无轨胶轮车在煤矿的应用分析

夏长春

（中国煤炭科工集团太原研究院有限公司，山西太原030006）

无轨胶轮车在煤矿的应用分析

夏长春

（中国煤炭科工集团太原研究院有限公司，山西太原030006）

主要介绍目前我国无轨胶轮车的类型、应用情况、使用地质条件要求等，结合无轨胶轮车发展现状，分析无轨胶轮车使用中优缺点，提出无轨胶轮车在部分矿区将发挥越来越重要的作用，有广阔的市场前景。

防爆柴油机；辅助运输；蓄电池

煤矿辅助运输作为煤矿生产系统不可或缺的一个关键环节，已经受到更多的重视，辅助运输设备的更新换代也越来越快。我国自上世纪八十年代着手煤矿新型辅助设备的研究工作，通过三十多年的发展，先后研制了无极绳牵引卡轨车（普通轨和专用轨）、防爆柴油机和蓄电池单轨吊、防爆柴油机无轨胶轮车、防爆柴油机齿轨车、防爆柴油机钢轮机车、固定和活吊椅架空乘人装置（猴车）等几大类煤矿新型辅助设备。随着我国煤矿机械化水平的不断提高，新型高效辅助运输设备的应用越来越广。近几年来，无轨胶轮车由于无轨道限制，并具有机动灵活，适应性强，安全高效，应用范围广等特点，在条件合适的煤矿全矿井使用取得非常明显效果，无轨胶轮车的广泛使用，必将对矿井辅助运输在设计及设备配套等方面产生有深远的影响。

1 无轨胶轮车的设备分类及适用条件

煤矿井下无轨胶轮车是将柴油机及蓄电池等动力源进行防爆设计改造后，满足井下工况要求，完成井下人员、物料等运输，目前无轨胶轮车较多的是采用防爆低污染柴油机作为动力。无轨胶轮车按用途分有运人车、运料车、多功能车、支架搬运车和特殊用途车辆五大类。支架搬运车配备的防爆低污染柴油机功率在200 kW左右，最大的已达到350 kW.大功率的支架搬运车使用进口的较多。目前我国从事无轨胶轮车研究和生产的企业有十几家，如中煤科工集团太原研究院有限公司、常州科试中心、三一重装及山西卓里集团等，产品品种较多，技术日趋成熟。

无轨胶轮车对运输巷道的地质条件要求较高，从而限制了其推广应用范围，具体表现为：

（1）对巷道的底板要求较高，无轨胶轮车的自重和载重都较大，对巷道的底板的平整度和硬度要求，最好采用混凝土铺设底板；

（2）巷道坡度，最好≤8°，最大16°.当坡度较大时，无轨胶轮车的运输能力大幅下降；

（3）巷道断面：巷道的宽度和高度要满足无轨胶轮车的运输要求，巷道宽度≥最大车宽+600 mm.巷道高度≥设备最大高度+250 mm；

（4）巷道的转弯半径：巷道转弯最小半径≥8 m.

（5）硐室布置：在巷道中间隔一定的距离设置车辆掉头转向和交会硐室。

2 无轨胶轮车在我国煤矿的应用现状

现今，国内使用胶轮车的矿区主要有神东、兖州、晋城、朔州、大同、阳泉、陕煤等。神东公司千万吨矿井全部实现无轨胶轮车辅助运输，国内许多在建和筹建600万吨左右的矿井条件适宜的大多均选用无轨胶轮辅助运输。过去轨道运输物料的时间往往需要1个班、1天甚至几天才能运到而现在仅需半小时或稍多一点时间即可运到。例如[1]，大柳塔矿仅用了12天时间就完成了综采工作面3 300吨重的液压支架搬家任务，创造了我国有史以来煤矿液压支架搬家的最高纪录；补连塔矿在快速搬运液压支架时，使用支架搬运车和蓄电池铲车，安装143架液压支架仅用10个小班就完成了任务，安装支架效率比过去提高了3倍多，且大大降低了矿工劳动强度，提高了工效速度和安全性；晋城的寺河、大宁和阳泉的新元、神华万利矿区、金峰矿区和鄂尔多斯的伊泰矿区均为千万吨级的特大型煤矿，皆配备防爆无轨胶轮车作为辅助运输工具，陕煤集团旗下张家峁、红柳林等煤矿也在井下实现无轨运输，通过在这些大型煤田的建设会促进我国辅助无轨运输进一步发展。

无轨胶轮车在陕蒙等近水平煤层大中型煤矿中应用较多，副井井筒为斜井或平硐，辅助运输大巷在煤层中布置，巷道的坡度都比较小（一般在3～8°），这种类型煤矿使用无轨胶轮车效果最好，材料、设备和人员可从地面经斜井或平硐、辅助运输大巷、顺槽等巷道直达采掘工作面；有些大型煤矿在地质条件较好的采区也可使用无轨胶轮车运输，如内蒙故黄陶勒盖巴彦高勒煤矿，该矿副斜井为立井，由于井下条件适宜，为提高辅助运输工效，在井下实现了无轨运输。

3 无轨胶轮车运行优缺点

3.1 无轨胶轮车运行优点

无轨胶轮车作为煤矿井下辅助运输设备，在运行中有以下优点：

（1）运输效率高[2]。无轨胶轮车可实现点对点一次装载后从地面直到采区工作面或从井口至采区工作面不经转载的直达运输，节省了运输环节，运输速度快、运输能力大、可大量节省辅助运输人员和提高运输效率，从而提高生产工效；

（2）功能多[2]。按载重量分有轻型、中型和重型；按用途分为人车、材料车、多功能车和特种车辆；按设备动力装置分有柴油机车和蓄电池车；可以针对不同的工作任务选择不同的车型使用范围较广；

（3）爬坡能力强[3]。最大可爬坡完全可以满足在水平煤层与近水平煤层中使用；

（4）巷道布置简单只需对底板硬化无需架线不受轨道限制不需要太多的辅助设施就可以将辅助运输从地轨绞车等有轨系统中彻底解放出来[3]；

（5）运输成本低[3]。取消了轨道、枕木等辅助材料，硐室开拓量减少；传统的辅助运输系统运营费用约占吨煤成本的1 5%~20%，为10~20元而无轨胶轮车在大柳塔矿使用吨煤运输费用仅为1元，大大低于传统的辅助运输方式从而降低了吨煤成本；

（6）机动灵活、无轨道限制，装卸方便、操作简单；

（7）安全系数高。与过去传统的轨道运输比，无轨胶轮车使用后，做到了减员提效，中间运输环节大大减少，从而改善了运输安全环境，使井下辅助运输安全从根本上得到解决。

3.2 无轨胶轮车运行缺点

当然，无轨胶轮设备在使用中也存在以下缺点：

（1）柴油机作为动力的无轨胶轮车存在噪音大、尾气排放治理问题、大功率防爆低污染柴油机国产化进程慢等问题；

（2）蓄电池车需要在井下开辟专门的充电硐室；

（3）使用无轨胶轮车要加大井下通风量；

（4）无轨胶轮车轮胎耐磨性能差；

（5）国外进口的无轨胶轮设备价格高，备件组织周期长，价格贵。

4 无轨胶轮车应用前景

无轨胶轮车的应用不仅极大地提高了矿井生产能力和运输效率，而且也为安全生产提供了保障。首先，无轨胶轮化运输大大降低了工人的劳动强度，提高了生产效率；工人乘坐无轨胶轮车上下班，大大缩短了路途时间，从而能有充足的精力投入生产；使用无轨胶轮车后简化了辅助运输环节，减少了事故点，提高了工效和安全性；无轨胶轮车的应用为综采工作面快速搬家创造了优越的条件[2]。

符合条件的新建煤矿会彻底实现辅助运输的无轨化，并且无轨辅助运输设备将被彻底国产化、系列化，各大公司将不断开发新品种以满足不同煤矿提出的具体要求，根据煤矿使用情况逐步建立起完善的无轨胶轮车辅助运输理论为无轨运输设备的设计开发提供理论依据，推动无轨运输的发展。

影响无轨胶轮车推广应用的关键是煤矿的地质条件：

（1）煤层厚度：煤层应为中、厚煤层，在巷道掘进和回采期间不出或只出少量矸石，否则辅助运输量过大；

（2）巷道断面：掘进巷道断面要大一些，随着锚杆、锚索支护技术的提高，除矿压非常大的情况外，一般巷道断面都可满足无轨胶轮车的要求；

（3）巷道的底板：底鼓不要太严重，底板岩石最好比较坚硬稳定，否则巷道底板硬化成本太高，底板硬度应f≥4；

（4）巷道的坡度：全矿使用无轨胶轮车只能是近水平煤层，即使坡度不超过最大坡度限制，如果长距离的连续上坡或连续下坡，无轨胶轮车运输能力会大幅下降，使用经济也不安全。巷道的坡度大小是能否采用无轨胶轮车的最关键因素。

5 结束语

总之，由于在我国煤矿地质条件复杂的较多，无轨胶轮车在许多煤矿的应用受到限制，但在我国的内蒙、新疆、山西、陕西等主要采煤地区条件较好的煤矿具有广阔的应用前景。

参考文献：

[1]张彦禄.我国防爆无轨胶轮车辅助运输的应用与启示[J].煤炭工程，2006（06）：39-43

[2]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（02）：21-24.

[3]陈贤忠.我国无轨胶轮车辅助运输的回顾与展望[J].煤矿机械，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

夏长春（1978-），男，山西交城人，工程师，本科，主要从事煤矿井下电气设计及应用工作。