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)銅礦項目位于緬甸聯邦共和國西北部實皆省(Sagaing)南部，系蒙育瓦銅礦礦化帶內四個銅礦段中最大的一個。礦山基建剝離期為17個月，基建剝離工程量為50 000 kt，其中出產礦石量為2 760 kt；生產服務期32 a，其中穩產期31 a，減產期1 a，生產期年采剝總量為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=9，質地較為堅硬，平均礦體厚度約140 m，賦存較深，采用深凹型露天礦坑開采。根據礦山礦巖硬度和賦存條件，萊比塘銅礦采用牙輪鉆機穿孔爆破、大型液壓挖掘機采裝、大型自卸汽車運輸的間斷式開采工藝。截止2018年初，采剝項目配置了63臺、載重91 t的TR100自卸汽車和10臺、載重236 t的NTE260電動輪自卸汽車。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

該項目采購的巨型工程輪胎品牌主要有米其林、固特異等，輪胎材質為全鋼絲子午線輪胎。米其林輪胎在該項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，有12%的使用壽命在1 400 h內，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%，根據廠家測算資料，胎面耐磨紋磨耗能達到75%的輪胎使用壽命可達到約12 000 h；固特異輪胎在該項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，有5%的使用壽命在2 000 h內，僅有極個別輪胎的胎面耐磨紋達到了基本磨完的程度，使用壽命達到12 000 h左右。筆者針對巨型工程輪胎大部分未達到理想的磨損狀態就被迫廢棄的原因進行了深入探討，以期進一步提高本項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

經過對廢棄巨型工程輪胎進行檢查分析得知：造成巨型工程輪胎未達到理想磨損狀態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，使輪胎受力不均；經常有重載急彎轉向甚至急彎轉向時有超速的情況；汽車超載運行，輪胎胎壓過低，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；輪胎沒有及時換向使用或換向使用時機把握不準，同一個車軸新舊輪胎混用，不同磨損程度的輪胎混用時的匹配度選擇不合理而造成輪胎外傾角不協調。

(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高，使輪胎的變形量過大；雨季路面濕滑造成輪胎打滑；礦坑道路坡度過陡時，后側輪胎承受的重量過大，也會加快輪胎的徑向磨損。根據廠家建議的設計理想數據，汽車后胎的承重一般為整車的67%，如果坡度過陡，后胎就會承受超載重量，嚴重者將會使后胎的性能降低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行使輪胎溫度過高產生熱剝離現象；輪胎胎壓過高將造成汽車運行過程中輪胎溫度過高產生熱剝離現象。萊比塘銅礦地處熱帶季風氣候地區，常年氣溫較高，特別是每年的4、5月份，氣溫高達40 ℃以上，輪胎正常胎壓一般為90～100 Psi，當汽車在高溫下運行1h以上，輪胎胎壓就可能上升到120 Psi，如果長距離高速運行，輪胎溫度就會過高，胎壓甚至可能上升到130 Psi以上，極有可能產生輪胎胎面分離現象。

(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，輪胎側面被劃傷，且其多發于汽車后輪。特別是在裝載點和卸載點，全部為挖掘機或推土機推平的道路，路面平整度差，石塊較多，自卸汽車倒車時后輪容易與后面的礦石堆發生撞擊或擠壓，與側向的礦石堆發生摩擦。另外，在運輸道路斜坡段、轉彎段礦石容易拋撒，拋撒到路面的礦塊如不及時清理，容易扎破過往車輛的輪胎。

(5)使用性能降低。

巨型工程輪胎使用性能降低的表現主要有兩個方面：一是輪胎胎壓過高或過低會嚴重降低輪胎的使用性能。根據廠家提供的數據，輪胎胎壓若超過正常值20%，輪胎的性能將會降低25%；輪胎的胎壓低于正常值20%，輪胎的性能將會降低30%；二是運輸道路路面不平，坑洼多，道路環境惡劣，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

經研究分析，筆者認為：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水平、強化輪胎的日常監測、改善輪胎的使用環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水平

提高輪胎的使用管理和維護水平主要體現在加強裝載點和卸載點的管理水平、避免汽車超載運行和超速運行、提高汽車駕駛員的駕駛水平、提高輪胎維護工對輪胎的維護水平等方面。

輪胎的意外切割損害大部分發生在裝載點和卸載點，因此，提高裝載點和卸載點場地的平整度，避免較大礦塊突兀可以避免大部分的石塊楔入損害；提高挖掘機司機的裝車水平，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。

避免汽車超載運行和超速運行可以避免因輪胎溫度過高和胎壓過高而產生的熱剝離及胎面分離損害，亦可以減輕胎壓過低時對輪胎兩側的磨損。

提高汽車駕駛員的駕駛水平，讓其更好地掌握汽車性能，更熟悉運輸線路及裝載點、卸載點情況，能夠有效減少其倒車時對后側輪胎的意外切割損害。避免其長距離超速運行使輪胎溫度過高，避免在急轉彎時超速運行對輪胎的側向磨損和機械損害。

提高輪胎維護工對輪胎的維護水平，適時對輪胎磨損程度進行檢查，及時換向使用以減輕輪胎的側向磨損，同軸選用磨損程度相匹配的輪胎，避免輪胎外傾角不協調造成的輪胎加速磨損或側向磨損；加強對輪胎胎壓的檢測，嚴格每班點檢制度，增加高溫季節班中檢測頻度，及時補氣或放氣，將輪胎胎壓控制在合理的范圍內；加強對輪胎氣門等配件的檢查，避免其損壞或故障對檢測輪胎胎壓的影響；及時對因輕微損害出現的橡膠皮、塊進行處理或割除，避免其撕裂造成更大的損害。

4.2 改善輪胎的使用環境

改善輪胎的使用環境主要是提高運輸道路的路面水平，加強道路維護，采用合理的坡度、改善平豎曲線、加強排水措施等。

提高運輸道路的路面水平，加強道路維護可以顯著提高輪胎的使用壽命。在該項目基建剝離期，運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。生產期運輸路線路面采用碎石鋪筑，采用平地機刮平和壓路機碾壓提高了路面平整度，改善了摩阻力，并在日常加強了道路維護力度，及時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到目前的7 000～8 000 h。

自卸汽車合理的道路運行坡度為不超過8%，局部最大不超過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，減小道路轉彎段特別是急轉彎段的平豎曲線，適當降低內弧高程并提高外弧高程，有利于改善汽車轉彎時輪胎的受力條件，降低輪胎磨損和機械損害程度，提高其使用壽命。

對于礦坑坑底局部有水路面應做好邊溝及管涵等排水設施，使汽車在干燥路面行駛；雨季下雨路面濕滑時暫停施工，可以避免汽車涉水時對輪胎的切割損害和輪胎打滑時的磨損。根據生產實踐統計分析，雨季的輪胎消耗速度比旱季快30%以上。

4.3 強化對輪胎的日常監測

輪胎的日常監測主要為輪胎胎壓和輪胎溫度的監測，避免因輪胎胎壓過高或過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境的匹配度

萊比塘銅礦地處熱帶季風氣候地區，常年氣溫較高，特別是每年的4、5月份，氣溫高達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。

5 結 語

萊比塘銅礦采礦項目巨型工程輪胎的消耗在采礦生產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成本、提高生產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，以期持續提高輪胎的平均使用壽命，達到降本增效的目的。