一塊30厘米見方或15厘米見方且中間帶孔的鐵板被稱作錨索托盤，是井下錨索支護(hù)的“隱形功臣”。 作為錨索末端的固定部件，這個(gè)不起眼的“小家伙”能穩(wěn)定傳遞預(yù)緊力、優(yōu)化應(yīng)力擴(kuò)散，直接支撐錨索支護(hù)，成為煤礦安全生產(chǎn)不可或缺的“基石”。 今年1月至7月，冀中能源集團(tuán)大社礦井下兩種規(guī)格的錨索托盤用量分別達(dá)到1.59萬塊、0.98萬塊。巨大需求的背后，是該礦從小批量試制到大規(guī)模生產(chǎn)的技術(shù)攻堅(jiān)，走出了一條“修舊利廢+技術(shù)創(chuàng)新”的降本增效路。

從廢舊鋼材到支護(hù)“硬通貨”

U型鋼因橫截面形似“U”得名，是礦山巷道支護(hù)的常用材料，廣泛用于井下巷道、隧道支撐。但隨著礦井采深增加、礦壓增大，不少U型鋼因變形嚴(yán)重失去修復(fù)價(jià)值，只能當(dāng)作廢料處理。

“每天都要處理大量變形的U型鋼，看著好好的鋼材變廢料，心疼！”負(fù)責(zé)井下變形U型鋼修復(fù)的大社礦制修區(qū)工長王義雷，一直琢磨著如何讓這些“廢鋼”重生。彼時(shí)，井下正推廣錨桿錨索聯(lián)合支護(hù)——一套被稱作主動(dòng)加固“黃金組合”的技術(shù)，能將破碎巖層與穩(wěn)定巖體錨固成整體，而錨索托盤作為核心部件，需承受礦壓、傳遞預(yù)緊力，其剛性直接影響支護(hù)強(qiáng)度。

“你看這螺栓、脹管、平墊圈、螺母，對(duì)應(yīng)到錨索支護(hù)里就是錨桿、錨索、托盤、鎖緊螺母。少了托盤的‘承力’，錨索再強(qiáng)也沒用?！蓖趿x雷手拿膨脹螺栓給工友們舉例，一句話點(diǎn)透托盤的重要性。

當(dāng)時(shí)井下在用的托盤，常因礦壓大發(fā)生變形，他突然想到：廢舊U型鋼剛性強(qiáng)、韌性足，要是能做成托盤，不正好解決問題？

說干就干，制修區(qū)各環(huán)節(jié)分工協(xié)作：鉚焊工將U型鋼分割成30厘米見方的鐵塊，鐵工燒爐將U型鐵塊鍛打成平整鐵板，機(jī)加工最后打孔成型。首批百余只U型鋼托盤下井后，很快收獲兄弟單位點(diǎn)贊：分量足、韌性強(qiáng)，U型鋼天生的凸起兩端還額外增加了強(qiáng)度，厚度比原來的托盤足足增加了12毫米，廢舊U型鋼搖身一變成了支護(hù)“硬通貨”。

從手工慢產(chǎn)到設(shè)備提效

“王工長，明天三水平東北翼皮帶巷整修，急需300只托盤?！币惶?，接到大社礦開拓區(qū)副區(qū)長任志廣的緊急來電，讓王義雷犯了難。

彼時(shí)，托盤全靠手工制作：煤爐反復(fù)加熱、人工鍛打塑形，就算全班不眠不休，一天最多也就能出50只?！叭笨谔?，實(shí)在沒法應(yīng)承。”想到任志廣失望的神情，王義雷暗下決心：必須打破手工生產(chǎn)的“緊箍咒”。

一次使用微波爐時(shí)，“電磁感應(yīng)加熱”的原理突然給了王義雷啟發(fā)。翻資料、查技術(shù)、找設(shè)備，王義雷團(tuán)隊(duì)最終引進(jìn)了一套電磁感應(yīng)線圈加熱裝置——其核心原理是將工頻交流電整流為直流電，再通過IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）逆變?yōu)楦哳l電流，線圈產(chǎn)生的交變磁場讓金屬內(nèi)部渦流發(fā)熱，能在短時(shí)間內(nèi)將U型鋼加熱到500攝氏度至1500攝氏度，自帶的水冷系統(tǒng)還能保證設(shè)備恒溫運(yùn)轉(zhuǎn)。

新設(shè)備一投產(chǎn)，效率立刻提上來了：U型鋼推入線圈受熱變紅，達(dá)到溫度后取出壓平，半成品很快成型。可好景不長，新問題又來了——設(shè)備對(duì)原材料平直度要求極高，變形嚴(yán)重的U型鋼根本塞不進(jìn)加熱線圈。

“有時(shí)調(diào)10多次角度才能塞進(jìn)去，碰壞線圈還會(huì)短路，一修就是1個(gè)多小時(shí)?！敝菩迏^(qū)職工張濤回憶，為趕進(jìn)度，有人甚至用微變形U型鋼做原料，反倒背離了修舊利廢的初衷，急用時(shí)還得花錢外購?fù)斜P，設(shè)備提效的“好牌”差點(diǎn)打爛。

從“憑手干”到全程自動(dòng)

“不能讓設(shè)備卡殼，更不能讓廢舊U型鋼浪費(fèi)?！睘橥黄破款i，制修區(qū)從各班組抽調(diào)技術(shù)骨干，組建攻堅(jiān)小組。

最初，大家想當(dāng)然地增加線圈尺寸，認(rèn)為“口徑大了，變形鋼就好塞了”?？稍囅聛聿虐l(fā)現(xiàn)，線圈變大后，加熱效率驟降，根本達(dá)不到U型鋼塑形所需溫度?！霸瓉聿皇恰糯蟆@么簡單，還得計(jì)算電磁感應(yīng)功率、銅管導(dǎo)熱性。”王義雷意識(shí)到，必須從技術(shù)根源上解決問題。

接下來的日子里，攻堅(jiān)小組對(duì)比不同直徑的紫銅管，反復(fù)測試加熱功率參數(shù)，記錄下上百組數(shù)據(jù)?！肮鈭?bào)廢的紫銅線圈堆起來快有一人高。”王義雷說。

終于，他們找到最優(yōu)方案：選用直徑12毫米的銅管，通過精準(zhǔn)彎曲工藝制作線圈，將線圈的口徑擴(kuò)大30%，提升了加熱效率。

“你看，再變形的U型鋼也能輕松塞進(jìn)去，3分鐘就到塑形溫度，比以前快1倍！”如今，張濤拿起一塊嚴(yán)重變形的U型鋼，隨手就能推入線圈。不僅如此，他們還同步升級(jí)了其他工藝：將普通氧氣切割換成更省力環(huán)保的等離子切割，引進(jìn)液壓裝置壓平鋼坯，使塑型效率再提一檔。

工藝改進(jìn)后，錨索托盤單日產(chǎn)量從80塊增加至120塊，效率大幅提升，設(shè)備故障率降為零。

大社礦總工程師秦書斌表示：“今年以來，我們已節(jié)約采購資金71萬余元。下一步，礦上計(jì)劃加裝自動(dòng)送料軌道，實(shí)現(xiàn)‘一鍵啟動(dòng)、全程自動(dòng)’，讓托盤生產(chǎn)徹底告別‘靠人扛、憑手干’?！?/p>

作者：王海 魏海霞 王瀟 版面編輯：杜明陽

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來源：中國煤炭報(bào)

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