无轨胶轮车在煤矿井下运输系统的应用实践

2020-06-10栗跃鹏

机械管理开发 2020年4期

栗跃鹏

（山西兰花科创玉溪煤矿有限责任公司，山西晋城 048000）

引言

随着煤矿作业的现代化，无轨胶轮车以其使用方便、运行成本低、安全系数高等特点，在现代化井下运输系统中的使用越来越广泛[1-2]。但必须承认，与传统的井下运输系统相比较而言，无轨胶轮车在使用过程中也存在一定缺陷，如车辆多、运行路线和时间不固定等[3]。因此，必须对井下运输系统进行合理规划和管理，确保其安全性。

1 煤矿井下无轨胶轮车简介

1.1 无轨胶轮车的分类

在煤矿井下运输系统中，无轨胶轮车是非常重要的组成部分。通过无轨胶轮车的使用能够显著降低人工体力劳动，提升作业的效率，最重要的是能够在很大程度上提升井下运输的安全性。根据无轨胶轮车的作用可以将其划分成为很多种类型，比如用来运输液压支架的车辆称为有液压支架搬运车、用来运输物料的称为运料车，此外还有铲板车、运人车等[4]。运人车可以将准备进入矿井工作的工人从等待酮室输送到指定作业区域；通过物料车可以将专门的材料从换装站输送到工作地点；采煤过程中需要用到的一些小型的工具或者装置可以通过铲板车进行输送；液压支架搬运车顾名思义是专门用来运输液压支架的。煤矿井下作业时，通过无轨胶轮车的合理使用能够显著缩短人、物的转移周期，提升作业效率。

1.2 煤矿井下无轨胶轮车的使用条件

1）对通风条件有严格要求。为了保证井下作业的安全性，对井下通风条件有严格要求。在对配风进行设计时，需要考虑煤矿井下可能同时工作的最多数量无轨胶轮车。一般而言，每台无轨胶轮车的配风量不得低于4 m3/min。

2）要求具备足够大的井下巷道。无轨胶轮车对运行空间有一定要求，胶轮车在工作过程中，车体两边与巷道巷壁之间的距离必须控制在0.3 m 以上，车顶与巷道顶板的距离必须控制在0.35 m 以上[5]。如若不然，胶轮车在运输过程中有发生碰撞的风险。

3）对巷道运输路面的要求。为了保证输送过程的稳定性和安全性，胶轮车运行的路面必须确保平整，不得出现坑坑洼洼的情况。一般而言，可以对路线利用水泥混凝土进行铺设，也可以利用六棱砖进行铺设。总之必须保证路面平整。

4）其他方面的要求。井下无轨胶轮车在运行过程中必然会出现各类故障，因此还必须设置专门的维修站，主要负责车辆的日常保养与维修。如果采用的是燃油车，则还需要设置专门的储油室，且做好防火措施。在运输道路上设计会车、掉头区域并且在这些特殊区域设置信号设施等。

2 无轨胶轮车在煤矿井下运输系统的应用

本文以某矿井无轨胶轮车的具体应用情况为例，详细介绍其在煤矿井下运输系统中的应用实践。

2.1 井下无轨胶轮车的选型

本文所述的矿井产量非常高，是一座现代化矿井。其中无轨胶轮车是煤矿井下最为主要的运输装备。本煤矿井下使用的无轨胶轮车分为很多种类型，如运人车、运料车、液压支架车和铲板车。如表1 所示为本煤矿井下用到的无轨胶轮车的型号及其外形尺寸、主要用途。

2.2 井下无轨胶轮车应用实践

本文主要以某矿井为例，介绍井下无轨胶轮车的应用实践。以下分别从无轨胶轮车硐室设置、运行路线设计及其他方面的设计进行详细介绍。

表1 某矿井使用的无轨胶轮车型号类型及规格尺寸

1）井下无轨胶轮车硐室的设置。井下硐室是煤矿中必不可少的空间位置，主要作用是存放相关的作业设备和施工材料、供工作人员休息等。对于井下运输系统，需要设置专门的硐室用来存放和维修胶轮车、存放燃油等。本文所述的现代化矿井，无轨胶轮车是井下非常重要的运输工具，井下人员、设备、物料大多通过无轨胶轮车进行输送。鉴于无轨胶轮车对于整个采煤系统的重要性，在井下设置了多个专门的硐室以确保无轨胶轮车的正常运行。如图1所示为井下无轨胶轮车硐室的设置情况，从图中可以看出，主要包括车辆存放硐室，其宽度为6 m，坡度为0.5‰，车辆维修保养硐室和加油硐室，其宽度为5.5 m，坡度为7.76‰。

图1 井下无轨胶轮车硐室的设置情况

2）井下无轨胶轮车行走路线巷道的设计。毫无疑问，无轨胶轮车行走路线巷道必须要满足车辆行驶要求和安全要求。常见的巷道主要包括回风顺槽和辅助运输大巷等巷道。本矿井辅助运输大巷巷道的设计宽度值为5.5 m，将回风顺槽也作为胶轮车的行驶路线，将其宽度和坡度分别设置为5 m 和4°。无轨胶轮车行走路面利用六棱砖进行铺设，确保路面的平整性。整个路面的坡度不能太大，本矿井无轨胶轮车行走路线的最大坡度控制在8°以内。井下同时运行的无轨胶轮车数量较多，必然涉及到会车、调车问题，本矿井在胶轮车行走巷道内设置了多个调车硐室，每两个调车硐室之间的距离控制在300 m左右。如果无轨胶轮车在运行过程中需要掉头就可以在这些位置进行操作，此外，两辆车会车时也在这些区域进行，如图2 所示为回风顺槽调车硐室的布置情况。具体而言，调车硐室的尺寸为5 m×5.5 m，转弯半径设计为3 m，具体见图3。

3）井下无轨胶轮车其他方面的设置。本煤矿中，为了保证无轨胶轮车的行驶安全，专门制定了相关的车辆行驶规则，并且在整个无轨胶轮车的行驶路线上安装设置了大量的交通标示，比如指向标、反光牌等。为了避免发生车撞人的情况下，对于行车巷道和行人巷道交叉的区域，设计并安装了声光传感器，该传感器能够自动检测识别无轨胶轮车，一旦交叉区域有车辆经过，该装置就能够自动报警提示附近的行人，注意避让，确保安全。

4）井下无轨胶轮车的应用。本煤矿中，对于在地面上需要进入井下的工作人员和施工材料、装备，首先利用副斜井将装备和相关材料输送到对应区域，利用副立井将工作人员输送到对应的胶轮车乘坐地点。然后再利用表1 中所示的无轨胶轮车将人员、物资和设备运送到对应位置。对于所有的井下无轨胶轮车都配备了监测设施，利用检测设施可以对所有胶轮车的运行状态进行实施监控，比如车辆所处的位置及其运行的方向等都可以实时获取。本矿井通过无轨胶轮车的使用极大提升了矿井综采工作过程的运输效率，降低了施工人员的工作强度。与电机车和绞车相比较而言，无轨胶轮车具备更多的优势，保证了安全和高效。