防爆无轨胶轮车（精选9篇）
防爆无轨胶轮车 篇1
0 引言
矿用防爆无轨胶轮车目前已成为很多煤矿非常重要的辅助运输工具,其主要分为人车、货车和特种车辆,分别完成煤矿井下人员输送、物料运输、大型设备铲运及牵引(如液压支架、重型电气等设备的铲运)。
由于矿用防爆无轨胶轮车没有轨道限制,适应性强,机动灵活性好,其应用范围越来越广泛[1]。国家安监部门以及相关标准委员会出台了矿用防爆柴油机无轨胶轮车方面的标准,如MT/T 989—2006《矿用防爆柴油机无轨胶轮车通用技术条件 》、MT/T 990—2006 《矿用防爆柴油机通用技术条件》、GB 20800.3—2008《存在甲烷和(或)可燃性粉尘的地下矿区巷道用Ⅰ类内燃机》。在这3项标准中,对防爆无轨胶轮车的温度参数监测及保护提出了多项要求,如柴油机冷却液温度、柴油机表面温度、机车尾气排放温度、空压机进排气温度、机油温度、液压回路油温、变矩器温度、制动器温度等10 多处温度监测。以上这些关键部件的温度,不仅是安全参数,也是矿用防爆无轨胶轮车保护保养的重要参数[2]。如发动机排气温度,行业标准要求低于68 ℃,高于此温度时,排放的气体中可能带有火花,会引燃机车运行环境中的瓦斯而引起安全事故;发动机冷却液是发动机机体循环冷却的重要介质,冷却液温度过高导致机体热量无法散发,发动机活塞拉缸烧瓦对发动机本身是致命损害。目前,一般采用热膨胀保护措施,通过膨胀液或者金属的热胀冷缩特性来实现温度保护,当温度过高时,金属延展片触点热胀导通,接通电磁阀回路,通过断气来停止发动机运转,从而达到热保护目的。通过金属延展片的热胀冷缩特性来监测温度,存在误差较大的问题,且下降特性非常不好,时间长。针对现有温度监测方法存在的问题,笔者设计了矿用防爆无轨胶轮车温度监测电路。
1 温度监测电路传感元件选型
传统的集成式温度传感器(如AD590、DS18B20)无法满足矿用防爆无轨胶轮车测温方面的现场要求。集成式温度传感器一般监测范围为-20~+125 ℃,而发动机表面温度高达148 ℃,集成式温度传感器无法满足发动机表面温度的监测要求。为此,笔者选择铂电阻作为矿用防爆无轨胶轮车温度监测电路的温度传感元件。铂电阻的电阻值会随着温度变化而改变,通过电阻与温度的对应关系,可计算出当前被测部件的温度。铂电阻的物理化学特性稳定,反应灵敏,应用范围广泛[3]。实际应用中以薄膜铂电阻居多,薄膜铂电阻用陶瓷和铂特制而成,将铂薄膜通过激光喷溅在陶瓷表层,然后覆盖以陶瓷,这样的工艺使得薄膜铂电阻能够承受高电压并具有良好的绝缘性,同时具有良好的防振和防冲击性,因而在高温下能够保持优良的稳定性,适合在-50~400 ℃温度下使用。矿用防爆无轨胶轮车温度监测电路将薄膜铂电阻封装在导热性好的金属材料内部,如铜质外壳,然后灌封导热硅脂,在外壳表面配以合适螺纹,安装到被测部件上。
2温度监测电路设计
2.1电路原理
铂电阻的阻值变化范围为0.37~0.39Ω/℃,属于弱信号,一般采用差分比较,将微弱差分信号放大处理成单端信号,最后由微处理器采集计算。基于以上思路,设计了非线性电桥采集电路和运算放大电路来采集微弱变化的电阻信号值。温度监测电路原理如图1所示。在图1中,C1,C2,C3,C4,C5为工频滤波电容;VD4,VD5为TVS管,用于抑制瞬态脉冲以及静电;VD2为微处理器端口稳压管,与R7一起保护单片机端口;VD1为单向导通二极管,在ADC端口出现过压时VD1导通,使得ADC端口钳位在VDD+0.7V,VD1与VD2、R7同时使用,对微处理器端口进行双重保护。
信号传输过程:被测部件的温度变化通过热传导方式传导到铂电阻(XS1)上,导致铂电阻阻值发生变化;通过惠更斯电桥将变化的电阻值转换为差分电压信号并输出至运算放大电路,最后运算放大电路输出单端电压信号给微处理器采集计算。
2.2 电路关键参数匹配
电路设计中,运算放大电路采用单电源供电,+Vs引脚接模拟电源A+5V,-Vs引脚与模拟地线AGND接在一起。R5,R4,XS1和R3构成一个基本的惠更斯电桥电路;R5,R4为一支桥臂,XS1和R3组成另外一支桥臂。电桥参数配置充分考虑了铂电阻在0℃时的输出电阻误差,所以,在已知桥臂R5端并联了电阻R6,使得R5//R6后略小于100.00Ω,各电阻的参数匹配见表1,各电阻的精度均为0.5%。
电桥共模电压+Vref可以通过代数计算消除,其值选定主要参考运算放大电路的最大输出电压与共模输入电压之间的关系[4],如图2所示,一般+Vref选在+2V左右,使得输出电压无截止现象出现。
3 温度监测电路数学建模及误差评估方法
为了反映被测温度传感器电阻值与温度监测电路输出电压之间的固定函数关系,建立了数学模型,给出了电桥的非线性计算方法以及由非线性方法提取的线性公式。实际计算中往往采用线性公式,且误差在可控范围之内。
3.1 非线性计算方法
图1中电桥输出的毫伏级差分信号经R1、R2后至运算放大器N1的2、3 引脚,理论上N1的2、3引脚的压差为
式中:Rx为被测铂电阻阻值;Vref为电桥共模电压。
微处理器采样值与端口电压之间的换算关系如下:
式中:x为微处理器采样值;N为微处理器模数转换采样位数;UADC为微处理器模数转换端口电压。
U32差分信号经运算放大电路后转换为单端电压信号UADC,放大倍数G由运放器件外置电阻R8决定。
将式(1)、式(2)代入式(3),并将表1中相关数值代入计算,设y=Rx,采样位数N取10位模数转换,整理可得
由式(4)可根据微处理器的模数转换值计算出当前铂电阻的电阻值,当模数转换采样位数为其他值,如12、16采样位数时,可将其重新代入式(1)—式(3),求解最终计算公式。
3.2 线性计算方法
在实际应用中,由式(4)可演变为线性公式来取代理论上的非线性计算方法,达到简便计算的目的,且误差在可控范围之内。取式(4)曲线上零点和满量程两点对应的采样值和电阻值:x=39,y=100.00Ω(对应0 ℃);x=643,y=161.05Ω(对应160 ℃)。将两点的值代入线性方程y = kx + b中,可以求出k和b的值:k=0.101 076;b=96.058 03。将k,b代入方程可得
如果在温度采集中,不标校零点和满量程温度点,则式(5)中的k,b值可直接使用,作为默认值写入软件中存储。如果需要精确的温度值,则需要标校,程序中根据两点重新计算k,b值并保存。不同的电路板,由于电子器件参数不一致性,k,b的值也不同。
3.3 2种计算方法的误差评估
(1)误差范围计算。在实际计算中,如果不需要精确测量温度,允许测量误差在给定的误差范围之内,则式(4)和式(5)均能满足要求。如果需要精确测量温度,则需要用标准电阻器对零点和满量程温度点进行温度标校,如0,160 ℃。在软件程序处理上,记录零点温度和满量程温度时的模数转换采样值,重新计算线性方程的k,b值,并存入掉电保持存储器,以便后期使用。
用式(5)来代替式(4),绝对误差≤0.37Ω,即有些情况下可能导致1℃的误差。将式(5)与式(4)相减,可得
对式(6)进行求导,可求得其极值。当x=81,Δy=0.368 6时,误差小于温度1 ℃ 时的分度值(0.37Ω)。误差曲线如图3所示[3]。
(2)基于最小二乘法的曲线拟合计算。考虑用m次多项式来拟合n+1(m< <n)个观测数据点(xk,yk),k = 0,1,…,n,即,则观测数据与拟合曲线的偏差平方和为
在此例中,取零点、偏移最大点以及满量程点共3组离散数据(0,80,160 ℃ 时对应的电阻值,电阻数据放大10倍,数据中有2组数据相同,便于二次多项式拟合):(x0,y0)=(1 000,1 000);(x1,y1)=(1 312.8,1 309);(x2,y2)= (1 312.8,1 309);(x3,y3)=(1 610.5,1 610.5)。通过相关矩阵方程计算,可得二次曲线方程为
通过线性公式计算得到铂电阻值后,将其代入式(7),修正图3中绝对误差值,修正后的误差曲线如图4所示[3],绝对误差≤0.016Ω,对被测点温度控制可达到0.5 ℃以内。
4 由电阻值计算温度值的3种方法
可通过如下3种方法实现由铂电阻值求得被测部件的温度。
(1)公式计算法。《工业铂热电阻技术条件及分度表》在可控温度范围内给出了温度值与电阻值之间的计算公式。通过反函数(式(8))[3]计算当前部件的温度。
式中:R(0℃)、A、B均为常量;R(t)为温度为t时铂热电阻值。
(2)分段线性计算法。仔细研究《工业铂热电阻技术条件及分度表》可发现,在0~160℃区间,温度变化1℃,铂电阻值大都变化0.37~0.39Ω,但不是完全线性关系,可通过每隔15℃划分一个线性区间来计算t=f(R)之间的对应值,以避开式(8)开平方数学公式计算。举例如下:
将上述数据代入t=f(R)=kR+b,可求得k=2.564 102,b=-256.410 2,即
其他区段按照式(9)的计算方法来计算线性公式。
(3)查表法。《工业铂热电阻技术条件及分度表》中同时列出了铂电阻值和温度值之间的对应表,现已知电阻值,可通过查表方法得知对应的温度值。在软件处理上,可将电阻值存储在code空间的数组中。注意:由于电阻值带有2 位小数,可将其扩大100倍后用无符号整型来存储,这样比直接用浮点数存储节省code空间。随着温度不断增加,电阻值对应单调递增,即数组中的数据已排序好,查找算法可采用“二分法”来实现,比顺序查找效率要高。
以上3种计算方法中,公式计算法涉及数学计算开平方函数,浮点运算量较大,但软件代码简洁;分段线性计算法代码量较大,但当判断出温度在某一个区间后,执行指令较少;查表法采用“二分法”查表,代码量适中,但录入查表数据需要占据一定的code存储空间。综合考虑3种计算方法的优缺点,并结合温度监测电路的实际情况,本文采用查表法。
5结语
鉴于矿用防爆无轨胶轮车温度监测的重要性,选用薄膜铂电阻作为传感元件,设计了矿用防爆无轨胶轮车温度监测电路并建立数学模型。该电路利用非线性和线性计算方法计算出电阻值,再通过电阻值计算出被测部件的温度值。 该电路已在WC5E、WC10E、WC40Y(D)等多种矿用防爆无轨胶轮车上使用。实际应用表明,该电路运行稳定,为矿用防爆无轨胶轮车电气执行部件可靠控制提供了稳定的基础支撑。
摘要：针对现有矿用防爆无轨胶轮车温度监测方法存在温度测量范围窄、误差大的问题,设计了矿用防爆无轨胶轮车温度监测电路。该电路选择薄膜铂电阻作为传感元件,采用非线性电桥采集电路和运算放大电路采集微弱变化的电阻信号,利用非线性和线性计算方法计算出电阻值,从而通过电阻值计算出被测部件的温度值。实际应用表明,该电路运行稳定可靠,为矿用防爆无轨胶轮车电气执行部件可靠控制提供了稳定的基础支撑。
关键词：无轨胶轮车,温度监测,薄膜铂电阻,最小二乘法,误差控制
参考文献
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防爆无轨胶轮车 篇2
安全使用规范 范围
本标准现定了煤矿用防爆柴油机无轨胶轮车的基本要求、使用、维护、维修、加油等安全使用要求。
本标准适用于具有瓦斯及煤尘爆炸危险的煤矿井下使用的防爆柴油机无轨胶轮车（以下简称车辆）
2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB 3836 爆炸性气体环境用电气设备
GB 5768 道路交通标志和标线
MT 220
矿用防爆柴油机无轨胶轮车排气中一氧化碳、氮氧化物检验规范
MT/ T 989 矿用防爆柴油机无轨胶轮车通用技术条件 MT 990
矿用防爆柴油机通用技术条件
煤矿安全规程 基本要求 3．1 车辆的结构设计、基本参数、技术要求、及性能要求等应符合MT/ T989的有关规定，并应取得矿用产品安全标志。
3．2 车辆所用防爆柴油机应符合GB 3836的有关规定，并应取得矿用产品安全标志，排气中一氧化碳、氮氧化物等有害气体浓度，应符合MT 220的有关规定。
3．3 车辆所用电气部件，应符合GB 3836的有关要求，并应取得矿用产品安全标志。
3．4 车辆外表面应涂有反光材料标记。
3．5 车辆使用的柴油、润滑油、液压油等应按照使用说明书要求选用。
3．6 车辆下井应配备瓦斯检测报警仪，报警值应符合《煤矿安全规程》的有关规定；安全保护装置温度、压力等报警值应符合MT/ T 989的有关规定。
3．7 不应擅自对车辆进行改动和拆除部分零部件。4 巷道与配风 4．1 巷道
4．1．1 巷道宽度应满足车辆安全行驶的需要。车辆单向行驶的巷道，巷道宽度应满足车辆两侧至巷道壁或排水沟的间距不少于300mm；车辆双向行驶的巷道，巷道宽度应满足两车错车间距不低于300 mm，或设置必要的车辆躲避硐室。
4.1．2 巷道高度应满足当车辆行驶时，车辆最高点至巷道顶板或顶部管道、电缆线的间距不少于300 mm。4．1．3 行驶车辆的巷道中每隔300m应设置一个人员躲避峒室。4．1．4 行驶车辆的巷道中，应设置加水点。
4．1．5 在巷道弯道或驾驶员视线受阻的区段，应设限速、鸣笛标志。人员躲避调室、车辆躲避铜室附近应设置提示标志。各类标志应符合GB 5768的规定。
4．1．6 行驶车辆的巷道平面交叉时，宜设置自动交通信号装置。4．2 配风
行驶车辆的巷道，应按同时运行的最多车辆数增加巷道配风，配风量应不小于4 m3/min·kw。车辆的使用 5．1 使用前的检查
5．1．1 车辆外观应完好，无开焊、开裂、变形等。灭火器、瓦斯检测报警仪等附件配置齐全，状态良好。
5．1．2 显示仪表齐全，工作稳定、显示准确。
5．1．3 车辆电气系统应工作正常，照明、信号等应满足要求。5．1．4 车辆防爆柴油机工作正常、无异常噪声、温升和尾气排放。
5．1．5 车辆传动系统、制动系统、操纵系统、液压系统、气动系统等应工作稳定可靠，无异常现象。
5．1．6 安全保护装置应工作稳定可靠。
5．1．7 各管路连接可靠，无漏油、漏水、漏气等现象。5．2 驾驶人员 5．2．1 驾驶员应有与所驾驶车辆相适应的“中华人民共和国机动车驾驶证”。
5．2．2 驾驶员应经过煤矿井下安全培训和车辆驾驶人员应知、应会的相关知识培训并考试合格，持证上岗。
5．2．3 驾驶员应熟悉矿井运输路线和井下避灾路线，具备自救、互救和现场急救相关技能。
5．2．4 驾驶员应按下井人员要求配戴劳动保护用品，随身携带矿灯、自救器。
5．2．5 驾驶员发现瓦斯浓度超过《煤矿安全规程》相关规定值时，应立即停车关闭发动机，撤出人员并及时报告。
5．3 运输
5．3．1 车辆不允许超载运输。
5．3．2 车辆的运输应遵循分类原则，不应客货混装，易燃、易爆和腐蚀性物品不应混合运送。
5．3．3 车辆运输设备、工具或材料时，一般不应超宽或超高。如需超宽或超高运送，应制定安全措施和应急预案，按规定程序批准后方可实施。
5．3．4 运送特殊材料，应使用专用车辆。
5．3．5 运送火工品入井时，应使用专用车辆，预先制定安全措施，规定具体时间和运行路线，按规定程序批准后实施。运送路线不应有任河车辆和人员作业。
5．3．6 车辆运送松散物料时，应采取必要的紧固措施。5．3．7 具有自卸功能的车辆运行时，应采用不能自行脱钩的连接装置。
5．3．8 运送人员应使用专用人车运输。开车前应关好车门、防护栏，人体及所携带的工具、材料不应露出车外。车辆起动时，司机应向乘车人员发出警示。
5．3．9 车辆行进中和尚未停稳时，人员不应上、下车或在车内站立。行进中乘坐人员发现异常情况时，应立即向驾驶员发出信号。
5．3．10 各种运人车辆应明确定员，不应超员运输。5．4 行驶
5．4．1 车辆在巷道中行驶的最高速度：运送物料40km／h；运送人员25km／h。
5．4．2 车辆在弯道或坡道上应以低速行驶。车辆下坡不应空挡滑行。
5．4．3 车辆行驶至巷道平面交叉口、转弯处，应减速鸣号。5．4．4 同向行驶的车辆应保持不低于50 m的安全运行距离。5．4．5 车辆行驶中，应密切注意车辆各系统的工作状况，发现异常，应停车检查，排除故障。排除过程中，应有相应的安全措施。
5．5 停放
5．5．1 车辆停放时，应检查油、水、气管路。如有泄露，应及时处理。
5．5．2 车辆停放时，应实施驻车制动。
5．5．3 车辆一般不应在坡道上停放，如需停放，应实施驻车制动并采取必要的防滑措施。
5．6 检验
5．6．1 新车每运行500 h，大修后的车辆每运行300 h应检测柴油机的尾气排放，一氧化碳和氮氧化物应满足MT 220的规定。
5．6．2 车辆每年应进行年检，各项安全性能应符合 MT／T 989和 MT 990的要求。
5．6．3 大修后的车辆和防爆柴油机，应经国家安全生产监督管理总局授权的检测检验机构检验合格后投入使用。车辆的维护、保养及修理
6．1 车辆及防爆柴油机，应按使用说明书的要求进行定期维护、保养。维护、保养工作应由具备专业技能的人员担任。
6．2 除日常的维护、保养外，车辆及防爆柴油机，每两年时间内至少应进行1次大修。
6．3 车辆的维护、保养和修理，可在地面或井下检修硐室进行。6．3．1 井下检修硐室的长度一般不小于30m、宽度不小于10 rn、高度不小于4m（天车以下高度）断面成矩形，使用不燃性材料支护。
6．3．2 检修硐室不应有滴水。
6．3．3检修硐室应配备静压水和压风管道。6．3．4 检修硐室应有独立通风系统。
6．3．5 检修硐室的地面应平整。应设检修地沟，地沟中心应设集油坑。
6．3．6 检修硐室应装设向外开启的铁门或栅栏门。硐室入口处应悬挂明显的标志牌和“非工作人员禁止人内”警示牌。
6．3．7 检修硐室应使用防爆照明系统。照明线路电压不超过127 V。
6．3．8 检修硐室内应设置足够数量用于扑灭燃油火灾的灭火器材。
6．3．9 检修硐室内废旧油脂应存放在有盖的油桶内，用过的棉纱、布头和纸张等易燃废弃物应存放在有盖的铁桶内，当班运送至地面处理。
6．3．10 检修硐室内的待修车辆和完好车辆应挂牌管理。7 井下柴油的运输、储存和加油 7．1 井下柴油的运输
7．1．1 井下柴油应使用符合国家标准的钢板油桶运输和储存。7．1．2 井下柴油运输应由专人负责，使用专用运油车辆。使用普通车辆时，柴油油桶不应与其他物料混装，且应避免剧烈振动、碰撞。
7．1．3 使用无轨胶轮车或矿车运输柴油时，应将油桶与车体固定；使用单轨吊运输时，应自带平底盘，底盘上设置悬吊环，避免悬吊时油桶桶体受力。
7．1．4 运油车辆应悬挂明显的“危险”警示牌。
7．1．5 运油车辆应配备足够数量用于扑灭燃油火灾的灭火器材。7．1．6 运油车辆在井下运行速度不应超过25 km／h，与其他车辆应至少保持100m的安全距离。7．1．7 运油车辆在巷道内错车时应提前减速，运油车辆优先通过。
7．2 柴油的储存与加油
7．2．1 除加油硐室外，井下其他地点不应存放柴油。7．2．2 加油硐室柴油的储存量不应超过井下所有车辆8 h的用油量。特殊情况下需要适量增加时，应制定专门的安全措施，按规定程序批准，但最多不超过井下所有车辆1天的用油量。
7．2．3 柴油油桶应单层摆放，与其他油脂分类存放并保持至少1m以上的距离，且有明显的标志。
7．2．4 车辆加油时应在加油硐室内进行，关闭发动机，使用专用防爆加油装置。加注完毕及时清理地面油污。
7．3 加油硐室
7．3．1 井下加油硐室的长度和宽度一般不小于10m、高度不小于4m，使用不燃性材料可靠支护。
7．3．2加油硐室的地面应平整，不应有滴水。7．3．3加油硐室应有独立通风系统。
7．3．4加油硐室应装设向外开启的防火铁门，铁门上应装设便于关严的通风孔。
7．3．5加油硐室内应设置足够数量用于扑灭燃油火灾的灭火器材。
7．3．6加油硐室入口处应悬挂 “非工作人员禁止人内”警示牌，并24h专人值守。7．3．7加油硐室内除防爆照明系统、防爆加油装置外，不应存放其他电气设备，照明线路电压不超过127 V。
7．3．8加油硐室内，应在储油的点上方设置火灾自动监测报警装置，遇有明火或30℃以上高温时，自动报警。火灾自动监测报警装置应取得矿用产品安全标志。
防爆无轨胶轮车 篇3
1 矿井应用防爆无轨胶轮车简述
井下防爆无轨胶轮车由于无轨道的限制，具有适应性强、机动灵活性好、用人少、效率高等特点，在美国、英国、澳大利亚、南非等产煤大国普遍使用，是高产高效矿井辅助运输的发展方向。目前已有几百辆国产防爆无轨胶轮车在条件较好的矿井投入使用。目前新巨龙公司主要采用WC20 (R）型全金属封闭式防爆无轨胶轮车和W C 2.5型、W C 3 Y型、W C 5型防爆无轨胶轮车应用于矿井辅助运输。
2 建立健全运输安全管理制度
公司设立运输副总工程师负责运输安全技术管理工作，设置运输科和专业管理人员负责运输安全日常管理工作。安全监察处配备专职副处长负责运输安全监管工作，并配备专职运输安监员负责日常运输安全监督检查。调度室分管人员负责运输安全协调管理工作。成立了运输工区，并配备安全副区长和技术员，具体负责抓好运输安全技术管理工作。
建立健全了二十一项运输安全管理制度，主要内容包括：安全活动制度，事故分析制度，隐患排查制度，定期检查考核制度，封闭巷道管理制度，运输设备检查检修制度，运输线路巡检制度，连接装置检查试验制度，安全设施检查和试验制度等。
3 注重司机的安全行为管理
无轨胶轮车司机的业务水平和情绪状态直接影响着机车运行的安全。公司采取公开招聘的方式从优选择无轨胶轮车司机，具有机动车驾驶证和多年驾龄的人员优先录用。录用后，要经过专门培训合格后方可持证上岗。每次下井前都要召开班前会，共同学习运输安全知识和当班运输安全注意事项，并对不放心人员进行安全排查，严禁酒后、情绪异常、身体不适的司机下井驾驶无轨胶轮车。
严禁无轨胶轮车司机超速驾驶。在主要运输巷道内行驶速度不得超过20km/h。车辆在行近终点站前20米、巷道交叉点、硐室口、转弯等地段以及前方有车辆、人员或视线有障碍时，都必须减速鸣笛，驾驶速度不得超过5km/h，确认安全后方可通过。
4 保障无轨胶轮车的安全状况
首先选用质量可靠、安全性能高的防爆无轨胶轮车，要满足《煤矿安全规程》和《运输安全技术管理规范》要求，并且要求防爆性能强、安全防护设施齐全可靠、温度控制可靠性高、制动装置齐全可靠。
车辆的维修保养也是无轨胶轮车安全运输管理的重要环节，成立了专门的维修保养队伍，积极向无轨胶轮车生产厂家、兄弟单位等学习机车维修保养经验，制定了车辆的维修保养制度并严格执行，严禁车辆带病运转。对事关车辆运输安全的制动、照明、转向等关键部位每班都要进行检查并进行“手指口述”安全确认，使车辆始终保持良好的运行状态。
5 提供良好的安全运输环境条件
无轨胶轮车运输要求巷道具有较好的底板条件。公司对无轨胶轮车运行地段全部进行了地面硬化，保证巷道有足够的硬度，满足胶轮车运行需要。在巷道内全部安装了照明设施，充分保障视线，便于观察路况。在巷道设置会车区域，保障交叉运行的车辆运行安全。在转弯处设置大型反光镜，能够很好地扩大视野范围，保障运行安全。
安装使用了井下泄漏通讯系统，通讯信号覆盖所有无轨胶轮车运行的巷道。保证了车辆运行调度手段的先进可靠性，增强了车辆安全运行的可控性。
6 结语
防爆无轨胶轮车运输作为当今最先进的辅助运输方式，因其运速快、效率高、灵活性强、可实现不转载运输等特点在高产高效矿井得到了广泛应用，已成为煤矿辅助运输的必然发展方向。但如同地面交通运输安全一样，无轨胶轮车用于井下辅助运输也是一个复杂的系统，也应对其运输安全管理的重要性有足够的认识，并采取综合安全措施来保障无轨胶轮车的安全高效运行，进而促进矿井的安全生产。
参考文献
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防爆胶轮车运行安全保障措施 篇4
2019年2月23日，内蒙古西乌旗银漫矿业公司发生一起21死29伤的重大安全事故。据悉该事故车辆是由非法车辆改装，在运送工人下井期间发生刹车失灵导致的。为深刻吸取事故教训，杜绝类似事故发生，特制定以下安全保障措施。
一、车辆检查
1、每班交接班车辆驾驶人要严格按照交接班检查表对车辆进行检查，对车辆的离合操纵机构、换挡机构、油门、刹车制动系统进行详细检查并试运。发现问题及时停运，并由专业化服务小组进行维修。确保车辆不带病运行。
2、每月由专业化服务小组对井下防爆胶轮车进行月度检查检测，并填写好记录，重点对刹车、转向等关键系统进行详细的检查检测。
3、每月由专业化服务小组对井下防爆胶轮车进行月度维护保养，更换车辆油脂，对磨损的配件进行更换，确保车况健康、良好。
4、胶轮车司机应经专业培训，持证上岗，在车辆运行期间，如怀疑车辆刹车、转向存在问题，应及时停运并由专业化服务小组进行检查，确定车辆完好后方可恢复运行。
二、车辆达标
1、须选用正规厂家生产的符合国家标准的正规车辆，严禁非防爆车辆入井，严禁采用非专用人车运送人员。
2、不得擅自改装车辆、不得擅自拆除车辆保护设施。严禁非专业和不具备胶轮车驾驶资质的人员驾驶车辆。
三、路况保证
1、每周对集中辅运巷进行一次冲洗，重点冲洗干净路面的浮渣和淤泥，保证足够的摩擦系数，确保车辆安全运行。
2、平时车辆在运行期间如发现局部路段有淤泥、浮渣导致车辆打滑及影响车辆正常运行现象，应及时报告班组长，由班组长组织人员及时清理，保障路况良好。
3、对部分打滑影响车辆运行路段采用安装防滑板措施进行处理。
四、日常管理
1、加强对胶轮车司机的培训学习，强化司机责任意识，严禁违章操作，停车必须打掩，下坡严禁空档滑行，严禁超速和超员乘坐。
2、司机如发现不听从指挥等违规乘车现象要及时通报安监部、调度室，并由相关部室负责处罚教育，不断优化运输环境。
3、运行过程中要严格执行“行车不行人，行人不行车”规定，过路口、路遇行人时要及时鸣笛、停车避让。
五、应急处理
1、在集中辅运巷下坡路段的尽头或巷帮安设刹车失灵缓冲装置，以应对突发情况。
2、防撞设施应不少于8组轮胎，吊挂高度合理，角度合适，并挂牌管理。
3、制定专项应急处理预案，明确一旦发生刹车失灵后的操作步骤，把损失降到最低。
4、下坡或在高速行驶状态下，如遇刹车突然失灵首先应控制好方向，脱开高速挡，迅速逐级或越一级减挡，利用发动机制动使车速迅速降低。待车速降低后，应结合使用手刹制动。在不得已情况下，根据路况利用车的保险杠、车厢等钢性部位与巷道副驾驶侧煤壁摩擦，达到强行停车脱险的目的，尽可能地减少事故损失。
3、上坡时出现刹车失灵，应适时减入中低挡，保持足够的动力驶上坡顶停车。如需半坡停车，应保持前进低挡位，拉紧手刹制动，随车人员及时用石块、垫木等物卡住车轮。如有后滑现象，车尾应朝向煤壁或安全一面，并打开双闪警示灯，引起前后行驶车辆注意。
运输队
防爆无轨胶轮车 篇5
由冀中装备集团石煤机公司研制的矿用防爆蓄电池无轨胶轮车取得了国家实用新型专利授权。该胶轮车整车布局合理,结构简单,充分提高了车厢的空间利用率,同时便于防爆蓄电池的拆装与更换,为建设安全高效、绿色环保的现代化矿井提供了新能源装备保障。受矿山巷道条件的制约,蓄电池无轨胶轮车整车尺寸比较固定。为满足胶轮车的额定车载人数和续航里程,在载人车厢空间尺寸一定的情况下,合理布置电池箱和人员座椅就成为进一步优化设计的关键点。为此,石煤机公司课题组研发人员对胶轮车防爆蓄电池以及座椅位置进行了更加科学合理的优化设计。优化设计后的矿用防爆蓄电池无轨胶轮车很好地解决了胶轮车车厢空间利用和电池箱快速拆装更换的难题。
防爆无轨胶轮车 篇6
为了适应神东集团薄煤层低矮巷道的运输要求,煤炭科学研究总院太原研究院在WC5防爆柴油机无轨胶轮车这一成熟产品的基础上,结合薄煤层巷道行驶的特点[1,2],对该胶轮车前机架局部超过规定高度的部分进行改动,重新设计后客厢,并增加安全性方面的考虑,研制出WC5矮型防爆柴油机无轨胶轮车。本文主要介绍该胶轮车的设计过程。
1 矮型胶轮车主要技术参数与结构特点
1.1 主要技术参数
车型: 前后机架铰接油气悬挂式;
驱动形式: 4×2前轮驱动;
驾驶操纵: 双向驾驶;
外形尺寸(长×宽×高): 7 280 mm×2 145 mm×1 600 mm;
轴距: 3 760 mm;
额定承载: 14人;
最小离地间隙: 250 mm;
最小转弯半径: 6 200 mm;
最大爬坡坡度: 12°;
满载车速(Ⅰ档/Ⅱ档/Ⅲ档):8/18/30 km/h;
柴油机额定功率: 65 kW;
解体后最大尺寸: 前车体不大于3 822 mm。
1.2 结构特点
WC5矮型防爆柴油机无轨胶轮车采用低矮型车厢,前后设有油气悬挂系统,乘坐舒适性好;具有工作、紧急和驻车制动功能,制动性能可靠,其总体结构如图1所示。
1-前机架;2-发动机及排气防爆总成;3-气动系统;4-液压系统; 5-传动系统;6-后机架及铰接转盘总成;7-后客厢
2 矮型胶轮车的设计[3,4]
2.1 设计原则
由于WC5矮型防爆柴油机无轨胶轮车主要采用成熟的WC5防爆柴油机无轨胶轮车系统技术,故其设计重点主要为以下2个方面:
(1) 适合薄煤层低矮巷道使用的运人车厢的研制;
(2) 在保持原有车辆整体性能并满足薄煤层特殊地质条件要求的前提下,对结构和布局进行重新调整和优化。
2.2 主要改进部件的设计
为了满足车辆在井下薄煤层低矮巷道运输性能的要求,将整车高度由原车的1 685 mm改为驾驶室局部最高为1 600 mm,其余部分低于1 500 mm。同时为了使驾驶员及乘员能有一个舒适、安全的工作空间,对驾驶室和后客厢进行了专门设计。
2.2.1 驾驶室的设计
为了不影响驾驶员的观察视线,降低了右侧围高度,同时向外凸出100 mm,将整车宽度由2 045 mm改为2 145 mm,增加了驾驶工作空间,以便于驾驶员倒车时向后观察情况。同时降低了座椅(新型高度可调式)的高度,便于布置双向油门和刹车踏板,另外为便于驾驶员驾驶车辆,将方向盘高度下移。为了提高驾驶人员的安全性,驾驶室专门增加了车门和高度可调节的驾驶室防护车顶(最高可调为1 600 mm)。
2.2.2 矮型后客厢的设计
由于神东集团的薄煤层开采区距离井口大约有5 km,再加上薄煤层巷道高度的限制,一般的运人车辆无法进入。所以WC5矮型防爆柴油机无轨胶轮车的主要任务是运送人员到工作区域,为此专门设计了适合这种工况的后客厢(乘坐14~16人),内置了半卧式座椅,便于人员的进入和乘坐。
2.3 矮型车的特殊设计
由于薄煤层巷道高度的限制(只允许低于1 800 mm的车辆进入),所以就必须对WC5防爆柴油机无轨胶轮车的超高部分进行改进和重新布置。
(1) 为了保持WC5防爆柴油机无轨胶轮车减震性能好,乘坐舒适的特点,结合薄煤层巷道的条件,该胶轮车在适当调整离地间隙后对前后油气悬挂装置进行了重新设计和安装;
(2) 安装了便于拆卸的前机架上盖板铰链,维修时可以不用翻转就可直接打开上盖板;
(3) 去除左右护栏;
(4) 降低液压油箱与补水箱的高度,同时增加一定的宽度,满足了容积需要,保证了发动机防爆工作的正常运转;
(5) 重新设计和布置膨胀箱,解决在长距离、大坡度的路面行驶时,发动机水循环不畅导致的发动机高温保护问题。
2.4 关键系统的应用
关键系统包括发动机及进排气防爆系统、传动系统、液压系统、气动安全系统和电气系统等5个系统,这些系统基本上采用已经过实践检验的成熟的系统,根据总体布局的需要,局部做了适当变动。
3 结语
WC5矮型防爆柴油机无轨胶轮车由于是在现有车型基础上所作的改进,设计和生产周期大大缩短,满足了神东集团薄煤层运输人员的需要。目前该车正在神东集团榆家梁煤矿使用,实践证明,该胶轮车的使用减轻了井下作业工人的劳动强度,提高了工作效率、安全性和舒适性,创造了较大的经济效益。
参考文献
[1]乔红兵,吴淼,胡登高.薄煤层开采综合机械化技术现状及发展[J].煤炭科学技术,2006(2):19-23.
[2]孔德明.淮南矿区薄煤层开采的思考[J].淮南职业技术学院学报,2006(3):41-43.
[3]成大先.机械设计手册[M].4版.北京:化学工业出版社,2002.
无轨胶轮车立井井底车场设计思考 篇7
新版采矿工程设计手册井底车场及硐室篇, 对带式输送机立井井底车场设计问题做了修改与补充, 充实了设计手册的使用价值。但是无轨胶轮车立井井底车场有关的设计问题则涉及较少。为此将我们在设计实践中的体会形成本文的思考意见, 与同行交流, 谬误之处, 请指导。
1 无轨胶轮车立井井底车场主要特点
(1) 矿井主运输系统采用运输连续、操作简单、安全可靠的带式输送机运输方式;
(2) 矿井辅助运输采用效率高、费用低、运行机动灵活的无轨胶轮车方式;采用加大副井罐笼容积办法解决大型设备和无轨胶轮车的上下井运输问题;
(3) 副井操作系统和调节系统大大简化。减少了单车一次在井底车场的循环时间, 从而提高了井底车场排矸通过能力;
(4) 为适应无轨胶轮车的使用维护, 增加了一些新的硐室, 取消了一些硐室;
(5) 一般应用在低沼气和无煤与瓦斯突出危险的矿井。
2 无轨胶轮车立井井底车场线路设计
(1) 无轨胶轮车生产与台数的确定
辅助运输是指煤炭以外的运输业务, 包括矿井准备巷道的荒物排弃, 支护材料、生产管理人员的运送, 采掘设备、特种材料的搬运等, 后两种业务为不定期搬运且不影响前者的运行;运输荒物、支护材料和人员的车辆称为生产车辆;运送设备、生产指挥的车辆称为特种车辆;生产车辆中, 人车数量是以一个班下井人数确定的, 对线路设计影响不大, 而其他生产车辆的数量与车场硐室及线路设计关系密切, 故应确定除人车外的生产用车的台数。
生产用车中排矸与运料正好逆向, 只计算排矸车辆即可盖全。一台无轨胶轮运输车的年运量可用 (1) 式计算:
式中:330—年工作日, d;
16—每天工作时间, h;
60—每小时60min;
L1—井下单程平均运距, m;
V1—井下单车往返平均速度, m/h;
L2—地面单程平均运距, m;
V2—地面单车运行速度, m/h;
L—副井井深, m;
V—罐笼在井筒内的运行速度, m/s;
T1—井下中间休息和处理小事故时间, min;
T2—井下装卸载时间, min;
T3—会让误时间, min;
T4—地面暂休处理小事故时间, min;
T5—地面装卸载时间, min;
P单—单车年运量, 万t/a。
则生产用车台数用 (2) 式计算:
式中:Z—年排矸总量, 万t;
K—不均匀系数, 1.2~1.6;
P单—单车年运量, 万t/a;
N总—生产用车台数, 台。
(2) 运行方式及存车长度
无轨胶轮车为带动力单车运行、运量较小的运输设备。使用无轨胶轮车的矿井多为近水平赋存煤层, 主要巷道均布置在煤层中;巷道支护普遍采用锚网喷方式, 因此辅运量大大减少, 给无轨胶轮车的使用提供了可能。由于可自行进出罐笼, 使得井下副井的操作系统极为简化, 不必留有1.0~1.5列车长度的入、出车侧存车线长, 可考虑一次提升循环时间和单车进、出罐笼的时间差因素。进、出车存车线长按2~3个车长设计即可;但是与入、出车线相连接的车场线路应呈环形布置, 尽量避免相向错车行车方式。
车场线路应考虑承载能力和减少巷道阻力均应以混凝土硬化底板厚度200mm以上, 混凝土等级不宜低于C25。
行车线路曲线部分应加宽, 弯边的曲率半径应大于15m, 尽量不采用三角交叉而用T字交叉。
(3) 井底车场通过能力与线路坡度
从无轨胶轮车立井井底车场的特点知, 这类车场的煤炭通过煤仓和装载硐室的合理匹配设计, 井底环节畅通, 无需核对通过能力, 所以车场的功能仅限于矿井排矸、运料、人员、设备升降等辅助生产环节, 可谓称材料车场, 其通过能力只是对排矸运料而言, 它的能力大小可用车场排矸通过能力刻化, 用 (3) 式计算:
式中:N—车场年排矸通过能力, 万t/a;
Ta—单车进出车场一次占有时间的平均值, min;
T—年总运输工作时间, min;
Q—单车排矸量, t;
K—不均匀系数取1.4~1.6。
一般而言Ta很短而T很长, 故只要车场线路畅通, 通过能力N是有较大富裕的, 可以不计算。
由于无轨胶轮车可适用的一般坡度0~6°范围较大, 车场内线路坡度设计较简单, 只要满足井下水能顺利流入水仓即可。
3 无轨胶轮车立井井底车场硐室设计
由于矿井辅助运输采用无轨胶轮车运输系统、使车场硐室的类别和功能随之变化;保留的硐室有:消防材料库、等候室、医疗室、爆破材料库、水泵房、水仓及中央变电所等;简化的硐室有副井与车场连接部分等;取消的硐室有机车修理间、充电室、整流室和人车站等;新增、改进硐室设计内容分述如下:
(1) 大型设备换 (组) 装硐室
受到副立井提升容器尺寸的限制, 一般矿井采用部分设备解体办法解决下、升大型设备问题, 与地面相对应的设置井下大型设备换 (组) 装硐室。
井下换 (组) 装硐室应避开高密度车辆运行区域并应方便集散, 靠近罐笼井出车处。
根据换 (组) 装材料、设备要求, 硐室内宜设置两套起重设备, 其中一套为固定形式的大型起重机;另一套为两台双向移式的小型起重机。
硐室的断面宜采用半圆拱形, 由于硐室容积较大, 一般为80~100×40~50=3200~5000 (m3) , 支护方式视不同矿山、不同地质条件经布置研讨设计而定。但对支护要求不渗水;硐室地面铺底厚度≥300mm, 混凝土等级≥C20。
(2) 无轨胶轮车库、检修硐室、加油硐室和油库
这组硐室功能均服务于无轨胶轮车, 宜联合布置, 且尽量布置在靠近副立井井底和专用回风巷的稳定坚硬岩 (煤) 层中, 并避免布置在围岩破碎带, 以便减少无效运距和专用回风道长度。
车库:按车厢宽度和两侧均设人行道确定其宽度;车库容量按生产车辆台数的1/2台确定;按相同库眼布置, 每眼容放两辆车, 库眼两端均设出口;
修理间:与车库组毗邻, 内设检修坑和检修起重平台装置;
加油硐室与油库:二者宜相邻布置, 并满足煤矿安全规程第二百二十四条之1和第二百二十六条之要求;油库应有独立的通风系统, 回风流直接进入回风巷。油库的贮存油按8h的耗量设计, 确保每班用完, 井下不存放油类。硐室组通路设置防火栅栏两用门。
(3) 井下中央变电所和主要排水泵房及水仓
为满足煤矿安全规程第四百六十条:“……井下中央变电所和主要排水泵房的地面标高应分别比其出口与井底车场或大巷连接处的底板标高高出0.5m”的要求, 采用通路设坡办法解决;水仓的清理可设计专用设备清理, 也可放缓仓坡, 无轨胶轮车直接进入水仓人力清理。
4 结语
上述思考意见, 是设计实践点滴体会。由于调查不够, 数据与资料偏少, 自感不足。可以肯定, 这个题目是个重要而较复杂的设计技术问题, 现在还缺少规程、规范之类的法规指导与约束, 期待同行共同努力, 使问题得以解决。
摘要：本文就近年来我国开发建设的以带式输送机为主运输方式, 以无轨胶轮车为辅助运输方式的特大型矿井井底车场的几个设计问题, 诸如线路布置、新增硐室以及车场通过能力等提出个人浅见, 为有关规范的补充提供参考意见。
关键词：无轨胶轮车,井底车场,线路布置,硐室
参考文献
[1]张荣立, 等.采矿工程设计手册[M].北京:煤炭工业出版社, 2001.
[2]GB 50535-2009.煤矿井底车场设计规范[S].
[3]GB 50416-2007.煤矿井底车场硐室设计规范[S].
矿用无轨胶轮车运输监控系统 篇8
1 监控系统组成及其工作原理
1.1 系统组成
地上设备和井下设备是矿用无轨胶轮车运输监控系统的主要组成部分, 其中地上设备包括了网络服务器、工作站和交换机等设备, 而位置识别分站、调度分站、信号机、本安电源和传感器及传输中继组成了井下设备, 其中, 井下的以太环网是系统主干网络的核心[1]。
1.2 系统工作原理
与各个关联分站进行识别, 和传感器及信号机保持通信, 保证了监控系统调度分站可以收集到各个设备的相关信息, 同时分析和处理收集到的数据, 然后将最终得出的结果数据分享到总站上, 保证监控系统主机随时动态把握无轨胶轮车的运行状况。与此同时, 监控系统主机会对系列数据进行反馈, 并通过总线对调度分站进行命令识别, 接受和存储动态数据, 然后将数据, 如车辆运行状态、车辆位置、报警信息、运行轨迹等一一显示到工作人员的电脑上。
2 监控系统功能
矿用胶轮车运输监控系统是针对井下无轨胶轮车辅助运输系统而研制推出的具有车辆监测、交通调度管制功能的系统。该系统用以CAN总线为基础的分布式控制网络结构, 由地面主机、数据接口箱和数据光端机等网络设备、调度控制分站、车辆位置识别分站、信号牌、车辆标识卡和机车保护监控仪等设备组成。其监控系统的功能为:
(1) 具有井下车辆当前位置、行驶方向的识别功能。
(2) 车辆安装机车保护监控仪时, 可监测车辆的水温、表温、排温、油压、水位、车速、里程及沿途瓦斯等车辆运行状态, 并实时上传到地面监控主机。
(3) 能实现脱离地面监控主机的分布式车辆自动调度控制功能。调度控制分站自动控制井下行车信号, 保证井下车辆运行安全、畅通。
(4) 具有人工调度优先的车辆手动调度控制功能。地面调度员通过系统软件手动控制井下行车信号, 进行车辆运行管理。
(5) 运输监控系统软件能分析机车故障过程中机车保护监控仪记录的各测点状态参数, 给出车辆养护参考。
(6) 具有动画演示井下车辆实时运行状态、重演指定时间内车辆运行轨迹的功能。
(7) 具有故障报警功能、历史记录查询功能、报表生成打印功能。
3 运输监控系统调度中需要注意的问题
3.1 划分运输路线区段
在无轨胶轮车的运输轨道中, 每间隔一定的距离都会有一个用于来往车辆警醒错车的避车硐室, 井下运输过程中, 巷道交叉口的功能与避车硐室的功能相同, 较大的空间专门为各个运输方向的车辆提供了调头、错车的区域。因此, 运输线路又可在运输调度管理和系统设置中分为错车区和区段两个部分, 其中, 错车区是巷道交叉口和避车硐室的专门所在位置, 而后者则特指错车区段之间的运输巷段[2]。
3.2 布置监控信号的原则
受限于采区运输轨道、井下主要运输路线、错车场和工作面运输轨道的不一的长短及宽度, 监控系统可在实际运用中, 根据实际车辆的方向、宽度和错车场的面积、巷道的宽度, 因地制宜, 规划不同的调度方式和行车规范。例如巷道中只行驶一辆车或行驶多辆车, 在较宽的巷道中能够任意行车等。
3.3 安全行车原则
多弯道、多粉尘、窄视角是井下作业的制约因素, 因此, 为了保证井下的行车运输安全, 有效防治冲撞、追尾等事故, 依据运行巷道的情况, 采用不同的运行原则, 同时根据不同大小空间的错车区, 对每个错车区的无轨胶轮车数量进行严格控制, 并且严格控制无轨胶轮车的错车、调头地点。而这一切的实现, 都是以监控系统可随时捕捉井下错车区或区段现有的无轨胶轮车数量和预防多个无轨胶轮车进入同一错车区或区段为前提的[3]。
4 结论
矿用无轨胶轮车由于面对繁杂的工作环境, 需要对众多参数进行测量分析, 同时要求数据分析的精确性, 对数据分析结果反应的迅速性及精确性, 这一切都要求矿用无轨胶轮车的监控仪必须按照汽车级别的监控仪标准模式去设计。与此同时, 矿用无轨胶轮车辆监控仪还须合理分配车辆资源, 兼顾胶轮车内部的功能优势, 从而减少对外部原件的数量需求。另外, 胶轮车监控系统能够实时监控井下胶轮车的行驶位置及行驶参数, 为车辆的科学、合理调配、指挥提供了便利, 不仅进一步提高了车辆的利用率, 而且又降低了车辆无效运行造成的油耗成本和人力成本, 创造了可观的经济效益和安全效益。
参考文献
[1]戴志晔.煤矿井下无轨胶轮车的现状及应用[J].煤炭科学技术, 2003, 31 (2) :21-24.
[2]杨韬仁.我国煤矿辅助运输的现状和无轨胶轮技术的应用[J].煤炭科学技术, 2006, 34 (3) :21-23.
防爆无轨胶轮车 篇9
1 无轨胶轮车的特点及适用条件
1.1 无轨胶轮车特点
煤矿无轨胶轮车作为一种现代化的辅助煤矿运输工具,它既可以运输矿井作业人员,还可运送煤矸石、机械设备以及施工物料等。无轨胶轮车除了具有可运物料种类多,操作灵活外,还具有一些其他优点。
(1)可减少劳动力。由于无轨胶轮车属于一种整体运送与安装工具,在井下不需拆解,拆除、铲装、卸载以及运输只用一辆机车就可完成,而且无须转载环节便可实现从地面车库直达井下采掘面。与传统的单轨、卡轨运输相比,不但可大量节约运输劳动力,而且可减轻工人劳动强度。
(2)可显著提高运输效率。由于无轨胶轮车不用轨道便可实现运输,现场装载完货物后,无须转载便可从地面到井下工作面点对点直达,这样实现了连续化辅助运输,提高了运输速度,与其他辅助运输相比,运输效率显著提高,降低工时,值得各矿井推广应用。
(3)可降低运输费用。据有关部门统计,无轨胶轮车运输每吨煤的成本一般为4元左右,使用其他煤矿辅助运输系统的运输成为大约为3倍~4倍的无轨胶轮车运输。无轨运输系统比其他辅助运输系统吨煤运输成本低很多,吨煤运输成本的降低,促进了矿井经济效益的大幅提升。
(4)适应性强。无轨胶轮车可配置的工作机构较多,如铲斗、货箱、叉架等,可根据矿井实际需求,快速转换各种工作,达到一机多用。这种多功能运输在整体搬运矿井大型机械设备时特别适用,在实际生产中应用较广。
(5)机动、灵活。无轨胶轮车操作便捷,性能优良,车身通常采用铰接形式,可实现曲率半径3m~6m转弯,低机身,能很好地适应起伏巷道,并且轮胎耐用,制动系统良好。
(6)安全性高。矿井辅助运输系统也是矿井事故来源的一个重要方面,矿井使用无轨胶轮车做辅助运输系统后,可有效降低工人作业强度,可使工人作业精力更充沛。同时加之无轨胶轮车的一体化设计,可省去很多转载步骤,有效减少安全隐患,此外井下作业人员的减少,也会降低安全事故的发生率,提高矿井生产的安全性。
综合考虑无轨胶轮车的特点,它的使用价值确实很高,它的应用逐步改善了矿井的运输现状,有效解决了辅助运输制约矿井生产能力的提高,提高了矿井生产率,但在应用无轨胶轮车时也有一定的适用条件。
1.2 无轨胶轮车的适用条件
基于无轨胶轮车具有一定的外形尺寸,并且大载重量,车轮要求地板应有足够的强度。因此应用无轨胶轮车的矿井巷道坡度、宽度以及地板强度都应符合要求。对于哪些倾角不大、浅贮存、煤层近水平的矿井比较适用无轨胶轮车,如12°左右的上下山与斜副井等。下面我们就具体介绍一下无轨胶轮车的适用要求。
1.2.1 巷道应有合适的坡度
无轨胶轮车连续在6°坡运行的长度应小于1200m,在小于6°坡运行时,应把局部纵向坡度控制在14°以下,若运行巷道是坚硬、光滑有水滴的地板还应降低运行坡度。当运行巷道地板较松软时,应把运行横向坡度控制在5°以下,巷道倾角控制在12°以下,并且应事先做好相应的行车标识。
1.2.2 巷道宽度、弯曲半径应复合要求
无轨胶轮车最适合在矩形断面巷道运行,可借助多功能车的宽度与搬运支架车的宽度,来对巷道宽度进行限定,并以留有足够安全距离。对于巷道最小高度的确定,可用支架搬运车实际高度进行大致确定,然后以此为基础向上延伸300mm,此外还应留有一定安全距离。无轨胶轮车巷道转弯最小外半径应控制在7m~8m。
1.2.3 底板抗压强度应达标
无轨胶轮车车轮会对底板产生巨大压力,要求地板强度应足够,并且底板应尽量平整。砂岩以及砂质页岩底板比较适宜无轨胶轮车运行,而软岩以及大涌水量巷道不适宜无轨胶轮车运行。
需硬化矿井工作面运输通道时,采用的混凝土应有足够强度,同时底板应有相应的排水沟或集水坑。若遇到破碎较严重或地质较软底板时,应先进行加固处理,如埋设垫板、增铺砂卵石等,最终使巷道达到无轨胶轮车运行要求后,再使用无轨胶轮车。
1.2.4 井下空气与配风
无轨胶轮车在煤矿井下运行时巷道应有足够通风量,应按《煤矿安全规程》相关规定要求其空气质量。应依照多台车辆同时运行的配风要求,来增加巷道配风。
2 国内外无轨胶轮车的应用现状
2.1 国外无轨胶轮车的应用现状
国外很早就开始研究应用无轨胶轮车了,他们应用的无轨胶轮车功能较多,种类也较齐全。由英国制造的EMIC913 TAXI指挥车以及南非制造的PJB与SWV无人车都可容纳多人,并且他们还都依据自身矿井生产条件,进行了多功能车的开发,如多功能车RUK4、客货双用PET6多功能车等,这些车型大多具有强大功能,并且操作简便,灵活、可靠、使用范围广,易维护等优点,这些无轨绞车的应用都提高了煤矿企业经济效益。
2.2 国内无轨胶轮车应用现状
我国开发应用无轨胶轮车起始于20世纪80年代,但当时发展缓慢,到20世纪90年代随着煤矿井下辅助运输系统的迅速发展,无轨胶轮车才得到了快速发展,直到今天无轨胶轮车在我国各大矿井才得到了大量应用,无轨胶轮车的应用改善了煤矿辅助运输制约我国高效生产的瓶颈问题,提高了矿井运输效率,有助于我国矿井实现高产、高效。但由于当前我国的无轨胶轮车制造技术还不是很成熟。主要还是靠引进外国先进产品,这些新产品在遇到问题后,很难得到及时维修,并且日常维护、保养也很难做到位,这对我国煤矿开采的高速发展已形成制约。
3 我国无轨胶轮车发展趋势
(1)煤矿企业应积极主动寻求国内科研单位合作,以自身特点为基础,来进行无轨胶轮车的开发研制,以促使矿井开采实现高产高效。
(2)开发的无轨胶轮车应形成系列,多功能、多品种,并且各品种间配件最好能实现通用化,应提高设备使用性能,改善设备的安全性与适应性。
(3)应建立健全煤矿辅助运输理论体系,以便在理论上支持矿井辅助运输设备的开发、研制,促进矿井辅助运输系统的发展。
4 结束语
总之,无轨胶轮车的一些优点是当前其他辅助运输设备所不具备的,要想使无轨胶轮车获得更好地推广与应用,我们必须掌握无轨胶轮车特点、适用条件,了解应用现状,明确发展趋势。此外,各矿井在选用无轨胶轮车时,还应从本矿井实际情况出发,因地制宜、科学选择。只有这样才能使无轨胶轮车的效能得到充分发挥,才能为煤矿企业带来更大经济效益。
参考文献
[1]李听.无轨辅助运输在传统煤矿的应用[J].煤矿机械,2011,7.