準(zhǔn)能集團(tuán)礦用卡車輪胎損壞原因分析及管理對(duì)策

張 強(qiáng)

（國(guó)家能源集團(tuán)準(zhǔn)格爾能源有限責(zé)任公司 哈爾烏素露天煤礦，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 010300）

國(guó)家能源集團(tuán)準(zhǔn)格爾能源集團(tuán)公司是集煤炭開(kāi)采、坑口發(fā)電、鐵路運(yùn)輸及煤炭循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)為一體的大型綜合能源企業(yè)，下轄哈爾烏素露天煤礦和黑岱溝露天煤礦2 個(gè)特大型現(xiàn)代化露天煤礦，核定產(chǎn)能分別為35 Mt/a 和34 Mt/a，平均煤厚為30 m，均為近水平賦存，2 個(gè)礦均采用近水平分區(qū)開(kāi)采。

準(zhǔn)能集團(tuán)2 個(gè)礦主要開(kāi)采工藝為單斗-卡車間斷工藝，主要運(yùn)輸方式為卡車運(yùn)輸，卡車運(yùn)輸成本占總生產(chǎn)成本的80%左右，主要支出為卡車輪胎和柴油消耗[1]。大型自卸卡車輪胎造價(jià)高，長(zhǎng)期依賴國(guó)外進(jìn)口，消耗較大，如何延長(zhǎng)輪胎使用壽命，優(yōu)化輪胎管理成為各個(gè)大型露天煤礦關(guān)注的重點(diǎn)[2-3]。

1 礦用卡車輪胎使用壽命分析

1.1 礦用卡車輪胎消耗情況

目前，黑岱溝露天煤礦和哈爾烏素露天煤礦主要有8種車型（630E，730E，830E，930E，SF32601，SF33900，MT4400，MT5500），170 臺(tái)自卸卡車（不包括租賃卡車、灑水車和清障車），其中哈爾烏素露天煤礦有卡車83 輛，黑岱溝露天煤礦有卡車87 輛，主要配置了米其林（簡(jiǎn)稱MC）、普利司通（簡(jiǎn)稱BS）、固特異（簡(jiǎn)稱GY）及福建海安4 個(gè)廠家的輪胎。2 個(gè)礦歷年消耗輪胎統(tǒng)計(jì)表見(jiàn)表1。

由表1 可知，2008—2018 年2 個(gè)礦合計(jì)總消耗自卸卡車輪胎6 423 條，其中哈爾烏素露天煤礦總消耗輪胎2 617 條，年平均消耗238 條，黑岱溝露天煤礦總消耗輪胎3806 條，年平均消耗346 條。黑岱溝露天煤礦2018 年比2017 年減少47 條，主要由于930E 卡車輪胎消耗數(shù)量同比大幅減少51 條；哈爾烏素露天煤礦2018 年比2017 年增加89 條，主要原因是哈爾烏素露天煤礦采剝總量增加約3 000 萬(wàn)m3，導(dǎo)致輪胎消耗數(shù)量增加。2 個(gè)礦歷年采剝總量統(tǒng)計(jì)表見(jiàn)表2。黑岱溝露天煤礦輪胎消耗趨勢(shì)圖如圖1，哈爾烏素露天煤礦輪胎消耗趨勢(shì)圖如圖2。

圖1 黑岱溝露天煤礦輪胎消耗趨勢(shì)圖（2008-2018 年）

圖2 哈爾烏素露天煤礦輪胎消耗趨勢(shì)圖（2008-2018 年）

表1 2 個(gè)礦歷年消耗輪胎統(tǒng)計(jì)表

表2 2 個(gè)礦歷年采剝總量統(tǒng)計(jì)表

1.2 礦用卡車輪胎消耗影響因素分析

由圖1 和圖2 可知，2008—2018 年2 個(gè)露天煤礦的輪胎消耗數(shù)量基本上與采剝總量表現(xiàn)為正相關(guān)，在設(shè)備數(shù)量基本一致的情況下，輪胎使用壽命主要取決于工作時(shí)長(zhǎng)及工作量，其中哈爾烏素露天煤礦2017 年在采剝總量下降的情況下輪胎消耗量不降反升的原因：2017 年4 月到2018 年6 月哈礦受征地影響，生產(chǎn)任務(wù)不飽和，部分卡車調(diào)撥黑岱溝露天煤礦使用，哈爾烏素設(shè)備維修中心負(fù)責(zé)維護(hù)，在此期間的輪胎消耗數(shù)量計(jì)入哈礦卡車當(dāng)年消耗總量中。黑岱溝露天煤礦630E 卡車輪胎消耗統(tǒng)計(jì)表見(jiàn)表3，黑岱溝露天煤礦630E 卡車輪胎使用壽命如圖3。

表3 黑岱溝露天煤礦630E 卡車輪胎消耗統(tǒng)計(jì)表

圖3 黑岱溝露天煤礦630E 卡車輪胎使用壽命

近年來(lái)，隨著國(guó)家能源集團(tuán)準(zhǔn)格爾能源有限責(zé)任公司管理水平的不斷提升，630E、730E 輪胎的使用壽命都在不斷提高，尤其是630E 卡車輪胎壽命延長(zhǎng)幅度較大，主要原因是部分卡車用于運(yùn)煤，路況較好，負(fù)載較輕；隨著使用壽命的延長(zhǎng)及這2 年630E卡車逐步報(bào)廢，其輪胎消耗量也在大幅度下降，輪胎壽命相對(duì)保持較為穩(wěn)定。

2 礦用卡車輪胎損壞原因分析

礦用卡車輪胎損壞原因主要包括扎破、爆裂、扎爆、熱剝離、脫膠等。造成其磨損異常的原因，除取決于輪胎及輪輞的構(gòu)造外，與輪胎的氣壓、負(fù)載、道路質(zhì)量、行駛速度和司機(jī)操作水平和日常習(xí)慣等都存在不同程度的關(guān)系[4]。

1）造成扎破的主要原因?yàn)榈V坑內(nèi)的道路工程質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，卡車行駛路面存在凹凸。路面上有塊石平路機(jī)未及時(shí)清理或者來(lái)不及清理平盤(pán)上的塊石，導(dǎo)致卡車輪胎因?yàn)榭ㄗ”辉芠5-6]。輪胎脫膠主要是由于輪胎局部的過(guò)度磨損，熱剝離是指輪胎鋼絲層與橡膠層之間形成分離[7-10]。

2）脫膠損壞可能存在質(zhì)量問(wèn)題。但大部分先是胎面扎傷后，傷口進(jìn)水或泥沙造成胎面膠與胎體的緩沖層剝離，然后出現(xiàn)掉塊現(xiàn)象，剝離或掉塊嚴(yán)重導(dǎo)致報(bào)廢，這種損壞形式實(shí)際上應(yīng)該為“切割剝離”。

3）割傷損壞主要有3 種情況：①后輪外側(cè)割傷；②后輪里側(cè)夾石割傷；③胎面扎傷。后輪外側(cè)割傷主要發(fā)生在裝車時(shí)，大塊掉落將輪胎胎側(cè)割傷，這種割裂的傷口，隨著輪胎運(yùn)行蠕動(dòng)不斷擴(kuò)展，導(dǎo)致輪胎早期報(bào)廢。2008—2018 年2 個(gè)礦歷年輪胎損壞統(tǒng)計(jì)表見(jiàn)表4。

表4 2008—2018 年2 個(gè)礦歷年輪胎損壞統(tǒng)計(jì)表

2 個(gè)礦自卸卡車輪胎損壞中扎破占比超過(guò)50%，并且扎破輪胎的剩余花紋較深。其次為剝離占比14.57%，脫膠占比11.85%，正常磨損到限的輪胎不足10%。還需要進(jìn)一步提高輪胎管理水平，改善道路質(zhì)量，減少輪胎非正常損耗。

3 礦用卡車輪胎管理措施及建議

3.1 管理方面

1）針對(duì)全礦的礦用卡車輪胎進(jìn)行全生命周期的管理，通過(guò)卡車輪胎在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)卡車輪胎胎溫胎壓等運(yùn)行參數(shù)，通過(guò)算法預(yù)測(cè)和數(shù)據(jù)分析，實(shí)時(shí)報(bào)備卡車輪胎狀態(tài)，進(jìn)行實(shí)時(shí)報(bào)警和定期檢測(cè)，針對(duì)建立不同路況下的卡車輪胎損耗程度數(shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)行精準(zhǔn)管理，提高礦用卡車輪胎使用壽命和降低卡車輪胎安全事故。

2）黑岱溝露天煤礦提出“1234”輪胎管理措施，加強(qiáng)了輪胎管理工作，明確了相關(guān)崗位人員的責(zé)任，實(shí)施了嚴(yán)格的考核評(píng)價(jià)辦法，輪胎壽命明顯延長(zhǎng)。

3）哈爾烏素露天煤礦修訂了《輪胎管理辦法》，加大了輪胎獎(jiǎng)獎(jiǎng)罰力度，尤其針對(duì)運(yùn)行里程超過(guò)16萬(wàn)km 的輪胎和修補(bǔ)胎進(jìn)行額外獎(jiǎng)勵(lì)，激勵(lì)員工。從而調(diào)動(dòng)每一位職工的積極性，促進(jìn)司機(jī)的操作水平和保護(hù)輪胎意識(shí)的提高。

4）機(jī)電管理部要求在輪胎報(bào)廢時(shí)，不僅要準(zhǔn)確填寫(xiě)輪胎報(bào)廢原因，并且記錄輪胎報(bào)廢時(shí)的花紋濃度，促進(jìn)輪胎使用壽命改善。

5）2018 年，公司前后2 次召開(kāi)了提高礦用卡車輪胎管理水平研討會(huì)，總結(jié)礦用卡車輪胎使用經(jīng)驗(yàn)，分析存在的問(wèn)題，研究提高輪胎使用壽命和保障供應(yīng)的方法，為今后的輪胎管理指明了方向。

3.2 使用方面

1）從數(shù)據(jù)看，輪胎扎破是輪胎損壞的主要原因，目前2 個(gè)礦道路干道工況已明顯改善，但采場(chǎng)和排土場(chǎng)撒料較多，對(duì)輪胎損傷較大，2 個(gè)礦要繼續(xù)加強(qiáng)采場(chǎng)、排土場(chǎng)工程質(zhì)量管理，改善輪胎運(yùn)行環(huán)境。

2）露天礦穿孔環(huán)節(jié)炸藥單耗核定指標(biāo)較低，影響爆破效果，對(duì)后續(xù)環(huán)節(jié)造成較大成本壓力，建議設(shè)置合理的炸藥單耗指標(biāo)，提高電鏟采裝效率的同時(shí)減少輪胎損傷。

3）露天礦持續(xù)對(duì)采礦運(yùn)距進(jìn)行優(yōu)化，減少長(zhǎng)距離運(yùn)輸，確保卡車在經(jīng)濟(jì)合理的運(yùn)距范圍內(nèi)運(yùn)行。

4）露天礦加強(qiáng)裝車質(zhì)量管理，嚴(yán)控卡車超載；有稱重系統(tǒng)的卡車，電鏟操作人員要嚴(yán)格按照卡車稱重系統(tǒng)指示燈進(jìn)行裝載，下一步考慮為卡車安裝電子顯示屏，實(shí)時(shí)顯示卡車裝載量。

5）因露天礦道路養(yǎng)護(hù)業(yè)務(wù)一直外委承包，需提前4～6 個(gè)月進(jìn)行招標(biāo)，確保道路養(yǎng)護(hù)業(yè)務(wù)正常接續(xù)，同時(shí)加強(qiáng)日常監(jiān)管，保證道路養(yǎng)護(hù)質(zhì)量。

6）利用輪胎胎溫胎壓系統(tǒng)等信息化手段做好輪胎全壽命周期管理，相關(guān)單位要及時(shí)制定相應(yīng)的管理制度，充分利用監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，指導(dǎo)輪胎使用管理。

7）2 個(gè)露天礦加強(qiáng)本單位內(nèi)部各隊(duì)之間以及與設(shè)備維修中心的聯(lián)動(dòng)管控，將影響輪胎使用的穿孔爆破、電鏟采裝、卡車行駛、道路養(yǎng)護(hù)、輪胎維護(hù)等各環(huán)節(jié)均納入考核范疇，提高考核及獎(jiǎng)懲力度，共同促進(jìn)輪胎管理水平提升。

8）根據(jù)采掘環(huán)境變化，適當(dāng)調(diào)整臺(tái)階劃分，將硬巖層盡量調(diào)整到臺(tái)階中部，以利于提高爆破質(zhì)量。

9）830E、SF33900 卡車由于設(shè)計(jì)原因，所匹配的輪胎使用壽命一直較其它車型低，建議830E、SF33900 卡車優(yōu)先上煤，或安排在工礦較好的位置作業(yè)。

3.3 維修方面

1）鑒于輪胎扎破損壞比例較大，設(shè)備維修中心應(yīng)該加大輪胎修補(bǔ)力度，并制定修補(bǔ)標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)預(yù)防性維修，對(duì)早期割傷的輪胎及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)，避免傷口擴(kuò)大加速損壞，主管部門要加大對(duì)修補(bǔ)輪胎數(shù)量考核，同時(shí)研究輪胎翻新及冷補(bǔ)的可行性。

2）設(shè)備維修中心要確保卡車稱重系統(tǒng)完好，并對(duì)穩(wěn)定性較差的稱重系統(tǒng)進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)裝車，降低卡車超裝風(fēng)險(xiǎn)，避免因卡車超載導(dǎo)致輪胎損壞。

3）設(shè)備維修中心要保證卡車側(cè)護(hù)板完好，避免裝車過(guò)程中落石損傷輪胎。

4）制定合理的輪胎報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)達(dá)到報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)的輪胎及時(shí)更換，降低輪胎使用過(guò)程中的安全風(fēng)險(xiǎn)。

3.4 供應(yīng)方面

1）協(xié)調(diào)神華物資集團(tuán)就輪胎采購(gòu)與輪胎供應(yīng)商簽訂長(zhǎng)期戰(zhàn)略框架協(xié)議，同時(shí)增加調(diào)價(jià)機(jī)制，與供應(yīng)商形成長(zhǎng)期互利共贏的局面。以戰(zhàn)略框架協(xié)議采購(gòu)為主、部分零星采購(gòu)為輔，豐富采購(gòu)方式，保證輪胎供應(yīng)安全。

2）加大輪胎國(guó)產(chǎn)化開(kāi)發(fā)和試用力度，逐步與國(guó)內(nèi)優(yōu)質(zhì)輪胎制造企業(yè)建立長(zhǎng)期戰(zhàn)略合作關(guān)系，擴(kuò)寬輪胎采購(gòu)渠道，打破進(jìn)口輪胎壟斷局面。

3）面對(duì)目前輪胎供應(yīng)商產(chǎn)能不足、輪胎交貨周期較長(zhǎng)及輪胎交貨不均勻等問(wèn)題，將目前輪胎3 個(gè)月的安全庫(kù)存調(diào)整為6 個(gè)月。

4）采購(gòu)人員要提高輪胎供應(yīng)市場(chǎng)的洞察力，分析和把握市場(chǎng)規(guī)律，在價(jià)格較低時(shí)增加儲(chǔ)備量，降低輪胎采購(gòu)價(jià)格。

5）物資供應(yīng)中心要提高輪胎倉(cāng)儲(chǔ)管理水平，避免因存儲(chǔ)或領(lǐng)用不當(dāng)降低輪胎使用壽命。

3.5 其它方面

1）對(duì)爆破質(zhì)量、道路養(yǎng)護(hù)、裝車效率及設(shè)備使用成本之間的關(guān)系進(jìn)行綜合研究，以提高露天礦整體效益。

2）綜合分析雨雪天氣和新修道路卡車作業(yè)與停機(jī)之間的利弊，綜合研判雨雪天氣和新修道路卡車是否停機(jī)待令。

3）確定合理的輪胎管理目標(biāo)，制定統(tǒng)一的輪胎損壞原因鑒定標(biāo)準(zhǔn)，避免兩礦口徑不同造成的統(tǒng)計(jì)誤差。

4）加強(qiáng)相關(guān)技術(shù)人員的培養(yǎng)，提高技術(shù)人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)。

4 結(jié)語(yǔ)

準(zhǔn)能集團(tuán)2 個(gè)礦輪胎年消耗條數(shù)與每年采剝總量成正比。準(zhǔn)能集團(tuán)2 個(gè)礦自卸卡車輪胎損壞中主要為扎破，占比超過(guò)50%，其次為剝離，占比14.57%，脫膠占比11.85%，正常磨損到限的輪胎不足10%。

礦用卡車輪胎是露天礦山的主要消耗品，對(duì)生產(chǎn)成本影響較大。礦用卡車輪胎管理和精準(zhǔn)使用是大型露天礦山建設(shè)綠色，智能礦山的必要環(huán)節(jié)。通過(guò)分析準(zhǔn)能集團(tuán)礦用卡車輪胎使用壽命，深入剖析損壞原因，針對(duì)性地給出了礦用卡車輪胎管理措施和建議，對(duì)于卡車輪胎精細(xì)化管理和消耗控制有著積極意義，同時(shí)也為露天礦山礦用卡車輪胎管理及使用積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。