浅谈矿用无轨设备的安全可靠性分析

佘千根

摘 要：通过无轨化采矿方式在矿山生产中的应用，使矿山的生产能力获得了大幅提升。同时，还降低了采矿工人的劳动强度，为我国采矿领域的健康发展做出了积极的贡献。然而，由于采矿作业条件非常艰苦，对矿用无轨设备的安全可靠性提出了诸多挑战。本文结合铜陵有色某矿山井下的环境特点，对矿用无轨设备的安全可靠性进行专项分析，相关观点及建议供广大矿区管理人员参考。

关键词：矿用无轨设备;安全可靠性;采矿方式

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.23.039

技术人员在针对矿用无轨设备进行系统设计时，就应该充分考虑到井下巷道中的诸多复杂因素。所以，在系统设计方案当中借鉴了国际上先进的同类技术，并且针对矿用无轨设备的安全可靠性进行了反复多次的分析论证，力求最大限度的保障系统的安全可靠性。但是，在实际采矿作业的过程中，难免存在一些无法预料的突发情况和不确定因素，有必要针对矿用无轨设备的安全可靠性进行动态跟踪管理，为矿区生产提供安全性保障。

1 发动机及部件选配

发动机是矿用无轨设备的动力之源。但是，由于矿山井下环境十分恶劣并且复杂，导致发动机故障发生机率非常高。因此，在选配无轨内燃采矿设备发动机及相关部件时，有必要针对各种型号发动机的优缺点进行对比分析。在此基础上，再最终决定选用何种发动机，铜陵有色某矿山区结合井下的实际情况，并且针对多款发动的性能进行对比之后，选择了符合国家排放要求的低污染发动机。而且由于发动机与液力变矩器、车架之间采用的是柔性联接结构，使传动系统和车架的振动幅度得到有效控制。从这款发动机的使用情况上看，具有性能稳定、污染小、故障率低等一系列技术优势。因此，应将该款发动机列为矿用无轨设备发动机的首选。

2 转向系统设计

在矿用无轨设备转向系统的选择上，铜冠机械采的是目前国际上比较先进的全液压转向系统。该系统由转向器、流量放大器和液压泵等部件构成。与其它转向操作系统相比，铜冠机械的全液压转向系统可与工作液压系统进行合流，并且具有结构合理、操作轻便、性能稳定等技术优势。在车辆行驶的过程中，通过优先分配阀的特有功效可优先满足转向系统的工作需要;当车辆在执行举升或者卸载作业时，还可以通过分配阀将转向系统与工作系统合流，从而满足工作系统大流量用油这一需求;当车辆急转弯或在凹凸不平的路面上行驶时，缓冲阀可发挥出缓冲作用，使系统的瞬间高压或者吸空现象得到有效消除，避免对转向系统的正常运行造成不利影响。

3 制动系统性能

矿用无轨设备制动系统的主要功能是完成行车制动和停车制动。铜冠机械所选用的是全封闭多盘湿式制动器，它与传统的制动器相比，具有以下优势特点：首先，该制动器属于全封闭式结构，可有效阻挡泥水及粉尘对设备性能造成不利影响，确保无轨设备运行过程中的稳定性;其次，收于该制动器的制动盘完全浸泡在循环的油液当中，所以散热性能非常好，其使用寿命也因此而实现了大幅提升;再者，该制动器采用的是多盘式结构，实现了工作面的最大化。即使在制动压力比较小的情况下，依然可以获得较大的制动力矩。鉴于上述技术优势，全封闭多盘湿式制动器使矿井下的水衰退现象和热衰退现象得到了有效解决，使无轨设备的安全性和稳定性得到了大幅提升。在选择制动液压系统时，铜冠机械选用的是全液压双管路蓄能制动回路。该制动系统与气动式和气液式制动回路相比，其制动压力更为稳定。即使遇到发动机突然熄火的情况，仍然可以实现应急制动。除了上述制动系统设计以外，铜冠机械还采用了双管路设计。这样一来，所有车轮的制动器管路都是独立运转的，即使某个制动管路出现故障，也不会影响其它制动器造的正常运行，从而有效提高了制动系统的稳定性及可靠性。由此看来，由全液压双管路蓄能制动回路和全封闭多盘湿式制动器所组成的制动系统，非常适合在矿山巷道这种恶劣的环境下使用，是矿用无轨设备安全可靠性能的重要保障。

4 传动系统性能

在传动系统方面，铜冠机械所采用的是液力机械传动系统。该系统主要由液力变矩器、动力换档变速箱、传动轴、驱动桥等部分组成。其技术优势包括以下几个方面：首先，通过液力变矩器的应用，使动力装置的输出特性得到了大幅提升。尤其在外载荷突然加大的情况下，变矩器在降低转速的同时增大输出扭矩，避免发动机发生熄火，这一性能有效提高了无轨设备的安全可靠性;其次，液力机械传动系统中的液力变矩器是以流体作为传送动力的工作介质，而且发动机与传动系统之间采用的是柔性连接，从而有效吸收來自于外界或者其它系统部件的冲击力，降低了传动系统中的动载荷，进而延长了设备的使用寿命。据相关统计结果显示，凡是采用液力机械传动系统的矿用无轨设备，与其它传动系统相比，发动机、变速箱和差速器的使用寿命都实现了大幅提升;另外，由于液力变矩器其本身就是一个无级自动变速箱，又进一步扩大了发动机的动力范围，而且变速箱的档位数还可以视情况而减少，实现自动化的动力换档。这样一来，大幅降低了工作人员的劳动强度，使设备的安全行驶能力获得有效提升。

5 结束语

通过对铜陵有色某矿山区井下无轨设备使用性能进行研究，选择使用寿命长、性能稳定、故障率低等优势的传动部件具有使用寿命长、性能稳定、故障率低等优势，非常适合用于井下这种恶劣环境。而且，从铜陵有色某矿山区井下开采现场情况来看，该套整车系统具有较高的安全性及可靠性，而且动力性能非常稳定，故障率较低，可有效满足矿山井下这种特殊的作业环境，确保安全生产。在今后的工作中，还需要针地矿用无轨设备的安全可靠性进行持续不断的研究，并且将这一课题研究作为生产制造者和使用者的重要使命，结合开采现场的实际情况，进行调查研究及科学论证，为矿山开采过程中的安全性及可靠性提供全方位的保障。

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