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     作者：鄭曉蒙

    輪胎全壽命管理系統(tǒng)在煤礦安全管理中的應(yīng)用內(nèi)容簡(jiǎn)介：

    神華北電勝利露天煤礦現(xiàn)有220t自卸卡車(chē)50臺(tái)（830E卡車(chē)28臺(tái)，MT4400卡車(chē)22臺(tái)），在車(chē)57寸輪胎252條，其中進(jìn)口輪胎：米其林72條，普利司通94條。國(guó)產(chǎn)輪胎：陸安44條，火炬42條。前輪，全部為進(jìn)口輪胎，目前運(yùn)行小時(shí)數(shù)均在3000h以?xún)?nèi)；后輪，國(guó)產(chǎn)輪胎占后輪總數(shù)約60%;后輪，進(jìn)口輪胎占40%，老齡化嚴(yán)重，運(yùn)行小時(shí)數(shù)在6000～15000h。未來(lái)后輪將逐步以國(guó)產(chǎn)輪胎為主。

    進(jìn)口輪胎的平均使用壽命為8000～lOOOOh，國(guó)產(chǎn)輪胎約為1900h。2013年，57寸輪胎共報(bào)廢129條，其中進(jìn)口89條，國(guó)產(chǎn)40條。進(jìn)口輪胎報(bào)廢主要原因是熱剝離，占報(bào)廢總數(shù)的70%;國(guó)產(chǎn)輪胎報(bào)廢主要原因同樣也為熱剝離，占報(bào)廢總數(shù)90%;國(guó)產(chǎn)輪胎（火炬、三角）升溫問(wèn)題嚴(yán)重，在夏季生產(chǎn)期造成大面積車(chē)輛停駛，嚴(yán)重影響卡車(chē)出動(dòng)率。

    1  巨胎現(xiàn)場(chǎng)管理存在的主要問(wèn)題

    1)缺乏有效手段管理輪胎壓力、溫度、路況、運(yùn)距等。

    2)輪胎使用壽命較低。

    3)盲目生產(chǎn)存在較大的安全隱患。

    4)輪胎維護(hù)人員工作量大，條件艱苦。

    5)與國(guó)外輪胎數(shù)字化管理水平存在巨大差距。

    2影響輪胎壽命的主要因素

    1)輪胎胎溫過(guò)高。礦用卡車(chē)在炎熱的夏季進(jìn)行工作時(shí)，由于輪胎的冷熱交替出現(xiàn)熱脹冷縮的現(xiàn)象，很容易導(dǎo)致輪胎發(fā)生變形、內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，抗拉能力將會(huì)降低，輪胎在礦山行駛的時(shí)候不斷地積聚能量，而大量的能量不能很快的被釋放，于是氣壓便會(huì)隨著能量的增高而逐漸增高，因此會(huì)導(dǎo)致輪胎過(guò)薄的部位發(fā)生爆炸。

    2)輪胎氣壓異常。輪胎的氣壓出現(xiàn)異常會(huì)導(dǎo)致輪胎局部磨損、駕駛員駕駛卡車(chē)的舒適性能與操控性能下降、燃油損耗增加等一系列問(wèn)題。當(dāng)輪胎的氣壓達(dá)不到輪胎廠(chǎng)家要求的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，輪胎的側(cè)壁就會(huì)出現(xiàn)彎曲，輪胎內(nèi)部被折斷，甚至?xí)�發(fā)生爆裂。如果輪胎的氣壓超過(guò)輪胎廠(chǎng)家要求的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，如果卡車(chē)長(zhǎng)時(shí)間高溫運(yùn)行便會(huì)導(dǎo)致輪胎爆炸，對(duì)人身生命安全造成直接的影響。

    3)道路環(huán)境不好。輪胎的壽命也會(huì)受到道路狀況的影響，比如凹凸不平或者路面上有尖銳的煤炭或者石頭�？ㄜ�(chē)在行駛過(guò)程中，路面上尖銳的煤炭或石頭就會(huì)與輪胎發(fā)生摩擦，如果摩擦嚴(yán)重便會(huì)導(dǎo)致輪胎漏氣出現(xiàn)輪胎爆胎的現(xiàn)象。

    4)運(yùn)行超速。輪胎出廠(chǎng)時(shí)都會(huì)限定輪胎的時(shí)速，如果卡車(chē)運(yùn)行速度超過(guò)這個(gè)極限值，輪胎的溫度便會(huì)急劇升高，氣溫升高就會(huì)加速輪胎橡膠的老化速度，這是輪胎便會(huì)出現(xiàn)剝離或者爆胎的現(xiàn)象。

    5)卡車(chē)超載運(yùn)行�？ㄜ�(chē)超載對(duì)輪胎造成的傷害也是很大的，由于在露天煤礦工作的卡車(chē)由于道路環(huán)境差、運(yùn)距遠(yuǎn)、夏季氣溫高等劣勢(shì)，如果卡車(chē)超載運(yùn)行就會(huì)加大輪胎爆胎事故的發(fā)生。

    3  輪胎全壽命檢測(cè)系統(tǒng)介紹

    3.1  輪胎全壽命檢測(cè)系統(tǒng)簡(jiǎn)介

    露天礦卡車(chē)輪胎實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)是目前國(guó)際露天礦山開(kāi)采行業(yè)唯一普遍使用的輪胎監(jiān)控管理系統(tǒng)。其工作原理見(jiàn)圖1。系統(tǒng)主要由數(shù)字化管理模式、系統(tǒng)硬件、系統(tǒng)管理軟件幾大部分構(gòu)成。數(shù)字化管理模式可實(shí)現(xiàn)輪胎識(shí)別，單胎報(bào)警，車(chē)隊(duì)分組，數(shù)據(jù)傳輸，遠(yuǎn)程監(jiān)控，多礦區(qū)管理等功能。系統(tǒng)管理軟件的客戶(hù)端軟件主要功能：數(shù)據(jù)記錄、收集、查看和統(tǒng)計(jì)傳感器ID和輪胎位置設(shè)置溫度和壓力報(bào)警值設(shè)置遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)分享及監(jiān)控。

    3.2系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)

    1)適用神華北電露天礦現(xiàn)有輪胎廠(chǎng)家各種規(guī)格工程輪胎。

    2)內(nèi)置傳感器，每3秒同時(shí)發(fā)出溫度、壓力數(shù)據(jù)。

    3)輪胎傳感器可重復(fù)使用。

    4)提供GPS地理信息及速度、運(yùn)距信息。

    5)可靠性已經(jīng)過(guò)廣泛驗(yàn)證，可適應(yīng)露天礦山運(yùn)輸環(huán)境。

    4  系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用功能

    1)輪胎氣壓不達(dá)標(biāo)報(bào)警。在系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到輪胎內(nèi)部氣壓沒(méi)有達(dá)到系統(tǒng)設(shè)定的最低值時(shí)，在駕駛室內(nèi)部的顯示器將采用中、英文兩種報(bào)警方式來(lái)提醒車(chē)輛操作人員，在調(diào)度室的控制軟件中將以圖形及數(shù)字，顯示輪胎氣壓不達(dá)標(biāo)，并且系統(tǒng)會(huì)用急促音及突出顏色提示注意，并將報(bào)警數(shù)據(jù)儲(chǔ)存于系統(tǒng)中以備查看。將報(bào)警數(shù)據(jù)自動(dòng)生成分析報(bào)告。

    2)輪胎氣壓超標(biāo)報(bào)警。在系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到輪胎內(nèi)部氣壓超過(guò)系統(tǒng)設(shè)定的最高值時(shí)，在駕駛室內(nèi)部的顯示器將采用中、英文兩種報(bào)警方式來(lái)提醒車(chē)輛操作人員，在調(diào)度室的控制軟件中將以圖形及數(shù)字，顯示輪胎氣壓超標(biāo)，并且系統(tǒng)會(huì)用急促音及突出顏色提示注意，并將報(bào)警數(shù)據(jù)儲(chǔ)存于系統(tǒng)中以備查看。

    3)輪胎溫度超標(biāo)報(bào)警。在系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到輪胎溫度高于設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，在駕駛室內(nèi)部的顯示器將采用中、英文兩種報(bào)警方式來(lái)提醒車(chē)輛操作人員，在調(diào)度室的控制軟件中將以圖形及數(shù)字，顯示輪胎氣壓超標(biāo)，并且系統(tǒng)會(huì)用急促音及突出顏色提示注意，并將報(bào)警數(shù)據(jù)儲(chǔ)存于系統(tǒng)中以備查看。

    4)輪胎漏氣報(bào)警。在系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到輪胎內(nèi)部氣壓快速降低時(shí)，在駕駛室內(nèi)部的顯示器將采用中、英文兩種報(bào)警方式來(lái)提醒車(chē)輛操作人員，在調(diào)度室的控制軟件中將以圖形及數(shù)字，顯示輪胎氣壓超標(biāo)，并且系統(tǒng)會(huì)用急促音及突出顏色提示注意，并將報(bào)警數(shù)據(jù)儲(chǔ)存于系統(tǒng)中以備查看。

    5)系統(tǒng)工作狀態(tài)自身檢測(cè)。系統(tǒng)工作時(shí)會(huì)檢測(cè)自身的工作狀態(tài)(包括傳感器、GPS)，如系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)自身工作異常將在駕駛室內(nèi)部顯示器上給出提示信息。

    6)車(chē)輛運(yùn)行速度及運(yùn)距檢測(cè)。當(dāng)車(chē)輛停止或者運(yùn)行在礦區(qū)時(shí)系統(tǒng)將車(chē)輛的實(shí)時(shí)運(yùn)行速度及運(yùn)距信息傳送到調(diào)度室顯示屏幕上，對(duì)于超速車(chē)輛給予報(bào)警提示，并按照用戶(hù)需求提供運(yùn)距統(tǒng)計(jì)信息。

    7)GPS衛(wèi)星定位功能。安裝輪胎實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)后，無(wú)論車(chē)輛位于什么位置，調(diào)度室人員都可以對(duì)車(chē)輛進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，找到車(chē)輛的準(zhǔn)確位置，精確記錄車(chē)輛輪胎的報(bào)警路段。

5監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在煤礦智能化管理中的作用

    卡車(chē)輪胎胎壓不足，輪胎會(huì)出現(xiàn)不正常磨損與輪胎內(nèi)部結(jié)構(gòu)的損傷，不平路面也會(huì)導(dǎo)致輪胎的內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變形等現(xiàn)象，增加了爆胎發(fā)生的幾率。如果輪胎的胎壓高于標(biāo)準(zhǔn)要求，這時(shí)輪胎的抓地能力將會(huì)降低，剎車(chē)性能降低。輪胎實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)能夠提升卡車(chē)運(yùn)行的安全性，對(duì)輪胎具有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)作用，提高車(chē)輛安全駕駛的性能。輪胎實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)在智能化礦山本質(zhì)安全文化建設(shè)中體現(xiàn)出如下優(yōu)勢(shì)。

    1)預(yù)防事故發(fā)生。輪胎實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)于主動(dòng)安全設(shè)備的一種，它能夠在輪胎出現(xiàn)危險(xiǎn)征兆時(shí)及時(shí)報(bào)警，提醒車(chē)輛操作人員采取相應(yīng)的防護(hù)措施，來(lái)避免嚴(yán)重事故的發(fā)生。

    2)輪胎實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)能夠使監(jiān)控人員在監(jiān)控室內(nèi)就能了解礦山所有設(shè)備的輪胎實(shí)時(shí)工作情況。

    3)輪胎具備標(biāo)準(zhǔn)的壓強(qiáng)可降低卡車(chē)的燃油損耗，據(jù)調(diào)查顯示正確對(duì)輪胎充氣，能節(jié)省燃油8%～30%，能夠延長(zhǎng)輪胎的使用壽命10%～30%，降低公司的燃油、輪胎的采購(gòu)成本；并能提高車(chē)輛的行駛平穩(wěn)性能，延長(zhǎng)整車(chē)及零件的使用壽命。

    4)露天煤礦中輪胎的使用量很大，安裝輪胎實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)可以減少輪胎磨損，延長(zhǎng)輪胎的使用壽命，緩解輪胎危機(jī)，2013年全年報(bào)廢輪胎129條，2014年1月至今8個(gè)半月報(bào)廢輪胎32條，較去年同期相比下降3/4左右，大幅度降低了公司輪胎采購(gòu)成本；通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)與輪胎全壽命管理系統(tǒng)軟件分析得出如下對(duì)比（表1）。比表格可以看出國(guó)產(chǎn)輪胎報(bào)廢平均小時(shí)數(shù)由2013年的1957h升到2014年的3072h通過(guò)輪胎全壽命管理系統(tǒng)的協(xié)助管理使輪胎報(bào)廢平均小時(shí)數(shù)上升1/3。

    5)礦使用的輪胎多數(shù)是大型輪胎，設(shè)備所承受的載荷較大，如果剎車(chē)片與剎車(chē)盤(pán)在行駛的過(guò)程中出現(xiàn)貼合現(xiàn)象，在粘合一面的輪胎溫度便會(huì)急劇上升，這面的胎溫度就會(huì)高于其它位置輪胎溫度，通過(guò)此方法來(lái)判別剎車(chē)系統(tǒng)是否存在故障。

    6)車(chē)輛輪胎內(nèi)氣壓超過(guò)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，輪胎與地面的緩沖性能就會(huì)降低，從而增加車(chē)輛懸掛系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，輪胎氣壓長(zhǎng)期超出輪胎廠(chǎng)家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)底盤(pán)以及車(chē)輛的懸掛系統(tǒng)都將造成很大的傷害；如果輪胎氣壓時(shí)高時(shí)低，還容易造成剎車(chē)跑偏，車(chē)輛的懸掛系統(tǒng)將會(huì)加劇磨損，降低懸掛的壽命。

    7)輪胎全壽命監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠時(shí)時(shí)刻刻的監(jiān)視輪胎工作現(xiàn)狀，對(duì)卡車(chē)運(yùn)行速度、運(yùn)距、溫度、壓強(qiáng)等實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，并可以有效的提高行車(chē)安全，預(yù)防輪胎爆胎。

    8)提高行車(chē)安全性。據(jù)調(diào)查顯示有90%以上的車(chē)輛沒(méi)有執(zhí)行車(chē)輛生產(chǎn)廠(chǎng)家的規(guī)定對(duì)輪胎進(jìn)行充氣，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的主要因素，是維修人員與車(chē)輛駕駛?cè)藛T對(duì)輪胎在車(chē)輛安全駕駛中的重要地位的意識(shí)淡薄。再有我們維修輪胎所使用的機(jī)械表本身就存在著很大的誤差。如果輪胎得不到正確氣壓，就會(huì)產(chǎn)生重大安全隱患，并且將會(huì)提高車(chē)輛的油耗、輪胎的使用壽命降低、整車(chē)的使用壽命將會(huì)被縮短、在車(chē)輛維修成本方面將會(huì)增加。輪胎全壽命監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具備精確的數(shù)字控制模塊，受外界的影響比較小，帶上系統(tǒng)專(zhuān)為礦用設(shè)備量身定做，因此能夠有效的提高行車(chē)的安全性能。

    9評(píng)述：

    本文對(duì)輪胎全壽命管理系統(tǒng)在煤礦中的應(yīng)用做出研究，針對(duì)現(xiàn)有國(guó)產(chǎn)輪胎技術(shù)水平的限制，將巨型輪胎安全管理中存在的問(wèn)題進(jìn)行分析；為解決問(wèn)題提出最佳的解決方案；通過(guò)對(duì)輪胎現(xiàn)場(chǎng)使用情況的統(tǒng)計(jì)分析，與輪胎全壽命管理系統(tǒng)對(duì)輪胎使用過(guò)程中動(dòng)態(tài)溫度、壓強(qiáng)、運(yùn)行速度、路面情況、卡車(chē)超載等、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的功能進(jìn)行系統(tǒng)分析對(duì)比，得出最佳的輪胎管理方案。輪胎全壽命管理系統(tǒng)的使用不但能有效提高輪胎的使用壽命、降低燃油損耗，對(duì)行車(chē)安全更是意義非凡，經(jīng)過(guò)一年的試用神華北電勝利能源露天礦山未發(fā)生爆胎事故。