准能集团矿用卡车轮胎损坏原因分析及管理对策

张 强

（国家能源集团准格尔能源有限责任公司 哈尔乌素露天煤矿，内蒙古 鄂尔多斯 010300）

国家能源集团准格尔能源集团公司是集煤炭开采、坑口发电、铁路运输及煤炭循环经济产业为一体的大型综合能源企业，下辖哈尔乌素露天煤矿和黑岱沟露天煤矿2 个特大型现代化露天煤矿，核定产能分别为35 Mt/a 和34 Mt/a，平均煤厚为30 m，均为近水平赋存，2 个矿均采用近水平分区开采。

准能集团2 个矿主要开采工艺为单斗-卡车间断工艺，主要运输方式为卡车运输，卡车运输成本占总生产成本的80%左右，主要支出为卡车轮胎和柴油消耗[1]。大型自卸卡车轮胎造价高，长期依赖国外进口，消耗较大，如何延长轮胎使用寿命，优化轮胎管理成为各个大型露天煤矿关注的重点[2-3]。

1 矿用卡车轮胎使用寿命分析

1.1 矿用卡车轮胎消耗情况

目前，黑岱沟露天煤矿和哈尔乌素露天煤矿主要有8种车型（630E，730E，830E，930E，SF32601，SF33900，MT4400，MT5500），170 台自卸卡车（不包括租赁卡车、洒水车和清障车），其中哈尔乌素露天煤矿有卡车83 辆，黑岱沟露天煤矿有卡车87 辆，主要配置了米其林（简称MC）、普利司通（简称BS）、固特异（简称GY）及福建海安4 个厂家的轮胎。2 个矿历年消耗轮胎统计表见表1。

由表1 可知，2008—2018 年2 个矿合计总消耗自卸卡车轮胎6 423 条，其中哈尔乌素露天煤矿总消耗轮胎2 617 条，年平均消耗238 条，黑岱沟露天煤矿总消耗轮胎3806 条，年平均消耗346 条。黑岱沟露天煤矿2018 年比2017 年减少47 条，主要由于930E 卡车轮胎消耗数量同比大幅减少51 条；哈尔乌素露天煤矿2018 年比2017 年增加89 条，主要原因是哈尔乌素露天煤矿采剥总量增加约3 000 万m3，导致轮胎消耗数量增加。2 个矿历年采剥总量统计表见表2。黑岱沟露天煤矿轮胎消耗趋势图如图1，哈尔乌素露天煤矿轮胎消耗趋势图如图2。

图1 黑岱沟露天煤矿轮胎消耗趋势图（2008-2018 年）

图2 哈尔乌素露天煤矿轮胎消耗趋势图（2008-2018 年）

表1 2 个矿历年消耗轮胎统计表

表2 2 个矿历年采剥总量统计表

1.2 矿用卡车轮胎消耗影响因素分析

由图1 和图2 可知，2008—2018 年2 个露天煤矿的轮胎消耗数量基本上与采剥总量表现为正相关，在设备数量基本一致的情况下，轮胎使用寿命主要取决于工作时长及工作量，其中哈尔乌素露天煤矿2017 年在采剥总量下降的情况下轮胎消耗量不降反升的原因：2017 年4 月到2018 年6 月哈矿受征地影响，生产任务不饱和，部分卡车调拨黑岱沟露天煤矿使用，哈尔乌素设备维修中心负责维护，在此期间的轮胎消耗数量计入哈矿卡车当年消耗总量中。黑岱沟露天煤矿630E 卡车轮胎消耗统计表见表3，黑岱沟露天煤矿630E 卡车轮胎使用寿命如图3。

表3 黑岱沟露天煤矿630E 卡车轮胎消耗统计表

图3 黑岱沟露天煤矿630E 卡车轮胎使用寿命

近年来，随着国家能源集团准格尔能源有限责任公司管理水平的不断提升，630E、730E 轮胎的使用寿命都在不断提高，尤其是630E 卡车轮胎寿命延长幅度较大，主要原因是部分卡车用于运煤，路况较好，负载较轻；随着使用寿命的延长及这2 年630E卡车逐步报废，其轮胎消耗量也在大幅度下降，轮胎寿命相对保持较为稳定。

2 矿用卡车轮胎损坏原因分析

矿用卡车轮胎损坏原因主要包括扎破、爆裂、扎爆、热剥离、脱胶等。造成其磨损异常的原因，除取决于轮胎及轮辋的构造外，与轮胎的气压、负载、道路质量、行驶速度和司机操作水平和日常习惯等都存在不同程度的关系[4]。

1）造成扎破的主要原因为矿坑内的道路工程质量不达标，卡车行驶路面存在凹凸。路面上有块石平路机未及时清理或者来不及清理平盘上的块石，导致卡车轮胎因为卡住被扎破[5-6]。轮胎脱胶主要是由于轮胎局部的过度磨损，热剥离是指轮胎钢丝层与橡胶层之间形成分离[7-10]。

2）脱胶损坏可能存在质量问题。但大部分先是胎面扎伤后，伤口进水或泥沙造成胎面胶与胎体的缓冲层剥离，然后出现掉块现象，剥离或掉块严重导致报废，这种损坏形式实际上应该为“切割剥离”。

3）割伤损坏主要有3 种情况：①后轮外侧割伤；②后轮里侧夹石割伤；③胎面扎伤。后轮外侧割伤主要发生在装车时，大块掉落将轮胎胎侧割伤，这种割裂的伤口，随着轮胎运行蠕动不断扩展，导致轮胎早期报废。2008—2018 年2 个矿历年轮胎损坏统计表见表4。

表4 2008—2018 年2 个矿历年轮胎损坏统计表

2 个矿自卸卡车轮胎损坏中扎破占比超过50%，并且扎破轮胎的剩余花纹较深。其次为剥离占比14.57%，脱胶占比11.85%，正常磨损到限的轮胎不足10%。还需要进一步提高轮胎管理水平，改善道路质量，减少轮胎非正常损耗。

3 矿用卡车轮胎管理措施及建议

3.1 管理方面

1）针对全矿的矿用卡车轮胎进行全生命周期的管理，通过卡车轮胎在线监测系统，实时监测卡车轮胎胎温胎压等运行参数，通过算法预测和数据分析，实时报备卡车轮胎状态，进行实时报警和定期检测，针对建立不同路况下的卡车轮胎损耗程度数据库，进行精准管理，提高矿用卡车轮胎使用寿命和降低卡车轮胎安全事故。

2）黑岱沟露天煤矿提出“1234”轮胎管理措施，加强了轮胎管理工作，明确了相关岗位人员的责任，实施了严格的考核评价办法，轮胎寿命明显延长。

3）哈尔乌素露天煤矿修订了《轮胎管理办法》，加大了轮胎奖奖罚力度，尤其针对运行里程超过16万km 的轮胎和修补胎进行额外奖励，激励员工。从而调动每一位职工的积极性，促进司机的操作水平和保护轮胎意识的提高。

4）机电管理部要求在轮胎报废时，不仅要准确填写轮胎报废原因，并且记录轮胎报废时的花纹浓度，促进轮胎使用寿命改善。

5）2018 年，公司前后2 次召开了提高矿用卡车轮胎管理水平研讨会，总结矿用卡车轮胎使用经验，分析存在的问题，研究提高轮胎使用寿命和保障供应的方法，为今后的轮胎管理指明了方向。

3.2 使用方面

1）从数据看，轮胎扎破是轮胎损坏的主要原因，目前2 个矿道路干道工况已明显改善，但采场和排土场撒料较多，对轮胎损伤较大，2 个矿要继续加强采场、排土场工程质量管理，改善轮胎运行环境。

2）露天矿穿孔环节炸药单耗核定指标较低，影响爆破效果，对后续环节造成较大成本压力，建议设置合理的炸药单耗指标，提高电铲采装效率的同时减少轮胎损伤。

3）露天矿持续对采矿运距进行优化，减少长距离运输，确保卡车在经济合理的运距范围内运行。

4）露天矿加强装车质量管理，严控卡车超载；有称重系统的卡车，电铲操作人员要严格按照卡车称重系统指示灯进行装载，下一步考虑为卡车安装电子显示屏，实时显示卡车装载量。

5）因露天矿道路养护业务一直外委承包，需提前4～6 个月进行招标，确保道路养护业务正常接续，同时加强日常监管，保证道路养护质量。

6）利用轮胎胎温胎压系统等信息化手段做好轮胎全寿命周期管理，相关单位要及时制定相应的管理制度，充分利用监测数据，指导轮胎使用管理。

7）2 个露天矿加强本单位内部各队之间以及与设备维修中心的联动管控，将影响轮胎使用的穿孔爆破、电铲采装、卡车行驶、道路养护、轮胎维护等各环节均纳入考核范畴，提高考核及奖惩力度，共同促进轮胎管理水平提升。

8）根据采掘环境变化，适当调整台阶划分，将硬岩层尽量调整到台阶中部，以利于提高爆破质量。

9）830E、SF33900 卡车由于设计原因，所匹配的轮胎使用寿命一直较其它车型低，建议830E、SF33900 卡车优先上煤，或安排在工矿较好的位置作业。

3.3 维修方面

1）鉴于轮胎扎破损坏比例较大，设备维修中心应该加大轮胎修补力度，并制定修补标准，加强预防性维修，对早期割伤的轮胎及时进行修补，避免伤口扩大加速损坏，主管部门要加大对修补轮胎数量考核，同时研究轮胎翻新及冷补的可行性。

2）设备维修中心要确保卡车称重系统完好，并对稳定性较差的称重系统进行改造，实现精准装车，降低卡车超装风险，避免因卡车超载导致轮胎损坏。

3）设备维修中心要保证卡车侧护板完好，避免装车过程中落石损伤轮胎。

4）制定合理的轮胎报废标准，对达到报废标准的轮胎及时更换，降低轮胎使用过程中的安全风险。

3.4 供应方面

1）协调神华物资集团就轮胎采购与轮胎供应商签订长期战略框架协议，同时增加调价机制，与供应商形成长期互利共赢的局面。以战略框架协议采购为主、部分零星采购为辅，丰富采购方式，保证轮胎供应安全。

2）加大轮胎国产化开发和试用力度，逐步与国内优质轮胎制造企业建立长期战略合作关系，扩宽轮胎采购渠道，打破进口轮胎垄断局面。

3）面对目前轮胎供应商产能不足、轮胎交货周期较长及轮胎交货不均匀等问题，将目前轮胎3 个月的安全库存调整为6 个月。

4）采购人员要提高轮胎供应市场的洞察力，分析和把握市场规律，在价格较低时增加储备量，降低轮胎采购价格。

5）物资供应中心要提高轮胎仓储管理水平，避免因存储或领用不当降低轮胎使用寿命。

3.5 其它方面

1）对爆破质量、道路养护、装车效率及设备使用成本之间的关系进行综合研究，以提高露天矿整体效益。

2）综合分析雨雪天气和新修道路卡车作业与停机之间的利弊，综合研判雨雪天气和新修道路卡车是否停机待令。

3）确定合理的轮胎管理目标，制定统一的轮胎损坏原因鉴定标准，避免两矿口径不同造成的统计误差。

4）加强相关技术人员的培养，提高技术人员的业务素质。

4 结语

准能集团2 个矿轮胎年消耗条数与每年采剥总量成正比。准能集团2 个矿自卸卡车轮胎损坏中主要为扎破，占比超过50%，其次为剥离，占比14.57%，脱胶占比11.85%，正常磨损到限的轮胎不足10%。

矿用卡车轮胎是露天矿山的主要消耗品，对生产成本影响较大。矿用卡车轮胎管理和精准使用是大型露天矿山建设绿色，智能矿山的必要环节。通过分析准能集团矿用卡车轮胎使用寿命，深入剖析损坏原因，针对性地给出了矿用卡车轮胎管理措施和建议，对于卡车轮胎精细化管理和消耗控制有着积极意义，同时也为露天矿山矿用卡车轮胎管理及使用积累了宝贵的经验。