巨型工程輪胎在萊比塘露天銅礦的應用分析

宋自平,鐘 杰,劉明銘

(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

緬甸蒙育瓦萊比塘(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4個銅礦段中最大的一個。礦山基建剝離期17個月,基建剝離工程量50000 kt,其中出產礦石量2760 kt;生產服務期32年,其中穩產期31年,減產期1年,生產期年采剝總量69000 kt,其中年采礦石量30350 kt,堆浸日處理礦石量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,地質較為堅硬,礦體平均厚度約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,萊比塘銅礦采用了牙輪鉆機穿孔爆破,液壓挖掘機采裝,自卸汽車運輸的間斷式開采工藝。截止2017年底,采剝項目共配置了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,每年消耗的巨型工程輪胎費用占汽車運輸總費用的20%以上。

2 巨型工程輪胎的使用情況

目前,在萊比塘項目使用的巨型工程輪胎品牌主要有米其林(Michelin)、固特異(Goodyear)等國際知名品牌,另外還有天力、海安等國產品牌。其中,米其林、固特異和海安的輪胎材質為全鋼子午線輪胎,天力輪胎材質為斜交尼龍輪胎。天力輪胎是自卸汽車廠家在新車進場時隨車配置的,米其林和固特異輪胎是在每年的生產中根據輪胎消耗情況分批采購的。另外,為了扶持民族工程輪胎品牌進入緬甸市場,萊比塘采礦項目也引進了海安輪胎到項目上來試用。各品牌巨型工程輪胎使用情況如下:

(1)米其林輪胎。從2014年5月開始使用,到目前已上車使用的輪胎為577條,其中已確認報廢的有335條。報廢輪胎平均使用小時數7549 h,平均換胎次數1．731次,其中2000 h以下的有10條,2000~4000 h的有15條,4000~6000 h的有75條,6000~8000 h的有90條,8000~10000 h的有88條,10000~12000 h的有47條,12000~14000 h的有6條,14000 h以上的有4條。由于扎破、劃傷等意外造成報廢的7條,平均使用小時數為2409 h。

(2)固特異輪胎。從2014年6月開始使用,到目前已上車使用220條,其中已確認報廢的有93條。報廢輪胎平均使用小時數6744 h,平均換胎次數1．656次,其中2000 h以下的有4條,2000~4000 h的有5條,4000~6000 h的有26條,6000~8000 h的有30條,8000~10000 h的有21條,10000~12000 h的有6條,12000~14000 h的有1條,最高使用小時數為12796 h。由于扎破、劃傷等意外造成報廢的有3條,平均使用小時數為2104 h。

(3)天力輪胎。從2012年~2014年新車陸續進場時,自卸汽車廠家隨車配置了合計258條輪胎,因項目前期還未建立輪胎使用情況統計表,現已無法找到輪胎相關的使用信息。在2017年10月有10臺新車入場,自卸汽車廠家隨車配置了共計60條天力輪胎,目前已確認報廢的有52條,報廢輪胎平均使用小時數為2198 h,平均換胎次數1．346次,其中2000 h以下的有17條,2000~4000 h的有35條,最高使用小時數為3641 h。由于裂口、鼓包、大面積掉塊等造成報廢的有8條,平均使用小時數為1007 h。

(4)海安輪胎。從2015年1月開始引進試用,試用數量為24條,均已確認報廢,平均使用小時數5396 h,平均換胎次數1．417次,3000~4000 h的有2條,4000~5000 h的有5條,5000~6000 h的有11條,6000~7000 h的有4條,7000~8000 h的有2條,最高使用小時數為7528 h。由于扎破、脫塊、劃傷等意外造成報廢的有5條,平均使用小時數為3862 h。2018年初又引進了35條輪胎進行第二次試用,截止目前平均已運行了約1000 h,均運行正常。

3 不同品牌巨型工程輪胎的適應性分析

萊比塘銅礦為高硫化型銅礦床,具有礦石硬度較硬、礦坑深凹的特點,部分礦石需要汽車直接入堆,運距較遠,最遠運距達7 km;其次,礦坑內滲水出露較高、水量較大,暴露礦石的表面容易被氧化,與大氣降水及地下滲水結合產生酸性廢水(p H＝5~6);另外,項目位于熱帶季風性氣候地區,月平均氣溫范圍在20．7℃~30．95℃之間,絕對低溫7．0℃,絕對高溫44．8℃,具有明顯的雨季和旱季兩個季節,雨季降雨集中,多為短時暴雨,道路濕滑泥濘,旱季持續時間長溫度高,特別是每年的四、五月份,氣溫持續達到40℃以上。根據礦山的上述特點,要求巨型工程輪胎應具有較好的耐磨性、耐切割性、耐腐蝕性和耐高溫性,以更好地適應本礦山的生產需要。

根據對已運行報廢的各品牌巨型工程輪胎使用小時數的數據,采用統計曲線分析法進行分析,以評價各品牌輪胎對本礦山的適應性。各品牌已運行報廢的輪胎使用小時數的統計曲線分析見圖1。

圖1 各品牌巨型工程輪胎使用小時數統計曲線

從圖1的分析結果可以看出,報廢的米其林輪胎適應性曲線最為穩定,且曲線壽命范圍是最大的,說明其對萊比塘礦山的適應性是最好的,其次為固特異輪胎,與米其林輪胎的適應性曲線最為接近,說明其也能適應萊比塘礦山的使用要求;海安輪胎的適應性次之,其在0~4000 h段內使用小時數的數量分布曲線較好,而在4000 h后的表現欠佳,表明其需要在耐磨性、耐高溫性等方面進一步提高,以提高平均使用小時數和擴大其曲線壽命范圍;天力牌斜交輪胎的適應性最差,其在耐磨性、耐切割性、耐腐蝕性和耐高溫性方面的表現均與其他品牌存在較大的差距,最大使用小時數也僅有3641 h,壽命只是子午線輪胎的1/3到1/4,表明斜交輪胎不適應萊比塘銅礦礦山的需要。分析結果證明全鋼子午線輪胎生熱低,耐磨、抗刺扎、緩沖性能和操縱性能好,負荷能力大,使用壽命長,與萊比塘銅礦礦山的適應性好。

4 不同品牌巨型工程輪胎的經濟性分析

根據不同品牌巨型工程輪胎的采購價格,結合輪胎的使用小時數,可以計算出每種輪胎的經濟性。設輪胎的采購價格為Pt,平均使用小時數為Ha,換胎次數為nc,每次換胎成本為Cc,自卸汽車的小時生產量為Qh,則,單位產量的輪胎成本Ct按式(1)計算:

式中,Pt參考采購價格,米其林取1．2萬美元,固特異取1．1萬美元,海安取7000美元,天力取4500美元;nc根據統計數據,米其林為1．731,固特異為1．656,海安為1．417,天力為1．346;Cc根據統計數據,取200美元;Qh根據統計數據,取200(m3·km)/h;Ha,米其林為7549 h,固特異為6744 h,海安為5396 h,天力為2198 h。

經計算,采用米其林輪胎的單位產量輪胎消耗成本為0．0479美元/(m3·km),采用固特異輪胎的單位產量輪胎消耗成本為0．0492美元/(m3·km),采用海安輪胎的單位產量輪胎消耗成本為0．0392美元/(m3·km),采用天力輪胎的單位產量輪胎消耗成本為0．0620美元/(m3·km)。

從上述分析可以看出,海安試驗輪胎的單位產量輪胎消耗成本最低,米其林和固特異輪胎略高,且兩個品牌的差別較小,天力輪胎的單位產量輪胎消耗成本最高,從經濟性分析角度也表明全鋼子午線輪胎與萊比塘銅礦礦山的適應性好,斜交輪胎不適應萊比塘銅礦礦山的生產需要。

5 結束語

萊比塘銅礦根據巖石硬度和賦存條件采用自卸汽車運輸開采工藝,巨型工程輪胎的消耗較大,占生產運輸成本的比重較大。因此,合理選擇汽車輪胎,減少汽車輪胎消耗并增加其使用壽命對露天礦山的經濟效益有重要意義。選擇最適應礦山特點,性價比高的巨型工程輪胎是露天采礦工程控制生產運輸成本的重要途徑。采購國際知名的輪胎品牌可以較好地適應萊比塘礦山的特點。引入國內有發展潛力的民族品牌在“一帶一路”的標志性示范項目上來共謀發展,讓廠家直接了解礦山、工地的實際使用條件,不斷根據用戶的需求優化產品設計,可以促進民族品牌品質和國際影響力的快速提升,并進一步降低礦山單位產量的輪胎消耗成本。