升過(guò)程中卸礦站受到箕斗的沖擊以及在箕斗重力的作用下導(dǎo)致卸礦站曲軌變形或產(chǎn)生一個(gè)凹陷的弧坑，卸礦站受損則會(huì)影響正常的安全生產(chǎn)，通過(guò)對(duì)卸礦站曲軌的變形以及凹陷的弧坑進(jìn)行分析，找出造成變形及產(chǎn)生弧坑的原因，討論其處理方法和工藝。

關(guān)鍵詞：曲軌變形；弧坑；原因分析；處理措施

概述

2#豎井工區(qū)是廣西華錫集團(tuán)銅坑礦下屬單位，主要以提升礦石為主。而盲斜井是礦石運(yùn)輸至地面的重要環(huán)節(jié)之一，1#、2#盲主斜道傾角均為25°，1#盲主斜道長(zhǎng)278m，2#盲主斜道長(zhǎng)473m，從放礦站至卸礦站均鋪設(shè)材質(zhì)為U70Mn規(guī)格為43kg/米的鋼軌。卸礦站（圖1所示）是整個(gè)盲斜井提升系統(tǒng)中的關(guān)鍵一環(huán)，它的作用是引導(dǎo)后卸式箕斗進(jìn)去其內(nèi)部曲軌，從而使礦石順利卸入下一個(gè)流程的溜井。

隨著2#豎井工區(qū)的年提升量由最初的30萬(wàn)噸逐年增加至2014年后的168萬(wàn)噸。由于產(chǎn)量的增加，設(shè)備運(yùn)行的時(shí)間相比原來(lái)有了大幅度的增加，設(shè)備的使用壽命也逐漸降低。而卸礦站就是典型的例子，卸礦站是有立柱橫梁以及曲軌等組成，箕斗進(jìn)卸礦站時(shí)，第一時(shí)間接觸的就是曲軌，在箕斗的沖擊下，曲軌發(fā)生變形、脫焊斷裂，嚴(yán)重的部位甚至有凹陷的弧坑出現(xiàn)。

1.曲軌變形、脫焊、產(chǎn)生凹陷弧坑原因分析

1.1經(jīng)過(guò)卸礦站發(fā)生的多次故障發(fā)現(xiàn)，造成曲軌變形的主要原因曲軌承載面受力不平衡。而造成曲軌面受力不平衡的主要原因是卸礦站整體結(jié)構(gòu)發(fā)生變形，當(dāng)卸礦站整體結(jié)構(gòu)往外擴(kuò)時(shí)，箕斗進(jìn)站時(shí)箕斗的卸載引輪與曲軌接觸面較小，局部受力大，當(dāng)接合面小于30mm時(shí)，曲軌與箕斗卸載引輪接觸部位受力過(guò)大使其變形，并加快其磨損，在較短時(shí)間內(nèi)形成坡囗，箕斗進(jìn)站時(shí)卸載引輪易從曲軌坡囗處滑出，出現(xiàn)脫軌現(xiàn)象；而當(dāng)卸礦站整體結(jié)構(gòu)往里收時(shí)，箕斗進(jìn)站時(shí)箕斗卸載引輪與曲軌側(cè)面直接發(fā)生摩擦，導(dǎo)致曲軌側(cè)面焊縫磨損，降低了焊接強(qiáng)度，曲軌受箕斗重壓下產(chǎn)生變形、脫落。

1.2產(chǎn)生弧坑的原因：箕斗進(jìn)站時(shí)，運(yùn)行速度仍然較快，瞬間對(duì)卸礦站的喇叭口造成一個(gè)嚴(yán)重的撞擊，由于每天有竟200-230次撞擊。而曲軌下部的襯筋過(guò)少，兩相鄰襯筋間的跨度過(guò)大，而曲軌在多次受到箕斗撞擊后，致使曲軌變形、或產(chǎn)生凹陷的弧坑（圖2所示），嚴(yán)重時(shí)還會(huì)使焊縫爆裂，導(dǎo)致局部曲軌脫落。

2.曲軌的處理措施

2.1曲軌變形處、弧坑處割除與安裝

2.1.1 測(cè)量并記錄有變形、弧坑的一段曲軌長(zhǎng)度、寬度，用割槍沿著損壞曲軌原有的焊縫把曲軌割除，并把殘留的焊渣也清理干凈，然后用角磨機(jī)把母材表面及周圍20mm打磨拋光、露出金屬光澤。

2.1.2 制作兩塊新曲軌，新曲軌與損壞曲軌長(zhǎng)度不變，由于卸礦站整體結(jié)構(gòu)發(fā)生變形，短時(shí)間內(nèi)無(wú)法將其完全復(fù)位，只能將新的曲軌的寬度做出改變，保證箕斗卸載引輪進(jìn)站卸礦時(shí)與曲軌接觸面達(dá)到為80mm-100mm。然后利用專用的壓力裝置將新制作出來(lái)的曲軌按圖紙尺寸壓制成圓弧形。

2.1.3 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)比修整合適并去除氣割殘留的熔渣，保證換上后與原有的曲軌表面平齊。由于第一塊曲軌（下層曲軌）（圖3所示）與側(cè)板焊接后會(huì)形成一道焊縫，第二塊曲軌（上層曲軌）壓在第一塊上面時(shí)則會(huì)不平整，所以需要將第二塊新曲軌割出合適的坡口（圖4所示），然后用角磨機(jī)去除破口處滲碳層至露出金屬光澤，在第二塊曲軌焊接時(shí)，坡口與之前的焊縫形成對(duì)接，保證新曲軌與側(cè)板成垂直狀態(tài)。

2.1.4 安裝第一塊曲軌后（下層曲軌），為防止曲軌在焊接過(guò)程中受熱變形或因底板有弧度，產(chǎn)生曲軌不緊貼側(cè)板，在焊接前應(yīng)做好防止形變的措施：使用自制夾緊裝置將上、下層曲軌夾緊，使上層曲軌與下層曲軌之間緊密結(jié)合。如果更換曲軌過(guò)長(zhǎng)，則需要多個(gè)夾緊裝置同時(shí)配合。

2.1.5 在安裝好的曲軌下方加裝三角襯筋進(jìn)行加固，襯筋高度為100mm-150mm，寬度與曲軌一致，兩相鄰襯筋之間距離不能超過(guò)80mm-100mm。

2.2 焊接材料、設(shè)備選擇

根據(jù)曲軌與側(cè)板的厚度以及其材料特性，選擇的焊接形式為手工電弧焊，焊條為4mm的酸性焊條，型號(hào)為（E422）。焊機(jī)可采用交流焊機(jī)，也可采用直流焊機(jī)。使用焊接電流為120A-180A左右。

2.3焊接工作步驟

2.3.1 清理掉落在焊接區(qū)域的粉塵和銹渣，讓焊接處表面保持清潔，防止粉塵和銹渣在焊接過(guò)程中受熱形成雜質(zhì)和氣泡破壞焊縫內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

2.3.2 安裝第一塊（下層曲軌），將第一塊新曲軌垂直的靠在側(cè)板上，采用點(diǎn)焊對(duì)下層曲軌進(jìn)行加固。點(diǎn)焊方式采取對(duì)角點(diǎn)焊，長(zhǎng)度為20mm-30mm。每點(diǎn)焊一段應(yīng)保留250-350mm之間距離， 確保在點(diǎn)焊和全焊過(guò)程中不會(huì)發(fā)生焊縫拉裂現(xiàn)象。

2.3.3 在下層曲軌下部加上襯筋，襯筋加完之后，然后將下層曲軌牢固的焊接在側(cè)板與對(duì)接處，焊接完成后使用敲雜錘對(duì)焊渣進(jìn)行清理，目測(cè)焊縫表面應(yīng)無(wú)裂紋、無(wú)夾渣、無(wú)氣孔、焊縫兩邊無(wú)未焊透等缺陷為合格。

2.3.4 使用自制夾緊裝置在上層曲軌與下層曲軌加緊，然后將上層曲軌焊接在下層曲軌的上面。

3.結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)對(duì)曲軌的整改后，觀察箕斗空斗進(jìn)站運(yùn)行和滿載進(jìn)站卸礦運(yùn)行都沒(méi)有出現(xiàn)不良的問(wèn)

題，而因箕斗門擺動(dòng)弧度過(guò)大致使箕斗門不關(guān)以及箕斗門下門軸與門鉤頂死等問(wèn)題有了實(shí)質(zhì)性的改善。今后在工作中若有出現(xiàn)類似設(shè)備故障，可以很好的借鑒以上工藝實(shí)施，對(duì)今后解決工作實(shí)際問(wèn)題具有較大的參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]焊工技師/高級(jí)技師培訓(xùn)教材.機(jī)械工業(yè)出版社

[2]李巖松.梅山鐵礦井下卸礦站的性能優(yōu)化[J].礦山機(jī)械，2014（03）

[3]安建英.4m～3底側(cè)卸式礦車卸載站的改進(jìn)[J]. 黃金，1998（02）

作者簡(jiǎn)介：

沈宏平（1984-）男，漢，四川省蓬安縣，廣西華錫集團(tuán)股份有限公司銅坑礦，機(jī)械助理工程師，工學(xué)學(xué)士學(xué)位，機(jī)械設(shè)計(jì)制造。