神马集团重点项目新型高强钢拱研发取得阶段性成果

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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