無軌膠輪車在煤礦的應用分析

夏長春

（中國煤炭科工集團太原研究院有限公司，山西太原030006）

無軌膠輪車在煤礦的應用分析

夏長春

（中國煤炭科工集團太原研究院有限公司，山西太原030006）

主要介紹目前我國無軌膠輪車的類型、應用情況、使用地質(zhì)條件要求等，結(jié)合無軌膠輪車發(fā)展現(xiàn)狀，分析無軌膠輪車使用中優(yōu)缺點，提出無軌膠輪車在部分礦區(qū)將發(fā)揮越來越重要的作用，有廣闊的市場前景。

防爆柴油機；輔助運輸；蓄電池

煤礦輔助運輸作為煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)不可或缺的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，已經(jīng)受到更多的重視，輔助運輸設(shè)備的更新?lián)Q代也越來越快。我國自上世紀八十年代著手煤礦新型輔助設(shè)備的研究工作，通過三十多年的發(fā)展，先后研制了無極繩牽引卡軌車（普通軌和專用軌）、防爆柴油機和蓄電池單軌吊、防爆柴油機無軌膠輪車、防爆柴油機齒軌車、防爆柴油機鋼輪機車、固定和活吊椅架空乘人裝置（猴車）等幾大類煤礦新型輔助設(shè)備。隨著我國煤礦機械化水平的不斷提高，新型高效輔助運輸設(shè)備的應用越來越廣。近幾年來，無軌膠輪車由于無軌道限制，并具有機動靈活，適應性強，安全高效，應用范圍廣等特點，在條件合適的煤礦全礦井使用取得非常明顯效果，無軌膠輪車的廣泛使用，必將對礦井輔助運輸在設(shè)計及設(shè)備配套等方面產(chǎn)生有深遠的影響。

1 無軌膠輪車的設(shè)備分類及適用條件

煤礦井下無軌膠輪車是將柴油機及蓄電池等動力源進行防爆設(shè)計改造后，滿足井下工況要求，完成井下人員、物料等運輸，目前無軌膠輪車較多的是采用防爆低污染柴油機作為動力。無軌膠輪車按用途分有運人車、運料車、多功能車、支架搬運車和特殊用途車輛五大類。支架搬運車配備的防爆低污染柴油機功率在200 kW左右，最大的已達到350 kW.大功率的支架搬運車使用進口的較多。目前我國從事無軌膠輪車研究和生產(chǎn)的企業(yè)有十幾家，如中煤科工集團太原研究院有限公司、常州科試中心、三一重裝及山西卓里集團等，產(chǎn)品品種較多，技術(shù)日趨成熟。

無軌膠輪車對運輸巷道的地質(zhì)條件要求較高，從而限制了其推廣應用范圍，具體表現(xiàn)為：

（1）對巷道的底板要求較高，無軌膠輪車的自重和載重都較大，對巷道的底板的平整度和硬度要求，最好采用混凝土鋪設(shè)底板；

（2）巷道坡度，最好≤8°，最大16°.當坡度較大時，無軌膠輪車的運輸能力大幅下降；

（3）巷道斷面：巷道的寬度和高度要滿足無軌膠輪車的運輸要求，巷道寬度≥最大車寬+600 mm.巷道高度≥設(shè)備最大高度+250 mm；

（4）巷道的轉(zhuǎn)彎半徑：巷道轉(zhuǎn)彎最小半徑≥8 m.

（5）硐室布置：在巷道中間隔一定的距離設(shè)置車輛掉頭轉(zhuǎn)向和交會硐室。

2 無軌膠輪車在我國煤礦的應用現(xiàn)狀

現(xiàn)今，國內(nèi)使用膠輪車的礦區(qū)主要有神東、兗州、晉城、朔州、大同、陽泉、陜煤等。神東公司千萬噸礦井全部實現(xiàn)無軌膠輪車輔助運輸，國內(nèi)許多在建和籌建600萬噸左右的礦井條件適宜的大多均選用無軌膠輪輔助運輸。過去軌道運輸物料的時間往往需要1個班、1天甚至幾天才能運到而現(xiàn)在僅需半小時或稍多一點時間即可運到。例如[1]，大柳塔礦僅用了12天時間就完成了綜采工作面3 300噸重的液壓支架搬家任務，創(chuàng)造了我國有史以來煤礦液壓支架搬家的最高紀錄；補連塔礦在快速搬運液壓支架時，使用支架搬運車和蓄電池鏟車，安裝143架液壓支架僅用10個小班就完成了任務，安裝支架效率比過去提高了3倍多，且大大降低了礦工勞動強度，提高了工效速度和安全性；晉城的寺河、大寧和陽泉的新元、神華萬利礦區(qū)、金峰礦區(qū)和鄂爾多斯的伊泰礦區(qū)均為千萬噸級的特大型煤礦，皆配備防爆無軌膠輪車作為輔助運輸工具，陜煤集團旗下張家峁、紅柳林等煤礦也在井下實現(xiàn)無軌運輸，通過在這些大型煤田的建設(shè)會促進我國輔助無軌運輸進一步發(fā)展。

無軌膠輪車在陜蒙等近水平煤層大中型煤礦中應用較多，副井井筒為斜井或平硐，輔助運輸大巷在煤層中布置，巷道的坡度都比較?。ㄒ话阍?～8°），這種類型煤礦使用無軌膠輪車效果最好，材料、設(shè)備和人員可從地面經(jīng)斜井或平硐、輔助運輸大巷、順槽等巷道直達采掘工作面；有些大型煤礦在地質(zhì)條件較好的采區(qū)也可使用無軌膠輪車運輸，如內(nèi)蒙故黃陶勒蓋巴彥高勒煤礦，該礦副斜井為立井，由于井下條件適宜，為提高輔助運輸工效，在井下實現(xiàn)了無軌運輸。

3 無軌膠輪車運行優(yōu)缺點

3.1 無軌膠輪車運行優(yōu)點

無軌膠輪車作為煤礦井下輔助運輸設(shè)備，在運行中有以下優(yōu)點：

（1）運輸效率高[2]。無軌膠輪車可實現(xiàn)點對點一次裝載后從地面直到采區(qū)工作面或從井口至采區(qū)工作面不經(jīng)轉(zhuǎn)載的直達運輸，節(jié)省了運輸環(huán)節(jié)，運輸速度快、運輸能力大、可大量節(jié)省輔助運輸人員和提高運輸效率，從而提高生產(chǎn)工效；

（2）功能多[2]。按載重量分有輕型、中型和重型；按用途分為人車、材料車、多功能車和特種車輛；按設(shè)備動力裝置分有柴油機車和蓄電池車；可以針對不同的工作任務選擇不同的車型使用范圍較廣；

（3）爬坡能力強[3]。最大可爬坡完全可以滿足在水平煤層與近水平煤層中使用；

（4）巷道布置簡單只需對底板硬化無需架線不受軌道限制不需要太多的輔助設(shè)施就可以將輔助運輸從地軌絞車等有軌系統(tǒng)中徹底解放出來[3]；

（5）運輸成本低[3]。取消了軌道、枕木等輔助材料，硐室開拓量減少；傳統(tǒng)的輔助運輸系統(tǒng)運營費用約占噸煤成本的1 5%~20%，為10~20元而無軌膠輪車在大柳塔礦使用噸煤運輸費用僅為1元，大大低于傳統(tǒng)的輔助運輸方式從而降低了噸煤成本；

（6）機動靈活、無軌道限制，裝卸方便、操作簡單；

（7）安全系數(shù)高。與過去傳統(tǒng)的軌道運輸比，無軌膠輪車使用后，做到了減員提效，中間運輸環(huán)節(jié)大大減少，從而改善了運輸安全環(huán)境，使井下輔助運輸安全從根本上得到解決。

3.2 無軌膠輪車運行缺點

當然，無軌膠輪設(shè)備在使用中也存在以下缺點：

（1）柴油機作為動力的無軌膠輪車存在噪音大、尾氣排放治理問題、大功率防爆低污染柴油機國產(chǎn)化進程慢等問題；

（2）蓄電池車需要在井下開辟專門的充電硐室；

（3）使用無軌膠輪車要加大井下通風量；

（4）無軌膠輪車輪胎耐磨性能差；

（5）國外進口的無軌膠輪設(shè)備價格高，備件組織周期長，價格貴。

4 無軌膠輪車應用前景

無軌膠輪車的應用不僅極大地提高了礦井生產(chǎn)能力和運輸效率，而且也為安全生產(chǎn)提供了保障。首先，無軌膠輪化運輸大大降低了工人的勞動強度，提高了生產(chǎn)效率；工人乘坐無軌膠輪車上下班，大大縮短了路途時間，從而能有充足的精力投入生產(chǎn)；使用無軌膠輪車后簡化了輔助運輸環(huán)節(jié)，減少了事故點，提高了工效和安全性；無軌膠輪車的應用為綜采工作面快速搬家創(chuàng)造了優(yōu)越的條件[2]。

符合條件的新建煤礦會徹底實現(xiàn)輔助運輸?shù)臒o軌化，并且無軌輔助運輸設(shè)備將被徹底國產(chǎn)化、系列化，各大公司將不斷開發(fā)新品種以滿足不同煤礦提出的具體要求，根據(jù)煤礦使用情況逐步建立起完善的無軌膠輪車輔助運輸理論為無軌運輸設(shè)備的設(shè)計開發(fā)提供理論依據(jù)，推動無軌運輸?shù)陌l(fā)展。

影響無軌膠輪車推廣應用的關(guān)鍵是煤礦的地質(zhì)條件：

（1）煤層厚度：煤層應為中、厚煤層，在巷道掘進和回采期間不出或只出少量矸石，否則輔助運輸量過大；

（2）巷道斷面：掘進巷道斷面要大一些，隨著錨桿、錨索支護技術(shù)的提高，除礦壓非常大的情況外，一般巷道斷面都可滿足無軌膠輪車的要求；

（3）巷道的底板：底鼓不要太嚴重，底板巖石最好比較堅硬穩(wěn)定，否則巷道底板硬化成本太高，底板硬度應f≥4；

（4）巷道的坡度：全礦使用無軌膠輪車只能是近水平煤層，即使坡度不超過最大坡度限制，如果長距離的連續(xù)上坡或連續(xù)下坡，無軌膠輪車運輸能力會大幅下降，使用經(jīng)濟也不安全。巷道的坡度大小是能否采用無軌膠輪車的最關(guān)鍵因素。

5 結(jié)束語

總之，由于在我國煤礦地質(zhì)條件復雜的較多，無軌膠輪車在許多煤礦的應用受到限制，但在我國的內(nèi)蒙、新疆、山西、陜西等主要采煤地區(qū)條件較好的煤礦具有廣闊的應用前景。

參考文獻：

[1]張彥祿.我國防爆無軌膠輪車輔助運輸?shù)膽门c啟示[J].煤炭工程，2006（06）：39-43

[2]戴志曄.煤礦井下無軌膠輪車的現(xiàn)狀及應用[J].煤炭科學技術(shù)，2003（02）：21-24.

[3]陳賢忠.我國無軌膠輪車輔助運輸?shù)幕仡櫯c展望[J].煤礦機械，2011（03）：3-5.

Analysis of the Application of the Trackless Rubber Tyred Car

XIA Chang-chun
（China Coal Science and Technology Group Taiyuan Research Institute Co.，Ltd.，Taiyuan Shanxi 030006，China）

Mainly introduces the types，at present our country of trackless rubber tyred vehicle applications，the use of geological condition requirements，combined with the trackless rubber tyred vehicle development present situation.Analysis of the use of trackless rubber tyred vehicles advantages and disadvantages，proposed trackless rubber tyred vehicles will play an increasingly important role in some mining areas，has a broad market prospect.

lameproofdiesellocomotive；subsidiary transport；storage battery

TD525

B

1672-545X（2016）11-0176-03

2016-08-16

夏長春（1978-），男，山西交城人，工程師，本科，主要從事煤礦井下電氣設(shè)計及應用工作。