在高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井,隐蔽摩擦火花,是最容易被忽视的井下危险源。纵观近年矿山安全事故复盘数据,除去瓦斯超限、通风故障等显性问题,由采掘设备截齿引发的摩擦火花,已经成为高瓦斯工作面最频发的隐蔽火源。很多矿区存在认知误区,只要做好瓦斯抽采、加强通风监测,就能规避爆炸风险,却忽略了滚筒、掘进头截割作业时,截齿与夹矸、硬岩高速撞击、摩擦产生的瞬时高温火花。在瓦斯浓度临近警戒值的密闭井下空间,哪怕米粒大小的飞溅火花,都足以突破瓦斯燃爆临界点,酿成不可逆的安全事故。
常规截齿齿头采用通用粗晶粒钨钴合金,齿体使用普通碳钢材质,金属硬度匹配度极差,在工作面过断层时,每秒都会产生数十次刚性碰撞,接触面瞬时温度突破1200℃,高温熔融金属碎屑向外飞溅,形成持续性明火火花。并且随着使用时长增加,普通截齿会快速出现齿头磨钝、齿肩磨损、表面毛刺增多的问题,粗糙的切削接触面会进一步放大摩擦应力,让火花产生频次成倍上涨,形成“磨损越严重、火花越密集、安全风险越高”的恶性循环。绝大多数普通截齿焊缝内部孔隙多、合金与齿体结合强度薄弱,井下重载往复截割中,极易出现齿头松动、局部崩裂甚至整体脱落。脱落的硬质合金碎片会高速撞击岩壁、煤壁,产生二次飞溅火花,同时崩齿故障会迫使班组临时停机换齿,作业人员近距离在瓦斯富集区域开展拆装工作,直接暴露在双重安全风险之中。
针对高瓦斯矿井专属工况,山东艾德依托十余年矿用耐磨耗材研发经验,突破传统截齿防火花与耐磨无法共存的行业难题,打造适配高瓦斯工作面的专用无火花截齿。在核心摩擦区域,我们摒弃传统表面喷涂工艺,采用等离子激光复合深熔覆技术,在截齿前端、焊缝易剐蹭部位,熔覆掺杂陶瓷抑燃颗粒的复合层,区别于普通涂层易脱落、耐热差的短板,熔覆层与齿体冶金结合,结合强度远超行业标准,长期重载截割不会起皮剥落。特殊复合材质可以大幅降低金属摩擦瞬时温升,弱化金属撞击的电子跃迁反应,实测可抑制98%以上可视摩擦火花,使用无明火碎屑飞溅。
全系无火花截齿经第三方疲劳实验室实测,该款截齿可连续承受12万次往复冲击,无脱齿、无裂纹、无焊缝开裂,彻底规避焊缝失效引发的次生安全事故。很多矿区顾虑安全型截齿采购成本偏高,会拉高耗材预算,但从矿山全生命周期成本核算来看,无火花截齿反而能实现安全与降本双向平衡。山东艾德每一批次无火花截齿,都要通过模拟井下冲击火花测试、金相探伤、井下高湿盐雾腐蚀、重载疲劳测试,合格后才可出厂,适配高瓦斯矿井高湿度、腐蚀性井下仓储环境,整年存放性能零衰减。
安全是高瓦斯矿山生产不可退让的底线。相比难以预判的偶然火源,截齿摩擦火花是可以通过产品升级彻底根除的确定性隐患。淘汰合规性不足、安全短板突出的普通截齿,选用标准化无火花专用截齿,既是响应矿山安全生产标准化的硬性要求,也是筑牢井下人员、设备、矿区财产安全的第一道防线。