越南部分煤矿由于地层硬度高、夹层多、含水量大,一直被视为掘进设备与耗材的高难度工况区域。当地许多矿井普遍面临相似问题:截齿磨损快、掉齿频繁、停机时间长,导致掘进效率难以提升、综合成本持续偏高。
近期,信达与越南某煤矿开展的一次现场同台对比测试,为行业提供了一个具有代表性的案例,也进一步说明了在复杂工况下,“截齿材料性能”与“工况精准匹配”对实际掘进成本有着决定性的影响。
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背景与问题分析:高消耗背后的深层原因
项目背景: 越南某煤矿,巷道断面约15㎡,采用EBZ280掘进机作业。
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核心问题: 在F10级硬岩地质中,原用截齿消耗量巨大。数据显示,掘进70米需更换约240颗截齿,平均每米消耗3-4颗,显著高于同类工况的正常水平,直接导致停机频繁,掘进进度不达标。
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经过我司工程师现场勘查分析,确认问题并非单一的岩石硬度所致,而是由以下四种因素复合作用的结果:
强冲击载荷
F10级硬岩的破碎过程伴随高频次的强力冲击。
高磨蚀性工况
岩层中含有石英等砂质夹层,对截齿合金产生持续的研磨性损耗。
受力不均
掘进机滚筒(炮头)因长期使用存在磨损,部分齿座精度下降,加剧了截齿的偏磨和异常受力。
动态载荷复杂
上述因素叠加,使得截齿在工作中承受着冲击、磨损、弯扭等复杂的复合载荷。
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原用截齿磨损情况
现场实测:性能差异显著
测试原则:在同一台掘进机、同一操作班组、相同掘进参数的条件下,仅将部分工位的截齿,更换为株洲信达提供的XD35CC超耐磨掘进齿。
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测试结果:信达截齿在掘进约1.5米后,仅有2颗截齿被更换,整体磨损形态均匀,无崩刃、掉头等失效现象。与原品牌“每米消耗3-4颗”的数据相比,信达截齿的消耗率降低了90%以上,实际使用寿命大幅提升。
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技术原因剖析:性能差异的背后是“精准匹配”
针对测试结果,我们从材料学和机械结构学角度进行剖析,认为性能差异主要源于以下三点:
合金材料的选型差异:从“追求硬度”到“韧性优先”
对于强冲击工况,合金的韧性(抵抗冲击断裂的能力)比单纯的硬度更为重要。信达采用超粗晶粒高韧性合金,有效防止因材料脆性导致的崩刃和早期失效。
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齿体结构的工艺差异:应对复合载荷的能力
截齿在井下承受着复杂的弯扭复合载荷。信达采用的冷锻一体成型工艺及精控热处理,保证了齿体从内到外的组织致密性和力学性能的均衡,使其在承受偏磨、扭转等附加应力时,不易发生齿柄变形或断裂。
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经济性评估与结论
采用优化后的截齿方案,为矿山带来了显著的综合效益:
1、直接成本降低:截齿及关联部件(如齿套)的采购和消耗成本大幅下降。
2、运营效率提升:因更换截齿导致的停机时间锐减,有效提高了设备的有效作业率和掘进效率。
3、生产管理优化:稳定的耗材寿命,使得生产组织和维护计划更具可预见性。
总结:本次越南煤矿的对比测试充分证明,面对复杂的硬岩工况,成功的解决方案来自于对工况的深刻理解和产品的精准匹配。真正的成本控制,源于通过专业的技术方案,实现更低的综合损耗、更少的停机时间和更稳定的生产效率。
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