銅坑礦盲斜井卸礦站曲軌變形原因分析及處理

摘要：礦山提升過程中卸礦站受到箕斗的沖擊以及在箕斗重力的作用下導致卸礦站曲軌變形或產(chǎn)生一個凹陷的弧坑，卸礦站受損則會影響正常的安全生產(chǎn)，通過對卸礦站曲軌的變形以及凹陷的弧坑進行分析，找出造成變形及產(chǎn)生弧坑的原因，討論其處理方法和工藝。

關(guān)鍵詞：曲軌變形；弧坑；原因分析；處理措施

概述

2#豎井工區(qū)是廣西華錫集團銅坑礦下屬單位，主要以提升礦石為主。而盲斜井是礦石運輸至地面的重要環(huán)節(jié)之一，1#、2#盲主斜道傾角均為25°，1#盲主斜道長278m，2#盲主斜道長473m，從放礦站至卸礦站均鋪設(shè)材質(zhì)為U70Mn規(guī)格為43kg/米的鋼軌。卸礦站（圖1所示）是整個盲斜井提升系統(tǒng)中的關(guān)鍵一環(huán)，它的作用是引導后卸式箕斗進去其內(nèi)部曲軌，從而使礦石順利卸入下一個流程的溜井。

隨著2#豎井工區(qū)的年提升量由最初的30萬噸逐年增加至2014年后的168萬噸。由于產(chǎn)量的增加，設(shè)備運行的時間相比原來有了大幅度的增加，設(shè)備的使用壽命也逐漸降低。而卸礦站就是典型的例子，卸礦站是有立柱橫梁以及曲軌等組成，箕斗進卸礦站時，第一時間接觸的就是曲軌，在箕斗的沖擊下，曲軌發(fā)生變形、脫焊斷裂，嚴重的部位甚至有凹陷的弧坑出現(xiàn)。

1.曲軌變形、脫焊、產(chǎn)生凹陷弧坑原因分析

1.1經(jīng)過卸礦站發(fā)生的多次故障發(fā)現(xiàn)，造成曲軌變形的主要原因曲軌承載面受力不平衡。而造成曲軌面受力不平衡的主要原因是卸礦站整體結(jié)構(gòu)發(fā)生變形，當卸礦站整體結(jié)構(gòu)往外擴時，箕斗進站時箕斗的卸載引輪與曲軌接觸面較小，局部受力大，當接合面小于30mm時，曲軌與箕斗卸載引輪接觸部位受力過大使其變形，并加快其磨損，在較短時間內(nèi)形成坡囗，箕斗進站時卸載引輪易從曲軌坡囗處滑出，出現(xiàn)脫軌現(xiàn)象；而當卸礦站整體結(jié)構(gòu)往里收時，箕斗進站時箕斗卸載引輪與曲軌側(cè)面直接發(fā)生摩擦，導致曲軌側(cè)面焊縫磨損，降低了焊接強度，曲軌受箕斗重壓下產(chǎn)生變形、脫落。

1.2產(chǎn)生弧坑的原因：箕斗進站時，運行速度仍然較快，瞬間對卸礦站的喇叭口造成一個嚴重的撞擊，由于每天有竟200-230次撞擊。而曲軌下部的襯筋過少，兩相鄰襯筋間的跨度過大，而曲軌在多次受到箕斗撞擊后，致使曲軌變形、或產(chǎn)生凹陷的弧坑（圖2所示），嚴重時還會使焊縫爆裂，導致局部曲軌脫落。

2.曲軌的處理措施

2.1曲軌變形處、弧坑處割除與安裝

2.1.1 測量并記錄有變形、弧坑的一段曲軌長度、寬度，用割槍沿著損壞曲軌原有的焊縫把曲軌割除，并把殘留的焊渣也清理干凈，然后用角磨機把母材表面及周圍20mm打磨拋光、露出金屬光澤。

2.1.2 制作兩塊新曲軌，新曲軌與損壞曲軌長度不變，由于卸礦站整體結(jié)構(gòu)發(fā)生變形，短時間內(nèi)無法將其完全復位，只能將新的曲軌的寬度做出改變，保證箕斗卸載引輪進站卸礦時與曲軌接觸面達到為80mm-100mm。然后利用專用的壓力裝置將新制作出來的曲軌按圖紙尺寸壓制成圓弧形。

2.1.3 根據(jù)現(xiàn)場對比修整合適并去除氣割殘留的熔渣，保證換上后與原有的曲軌表面平齊。由于第一塊曲軌（下層曲軌）（圖3所示）與側(cè)板焊接后會形成一道焊縫，第二塊曲軌（上層曲軌）壓在第一塊上面時則會不平整，所以需要將第二塊新曲軌割出合適的坡口（圖4所示），然后用角磨機去除破口處滲碳層至露出金屬光澤，在第二塊曲軌焊接時，坡口與之前的焊縫形成對接，保證新曲軌與側(cè)板成垂直狀態(tài)。

2.1.4 安裝第一塊曲軌后（下層曲軌），為防止曲軌在焊接過程中受熱變形或因底板有弧度，產(chǎn)生曲軌不緊貼側(cè)板，在焊接前應做好防止形變的措施：使用自制夾緊裝置將上、下層曲軌夾緊，使上層曲軌與下層曲軌之間緊密結(jié)合。如果更換曲軌過長，則需要多個夾緊裝置同時配合。

2.1.5 在安裝好的曲軌下方加裝三角襯筋進行加固，襯筋高度為100mm-150mm，寬度與曲軌一致，兩相鄰襯筋之間距離不能超過80mm-100mm。

2.2 焊接材料、設(shè)備選擇

根據(jù)曲軌與側(cè)板的厚度以及其材料特性，選擇的焊接形式為手工電弧焊，焊條為4mm的酸性焊條，型號為（E422）。焊機可采用交流焊機，也可采用直流焊機。使用焊接電流為120A-180A左右。

2.3焊接工作步驟

2.3.1 清理掉落在焊接區(qū)域的粉塵和銹渣，讓焊接處表面保持清潔，防止粉塵和銹渣在焊接過程中受熱形成雜質(zhì)和氣泡破壞焊縫內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

2.3.2 安裝第一塊（下層曲軌），將第一塊新曲軌垂直的靠在側(cè)板上，采用點焊對下層曲軌進行加固。點焊方式采取對角點焊，長度為20mm-30mm。每點焊一段應保留250-350mm之間距離， 確保在點焊和全焊過程中不會發(fā)生焊縫拉裂現(xiàn)象。

2.3.3 在下層曲軌下部加上襯筋，襯筋加完之后，然后將下層曲軌牢固的焊接在側(cè)板與對接處，焊接完成后使用敲雜錘對焊渣進行清理，目測焊縫表面應無裂紋、無夾渣、無氣孔、焊縫兩邊無未焊透等缺陷為合格。

2.3.4 使用自制夾緊裝置在上層曲軌與下層曲軌加緊，然后將上層曲軌焊接在下層曲軌的上面。

3.結(jié)束語

經(jīng)過對曲軌的整改后，觀察箕斗空斗進站運行和滿載進站卸礦運行都沒有出現(xiàn)不良的問

題，而因箕斗門擺動弧度過大致使箕斗門不關(guān)以及箕斗門下門軸與門鉤頂死等問題有了實質(zhì)性的改善。今后在工作中若有出現(xiàn)類似設(shè)備故障，可以很好的借鑒以上工藝實施，對今后解決工作實際問題具有較大的參考價值。

參考文獻：

[1]焊工技師/高級技師培訓教材.機械工業(yè)出版社

[2]李巖松.梅山鐵礦井下卸礦站的性能優(yōu)化[J].礦山機械，2014（03）

[3]安建英.4m～3底側(cè)卸式礦車卸載站的改進[J]. 黃金，1998（02）

作者簡介：

沈宏平（1984-）男，漢，四川省蓬安縣，廣西華錫集團股份有限公司銅坑礦，機械助理工程師，工學學士學位，機械設(shè)計制造。