履带式支架搬运车的研究与应用

周 甲

(山西煤炭进出口集团 鹿台山煤业有限公司，山西 晋城 048200)

随着替代能源不断开发利用，全球煤炭消耗量逐年下降，但煤炭仍是我国的主体能源。煤炭工业是关系国家经济命脉和能源安全的重要基础产业[1]。随着我国经济和科学技术的不断进步，我国煤矿的开采技术有了突飞猛进的发展，采掘机械化程度有了显著提高。随着大型综采设备在现代化高产高效矿井的使用，井下工作面搬家倒面所占用的非生产辅助时间已成为制约煤炭产出、影响煤矿经济效益的重要因素。工作面单个支架重量由原来的十几吨发展到现在的几十吨，搬迁难度也随之增大，事故频发，极大地影响了煤矿安全高效生产。所以，研发专业高效的辅助运输设备以缩短工作面搬家倒面时间，成为实现现代化煤矿的必由之路。

煤矿井下辅助运输可分为有轨运输与无轨运输两种类型。有轨运输通常采用架线电机车、蓄电池机车或以钢丝绳为牵引的无极绳绞车运输，具有承载能力大、爬坡能力强等优点，可适用于巷道倾角较大、弯道较少的运输情况，但只适用于固定段的运输，一旦需要进入多条分支巷道，就必须经过车场或转载站，致使运输效率低下、设置岗位较多、工人劳动强度大、设备利用率低。常规的井下无轨运输设备通常是指无轨胶轮车，无轨胶轮车作为矿井先进的辅助运输设备，具有机动灵活、装卸方便、操作简单、运输速度快、效率高等优点。行走机构多采用胶轮，其主要作用是转运搬迁煤矿综合开采大型设备。使用轮胎式支架搬运车时，需提供理想的车辆运行条件，需硬化、平整井下巷道底板，巷道两侧需净宽充分、无凸出物，巷道坡道不应太长、太大，转弯半径不宜过小等。

相比轮式车而言，履带车以履带代替了传统轮式行走，其承载能力、抓地力等优于轮式车，而且其噪音低，可原地转弯。履带式行走装置增大了机器与地面的单位接地面积，对路面伤害小，越障能力、地形适应能力强，具有良好的行驶及通过性能[2]。因此，研究履带式支架搬运车对井下支架搬运运输具有现实意义。

1 履带式搬运车主要系统组成

履带式支架搬运车主要包括：动力与行走系统、支架拖吊系统、气动启动系统和电气系统。其中，动力与行走系统又主要由动力部、行走部、行走操作系统和制动系统组成。

1.1 动力部

动力部是搬运车行驶系统的核心，主要为搬运车的行进提供动力，如图1所示。它位于搬运车的车头部分，主要包括机架、液压行走控制总成、水空油散热器、照明总成、防爆发动机、液压行走总成、储气罐、液压工作总成和座椅。动力部发动机提供的动力通过减速器等机构将动力传递给前桥，再传递给行走部的驱动轮，带动行走部的行进，进而带动整个搬运车行进。

1.2 行走部

液压行走机构采用闭式系统。主要包括左、右行走部，两行走部结构左右对称，如图 2 所示。左、右行走部相互对称的布置在动力部两侧。行走部主要结构包括：行走架、履带、托轮、涨紧轮、防爆水洗箱、链轮、支重轮。其中左、右行走架与动力部车架构成一个 U 形梁。行走机构的动力，来源于发动机和一分二的分动箱，由变量泵与变量马达减速机带动链轮，驱动履带行走。

图1 动力部

图2 行走部

1.3 支架拖吊系统

支架拖吊系统主要由铲板、提升油缸、推拉油缸、承重油缸组成，如图3 所示。支架拖吊系统主要功能是辅助装载液压支架。推拉油缸通过铰接固定在动力部车架上，提升油缸和承重油缸则固定在行走部车架上，铲板一端通过两侧铲板轴分别插入两侧行走部车架上，另一端则与提升油缸的活塞杆相连，使其可以通过提升油缸活塞杆的上下运动带动铲板绕铲板轴旋转。

1.4 电气系统

电气系统主要是为搬运车提供照明和状态检测与预警。电器系统所选元件具有防爆功能，适合井下工作环境，具有发动机状态检测、气体检测传感器和防爆灯具，可以实时检测搬运车工作情况和所处井下环境，为搬运车安全提供保障。

图3 支架拖吊系统

2 履带式支架搬运车应用效果

对履带式支架搬运车进行工业性试验后，资料显示：车辆适应最大坡度8°，重车车速2.8～4.8 km/h，空车车速6～9.8 km/h，最小转弯半径8 m，对地比压0.22 MPa，试验运输质量35 t，性能符合设计要求。履带车支架搬运车具有承载能力大、抓地力强、噪音低、可原地转弯等优点，同时履带式支架搬运车对地比压小，对路面伤害小，越障能力、地形适应能力强，具有良好的行驶及通过性能。因此，履带式支架搬运车对井下支架搬运运输具有推广意义。