11月8日,神马集团重点项目“矿井巷道支护用高强轻量化钢拱系统开发与应用”顺利完成第一阶段目标。
目前,100多架新型高强钢拱已在四矿、六矿井下完成安装。相较于传统36U型钢拱,新型高强钢拱重量减少了34%,地面整架承载性能有效提高,其中三段式拱架安装效率提高50%。
据介绍,随着煤矿开采深度增加,为了保证支护强度和效果,井下使用的U型钢拱截面尺寸越来越大。“笨重”的支架带来的是职工劳动强度大、安装效率低等问题。
能不能让支架轻量化?7月5日以来,煤炭开采利用研究院按照集团要求,迅速成立跨专业研发小组,与宝钢股份中央研究院(以下简称宝钢研究院)科研人员一起,攻关“矿井巷道支护用高强轻量化钢拱系统开发与应用”项目。
“在立项之初,我们就定下目标,新型拱形支架系统要具备高强度、轻量化及可回收性能,不仅要安装便捷,还要显著提高支护效果,保障矿井安全生产。”该项目具体实施负责人、煤炭开采利用研究院博士靳鹏说。
传统36U型钢拱使用的是热轧型材,单个构件重量大。为实现上述目标,项目团队经过一个月的现场调研、“头脑风暴”,确定了用高强度板材替代热轧型材,通过辊压工艺制作直构件的方案。
但想制作出满足“高承载抗变形、高安全抗断裂”要求的构件不是一件容易的事。9月初,项目团队联合四矿、机械装备集团技术人员,采用冲压合模工艺设计制作弯曲模具,但制作出来的直构件实物精度欠佳。紧接着,他们多次优化制作工艺,控制模具角度,逐步解决了直构件实物端部裂口、侧面鼓包等问题。
10月份,煤炭开采利用研究院与宝钢研究院、四矿、六矿技术人员一起,对直构件及节点的轴压、偏压、纯弯曲指标,拱架整体承载性能进行地面试验。经过测试,新型高强钢拱各项指标均优于传统36U型钢拱。
现在,四矿己三皮带下山三部皮带维修处、六矿丁二底车场-650绕道处部分已安装新型高强钢拱135架,职工普遍反映其重量轻、安装快,能够满足井下安全生产需求。
据了解,仅4个多月时间,该项目就取得突破性进展,与煤炭开采利用研究院贯彻落实集团“工资靠课题、奖金靠成果”理念,优化科研项目管理模式,改变研发团队组建方式,加大创新激励力度密不可分。
“下一步,我们将开展小批量应用推广,形成标准化操作规程,并根据实际情况制定专门的修复方案,最大限度延长新型高强钢拱的使用周期,为集团大批量应用做好准备。”靳鹏说。
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