巨型工程轮胎在莱比塘露天铜矿的应用分析

宋自平,钟 杰,刘明铭

(中国水利水电第十工程局有限公司, 四川 成都 610072)

1 工程概述

缅甸蒙育瓦莱比塘(Letpadaung)铜矿项目位于缅甸联邦共和国西北部实皆省(Sagaing)南部,系蒙育瓦铜矿矿化带内4个铜矿段中最大的一个。矿山基建剥离期17个月,基建剥离工程量50000 kt,其中出产矿石量2760 kt;生产服务期32年,其中稳产期31年,减产期1年,生产期年采剥总量69000 kt,其中年采矿石量30350 kt,堆浸日处理矿石量92 kt/d,湿法炼铜生产能力为100 kt/a高纯阴极铜。

莱比塘铜矿床矿石密度为2．55 t/m3,矿石硬度f＝9,地质较为坚硬,矿体平均厚度约140 m,赋存较深,采用深凹型露天矿坑开采。根据矿山矿岩硬度和赋存条件,莱比塘铜矿采用了牙轮钻机穿孔爆破,液压挖掘机采装,自卸汽车运输的间断式开采工艺。截止2017年底,采剥项目共配置了63台载重91 t的TR100自卸汽车和10台载重236 t的NTE260电动轮自卸汽车。TR100自卸汽车配置的是2700R49型巨型工程轮胎,NTE260电动轮自卸汽车配置的是50/80R57型巨型工程轮胎,每年消耗的巨型工程轮胎费用占汽车运输总费用的20%以上。

2 巨型工程轮胎的使用情况

目前,在莱比塘项目使用的巨型工程轮胎品牌主要有米其林(Michelin)、固特异(Goodyear)等国际知名品牌,另外还有天力、海安等国产品牌。其中,米其林、固特异和海安的轮胎材质为全钢子午线轮胎,天力轮胎材质为斜交尼龙轮胎。天力轮胎是自卸汽车厂家在新车进场时随车配置的,米其林和固特异轮胎是在每年的生产中根据轮胎消耗情况分批采购的。另外,为了扶持民族工程轮胎品牌进入缅甸市场,莱比塘采矿项目也引进了海安轮胎到项目上来试用。各品牌巨型工程轮胎使用情况如下:

(1)米其林轮胎。从2014年5月开始使用,到目前已上车使用的轮胎为577条,其中已确认报废的有335条。报废轮胎平均使用小时数7549 h,平均换胎次数1．731次,其中2000 h以下的有10条,2000~4000 h的有15条,4000~6000 h的有75条,6000~8000 h的有90条,8000~10000 h的有88条,10000~12000 h的有47条,12000~14000 h的有6条,14000 h以上的有4条。由于扎破、划伤等意外造成报废的7条,平均使用小时数为2409 h。

(2)固特异轮胎。从2014年6月开始使用,到目前已上车使用220条,其中已确认报废的有93条。报废轮胎平均使用小时数6744 h,平均换胎次数1．656次,其中2000 h以下的有4条,2000~4000 h的有5条,4000~6000 h的有26条,6000~8000 h的有30条,8000~10000 h的有21条,10000~12000 h的有6条,12000~14000 h的有1条,最高使用小时数为12796 h。由于扎破、划伤等意外造成报废的有3条,平均使用小时数为2104 h。

(3)天力轮胎。从2012年~2014年新车陆续进场时,自卸汽车厂家随车配置了合计258条轮胎,因项目前期还未建立轮胎使用情况统计表,现已无法找到轮胎相关的使用信息。在2017年10月有10台新车入场,自卸汽车厂家随车配置了共计60条天力轮胎,目前已确认报废的有52条,报废轮胎平均使用小时数为2198 h,平均换胎次数1．346次,其中2000 h以下的有17条,2000~4000 h的有35条,最高使用小时数为3641 h。由于裂口、鼓包、大面积掉块等造成报废的有8条,平均使用小时数为1007 h。

(4)海安轮胎。从2015年1月开始引进试用,试用数量为24条,均已确认报废,平均使用小时数5396 h,平均换胎次数1．417次,3000~4000 h的有2条,4000~5000 h的有5条,5000~6000 h的有11条,6000~7000 h的有4条,7000~8000 h的有2条,最高使用小时数为7528 h。由于扎破、脱块、划伤等意外造成报废的有5条,平均使用小时数为3862 h。2018年初又引进了35条轮胎进行第二次试用,截止目前平均已运行了约1000 h,均运行正常。

3 不同品牌巨型工程轮胎的适应性分析

莱比塘铜矿为高硫化型铜矿床,具有矿石硬度较硬、矿坑深凹的特点,部分矿石需要汽车直接入堆,运距较远,最远运距达7 km;其次,矿坑内渗水出露较高、水量较大,暴露矿石的表面容易被氧化,与大气降水及地下渗水结合产生酸性废水(p H＝5~6);另外,项目位于热带季风性气候地区,月平均气温范围在20．7℃~30．95℃之间,绝对低温7．0℃,绝对高温44．8℃,具有明显的雨季和旱季两个季节,雨季降雨集中,多为短时暴雨,道路湿滑泥泞,旱季持续时间长温度高,特别是每年的四、五月份,气温持续达到40℃以上。根据矿山的上述特点,要求巨型工程轮胎应具有较好的耐磨性、耐切割性、耐腐蚀性和耐高温性,以更好地适应本矿山的生产需要。

根据对已运行报废的各品牌巨型工程轮胎使用小时数的数据,采用统计曲线分析法进行分析,以评价各品牌轮胎对本矿山的适应性。各品牌已运行报废的轮胎使用小时数的统计曲线分析见图1。

图1 各品牌巨型工程轮胎使用小时数统计曲线

从图1的分析结果可以看出,报废的米其林轮胎适应性曲线最为稳定,且曲线寿命范围是最大的,说明其对莱比塘矿山的适应性是最好的,其次为固特异轮胎,与米其林轮胎的适应性曲线最为接近,说明其也能适应莱比塘矿山的使用要求;海安轮胎的适应性次之,其在0~4000 h段内使用小时数的数量分布曲线较好,而在4000 h后的表现欠佳,表明其需要在耐磨性、耐高温性等方面进一步提高,以提高平均使用小时数和扩大其曲线寿命范围;天力牌斜交轮胎的适应性最差,其在耐磨性、耐切割性、耐腐蚀性和耐高温性方面的表现均与其他品牌存在较大的差距,最大使用小时数也仅有3641 h,寿命只是子午线轮胎的1/3到1/4,表明斜交轮胎不适应莱比塘铜矿矿山的需要。分析结果证明全钢子午线轮胎生热低,耐磨、抗刺扎、缓冲性能和操纵性能好,负荷能力大,使用寿命长,与莱比塘铜矿矿山的适应性好。

4 不同品牌巨型工程轮胎的经济性分析

根据不同品牌巨型工程轮胎的采购价格,结合轮胎的使用小时数,可以计算出每种轮胎的经济性。设轮胎的采购价格为Pt,平均使用小时数为Ha,换胎次数为nc,每次换胎成本为Cc,自卸汽车的小时生产量为Qh,则,单位产量的轮胎成本Ct按式(1)计算:

式中,Pt参考采购价格,米其林取1．2万美元,固特异取1．1万美元,海安取7000美元,天力取4500美元;nc根据统计数据,米其林为1．731,固特异为1．656,海安为1．417,天力为1．346;Cc根据统计数据,取200美元;Qh根据统计数据,取200(m3·km)/h;Ha,米其林为7549 h,固特异为6744 h,海安为5396 h,天力为2198 h。

经计算,采用米其林轮胎的单位产量轮胎消耗成本为0．0479美元/(m3·km),采用固特异轮胎的单位产量轮胎消耗成本为0．0492美元/(m3·km),采用海安轮胎的单位产量轮胎消耗成本为0．0392美元/(m3·km),采用天力轮胎的单位产量轮胎消耗成本为0．0620美元/(m3·km)。

从上述分析可以看出,海安试验轮胎的单位产量轮胎消耗成本最低,米其林和固特异轮胎略高,且两个品牌的差别较小,天力轮胎的单位产量轮胎消耗成本最高,从经济性分析角度也表明全钢子午线轮胎与莱比塘铜矿矿山的适应性好,斜交轮胎不适应莱比塘铜矿矿山的生产需要。

5 结束语

莱比塘铜矿根据岩石硬度和赋存条件采用自卸汽车运输开采工艺,巨型工程轮胎的消耗较大,占生产运输成本的比重较大。因此,合理选择汽车轮胎,减少汽车轮胎消耗并增加其使用寿命对露天矿山的经济效益有重要意义。选择最适应矿山特点,性价比高的巨型工程轮胎是露天采矿工程控制生产运输成本的重要途径。采购国际知名的轮胎品牌可以较好地适应莱比塘矿山的特点。引入国内有发展潜力的民族品牌在“一带一路”的标志性示范项目上来共谋发展,让厂家直接了解矿山、工地的实际使用条件,不断根据用户的需求优化产品设计,可以促进民族品牌品质和国际影响力的快速提升,并进一步降低矿山单位产量的轮胎消耗成本。