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采煤截齒使用中常見的磨損、斷裂、刀頭脫落、腐蝕等失效問題,針對(duì)不同煤巖類型的物理特性(硬度、含矸量、濕度等),制定對(duì)應(yīng)的截齒選型標(biāo)準(zhǔn)及防護(hù)措施,可有效延長(zhǎng)截齒使用壽命、提升截割效率,具體要點(diǎn)如下:
一、軟質(zhì)煤層(硬度f≤3,無夾矸或少量軟質(zhì)夾矸)
(一)選型要點(diǎn)
刀頭材質(zhì):選用韌性適中、耐磨性達(dá)標(biāo)即可的硬質(zhì)合金刀頭,無需過度追求高硬度,避免材質(zhì)過脆導(dǎo)致崩角;刀頭形狀優(yōu)先選鎬形,切削刃鋒利,可降低粘著磨損風(fēng)險(xiǎn)。
齒體材質(zhì):采用42CrMo合金鋼,經(jīng)調(diào)質(zhì)處理,保證足夠韌性,防止截割過程中因載荷波動(dòng)出現(xiàn)疲勞斷裂;齒體表面可做鍍鋅或鍍鉻防銹處理,應(yīng)對(duì)井下潮濕環(huán)境。
結(jié)構(gòu)選型:選擇短齒身、大切削角的截齒,減少齒體與煤體的接觸面積,降低粘著磨損和切削阻力,提升截割流暢性。

(二)防護(hù)要點(diǎn)
控制截割速度,避免因速度過快導(dǎo)致煤體碎屑粘著在刀頭表面,形成粘著磨損凹坑;定期清理刀頭粘著物,可采用高壓水沖洗輔助除渣。
安裝時(shí)確保截齒角度精準(zhǔn)(切削角控制在30°-45°),緊固螺栓到位,防止受力不均導(dǎo)致齒體局部磨損加劇。
定期檢查齒體防銹層完整性,若出現(xiàn)破損及時(shí)補(bǔ)涂防銹劑,避免潮濕環(huán)境引發(fā)腐蝕。
二、中硬煤層(硬度3<f≤6,含少量硬質(zhì)夾矸,夾矸硬度f≤8)
(一)選型要點(diǎn)
刀頭材質(zhì):選用高硬度、高耐磨性的硬質(zhì)合金刀頭,刀頭邊緣做強(qiáng)化處理,提升抗沖擊磨損和磨粒磨損能力,應(yīng)對(duì)夾矸切削時(shí)的沖擊載荷。
齒體材質(zhì):采用高強(qiáng)度合金鋼,經(jīng)“淬火+回火”復(fù)合熱處理,平衡硬度與韌性(硬度HRC45-50),減少疲勞斷裂和脆性斷裂風(fēng)險(xiǎn);齒體根部做圓角過渡處理,降低應(yīng)力集中。
:選用鎬形或刀形截齒,齒身長(zhǎng)度適中,刀頭與齒體釬焊采用真空釬焊工藝,提升焊層結(jié)合強(qiáng)度,防止刀頭脫落;部分場(chǎng)景可選用帶耐磨合金條的齒體,增強(qiáng)側(cè)面抗磨能力。
(二)防護(hù)要點(diǎn)
優(yōu)化截割路徑,盡量避開大塊夾矸,若無法避開需降低截割速度,減少?zèng)_擊載荷對(duì)刀頭和齒體的損傷。
定期檢查釬焊層完整性,若發(fā)現(xiàn)焊層開裂、氧化,及時(shí)更換截齒,避免刀頭脫落;同時(shí)檢查齒座磨損情況,若齒座變形及時(shí)修復(fù)或更換,防止改變截齒切削姿態(tài)。
采用“定期輪換”策略,將受力較大位置的截齒與受力較小位置的截齒互換,均衡磨損,延長(zhǎng)整體使用壽命。
三、硬質(zhì)煤層(硬度f>6,多夾矸、硬巖夾層,夾矸硬度f>8)
(一)選型要點(diǎn)
刀頭材質(zhì):選用超硬硬質(zhì)合金刀頭,或采用復(fù)合涂層刀頭,顯著提升硬度、耐磨性和抗沖擊性,應(yīng)對(duì)硬巖切削時(shí)的劇烈磨粒磨損和沖擊。
齒體材質(zhì):采用高強(qiáng)度耐磨合金鋼,添加鉻、鉬、釩等合金元素,經(jīng)深層淬火、低溫回火處理,提升齒體整體強(qiáng)度和韌性,防止沖擊斷裂;齒體表面做耐磨堆焊處理,增強(qiáng)抗磨能力。
:優(yōu)先選用刀型截齒,切削刃寬且堅(jiān)固,可分散切削載荷;截齒頭部設(shè)計(jì)為流線型,減少切入阻力;釬焊工藝采用高頻感應(yīng)釬焊,確保焊層致密、結(jié)合強(qiáng)度高,配合焊后保溫處理,消除內(nèi)應(yīng)力。
(二)防護(hù)要點(diǎn)
配備截割載荷監(jiān)測(cè)裝置,實(shí)時(shí)監(jiān)控載荷變化,避免過載截割;必要時(shí)采用預(yù)裂爆破工藝處理硬巖夾層,降低截齒沖擊載荷。
縮短截齒檢查周期,每次截割作業(yè)后檢查刀頭磨損、崩角情況及齒體裂紋,發(fā)現(xiàn)問題立即更換,防止斷裂截齒損壞齒座及綜采設(shè)備。
優(yōu)化潤(rùn)滑方案,在截齒與齒座接觸處涂抹高溫耐磨潤(rùn)滑脂,減少摩擦磨損;同時(shí)加強(qiáng)井下通風(fēng)除濕,降低環(huán)境濕度,輔助減輕腐蝕。
四、腐蝕性礦井環(huán)境(高濕度、酸性礦井水,含鹽分)
(一)選型要點(diǎn)
齒體防護(hù):選用不銹鋼齒體或在普通齒體表面做多層防腐處理(如氟碳涂層、陶瓷涂層),提升抗電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕能力;避免選用普通碳鋼齒體,防止快速銹蝕。
刀頭與焊層:選用耐腐蝕性能較好的硬質(zhì)合金刀頭,釬焊層采用耐腐蝕焊材,焊后做防腐密封處理,防止礦井水滲入焊層縫隙,加劇腐蝕和裂紋擴(kuò)展。
(二)防護(hù)要點(diǎn)
作業(yè)結(jié)束后及時(shí)清理截齒表面的礦井水和煤巖碎屑,擦干后涂抹防腐油脂,隔絕腐蝕性介質(zhì)。
定期檢查截齒防腐層完整性,若出現(xiàn)破損、脫落,及時(shí)補(bǔ)涂防腐材料或更換截齒;同時(shí)優(yōu)化礦井水處理工藝,降低礦井水酸度和含鹽量,從源頭減輕腐蝕。
