一種專用平板車的研究與應(yīng)用

楊家威

（山西煤炭進(jìn)出口集團(tuán)左云韓家洼煤業(yè)有限公司， 山西 大同 037000）

引言

我國有著豐富的煤炭資源，預(yù)測地質(zhì)儲(chǔ)量超過4.5 萬億t，是世界煤炭第一生產(chǎn)大國，2016 年探明儲(chǔ)量為1.6 億t，占全球總量達(dá)到21.4%。目前我國工業(yè)發(fā)展水平處于煤炭經(jīng)濟(jì)向石油經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)化階段，雖然石油產(chǎn)品在國民經(jīng)濟(jì)運(yùn)行中所占比例越來越高，但煤炭資源在我國能源結(jié)構(gòu)中仍占據(jù)著重要地位。經(jīng)過多年的開采，埋藏深度淺，賦存條件好的煤炭資源越來越少。隨著我國煤礦開采技術(shù)的不斷發(fā)展，以及行業(yè)政策的導(dǎo)向作用，煤礦正在向現(xiàn)代化、大型化、智能化方向發(fā)展。在一些現(xiàn)代化、大型化的智能礦山不斷建成投產(chǎn)的同時(shí)，原有的老礦井也在進(jìn)行擴(kuò)能改造，單井產(chǎn)能在不斷提升。這樣的礦井井田面積大，采區(qū)距離主要運(yùn)輸巷道相對較遠(yuǎn)，包括無極繩絞車、單軌吊等傳統(tǒng)的輔助運(yùn)輸系統(tǒng)，由于其具有用人多、轉(zhuǎn)場環(huán)節(jié)多、效率低等缺點(diǎn)，無法滿足現(xiàn)代化高產(chǎn)高效礦井井下運(yùn)輸?shù)男枨蟆?/p>

從20 世紀(jì)80 年代開始，我國就陸續(xù)從國外引進(jìn)無軌膠輪車，由于無軌膠輪車高效的運(yùn)輸性能，在很大程度上解決了輔助運(yùn)輸?shù)碾y題。我國對無軌膠輪車不斷進(jìn)行改進(jìn)，專門用于運(yùn)人、運(yùn)料和搬家等各種用途的車型陸續(xù)推出，極大地豐富了膠輪車的產(chǎn)品線。無軌膠輪車在一定程度上提高了輔助運(yùn)輸效率，但也存在一些問題。膠輪車對行駛路面要求高，爬坡能力有限，對于傾角超過6°的巷道不能進(jìn)行長距離坡道行駛。無軌膠輪車的推廣使用受到限制。2009 年，山西省出臺兼并重組方案后，被保留下來的一些井型較小的煤礦進(jìn)行擴(kuò)能改造，原有的主斜井被改造成為副斜井，擔(dān)負(fù)煤礦輔助運(yùn)輸?shù)穆毮堋．a(chǎn)能提升后，輔助運(yùn)輸系統(tǒng)也進(jìn)行了升級改造，采用了無軌膠輪車。然而擔(dān)負(fù)輔助運(yùn)輸?shù)母毙本财露容^大，超過了無軌膠輪車爬坡極限，無軌膠輪車不能直接從地面行駛?cè)刖蟠蠼档土诉\(yùn)輸效率，削弱了無軌膠輪車的優(yōu)勢，成為此類礦井輔助運(yùn)輸發(fā)展的瓶頸。

1 無軌膠輪車輔助運(yùn)輸系統(tǒng)的應(yīng)用

在斜井輔助運(yùn)輸系統(tǒng)中，巷道坡度是制約無軌膠輪車在煤礦輔助運(yùn)輸系統(tǒng)中應(yīng)用的一個(gè)關(guān)鍵因素。解決巷道坡度問題，可以實(shí)現(xiàn)無軌膠輪車直接行駛?cè)刖軌虼蟠筇岣哌\(yùn)輸效率。立井輔助運(yùn)輸系統(tǒng)中，膠輪車入井方式也有很大的借鑒意義。

1.1 在立井中的應(yīng)用

立井輔助運(yùn)輸系統(tǒng)通過罐籠實(shí)現(xiàn)井上下物料的傳輸。罐籠的尺寸決定著無軌膠輪車的應(yīng)用水平。將罐籠進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)無軌膠輪車直接進(jìn)出罐籠，從而達(dá)到井上下物料無需轉(zhuǎn)場，直接將物料送達(dá)目的地，極大地提高了輔助運(yùn)輸效率。兗州礦業(yè)公司濟(jì)寧三號井通過改造罐籠與井底車場，使輕型無軌膠輪車直接行駛出入罐籠，實(shí)現(xiàn)從地面無需轉(zhuǎn)場直接將物料運(yùn)輸至使用地點(diǎn)[1]。準(zhǔn)東二號礦井對罐籠進(jìn)行升級改造，實(shí)現(xiàn)液壓支架等大型設(shè)備通過罐籠直接運(yùn)輸[2]。

1.2 在斜井中的應(yīng)用

對于升級改造的老礦井，斜井輔助運(yùn)輸系統(tǒng)中斜井坡度是重要的制約因素。礦井改造期間，對斜井井筒進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，以滿足無軌膠輪車坡道行駛要求。山西煤炭運(yùn)銷集團(tuán)下屬金塬達(dá)煤業(yè)，利用原有斜井?dāng)U刷延伸，新建緩坡副斜井，通過“之”字形迂回折返方式，將原有井筒30°的坡度降低至6°，滿足無軌膠輪車行駛的坡度要求[3]。實(shí)現(xiàn)無軌膠輪車直接行駛?cè)刖岣吡溯o助運(yùn)輸效率。

立井輔助運(yùn)輸系統(tǒng)，首先要求井筒直徑足夠大，能夠滿足無軌膠輪車尺寸，再通過改造罐籠實(shí)現(xiàn)膠輪車直接入井。這種方式適用于現(xiàn)代化大型礦井，但通過改變載具的方式來實(shí)現(xiàn)膠輪車直接入井值得借鑒。斜井輔助運(yùn)輸系統(tǒng)，通過“之”字形迂回折返方式降低坡度來實(shí)現(xiàn)膠輪車直接行駛?cè)刖@種方式需要新掘井筒，工期長，投資大，不適用于一般的礦井改造。

2 專用平板車在斜井輔助運(yùn)輸系統(tǒng)中的應(yīng)用

結(jié)合立井、斜井輔助運(yùn)輸系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)，根據(jù)自身實(shí)際，韓家洼煤業(yè)研發(fā)了一種專用平板車，將輕型膠輪車固定到專用平板車上，利用副斜井有軌運(yùn)輸系統(tǒng)將輕型膠輪車運(yùn)至井底車場，物料無需轉(zhuǎn)場，膠輪車直接將物料運(yùn)送至用工地點(diǎn)。

輕型防爆車型號為WC1.9J 型防爆柴油機(jī)無軌膠輪機(jī)車，外形尺寸為5 220 mm×1 840 mm×2 240 mm，自重為3 800 kg，額定載重量為1 900 kg，軸距為2 810 mm，前后輪距分別為1 510 mm/1 420 mm，見圖1。專用平板車由MPC24-6 型平板車改造而來，根據(jù)膠輪車尺寸要求經(jīng)過加長加寬，設(shè)計(jì)膠輪車固定裝置和隱藏式前后坡板。固定裝置將膠輪車前后輪固定在專用平板車上，前后坡板便于膠輪車自行上下平板車，見圖2。

滿載的輕型無軌膠輪車通過坡板緩慢行駛到專用平板車上，固定裝置將膠輪車前后輪固定在平板車上，收起坡板及支撐裝置，通過副斜井絞車將平板車運(yùn)送至井底車場。到達(dá)井底車場后，抽出前坡板，松開固定裝置，膠輪車緩慢駛下平板車，將物料直接運(yùn)輸至用工地點(diǎn)，無需轉(zhuǎn)場。

圖1 WC1.9J 型防爆柴油機(jī)無軌膠輪機(jī)車

圖2 專用平板車

3 結(jié)語

專用平板車的設(shè)計(jì)避開了擴(kuò)刷巷道、改變斜井坡度的傳統(tǒng)思維方式，借鑒了立井改造載具（罐籠）的思路，巧妙地實(shí)現(xiàn)了有軌與無軌輔助運(yùn)輸?shù)目焖俎D(zhuǎn)換，有效提高了礦井的輔助運(yùn)輸效率。這種方式投入小，見效快，對于煤礦小型設(shè)備、重量輕的物料的快速運(yùn)輸有借鑒意義。