一种专用平板车的研究与应用

2020-10-16杨家威

机械管理开发 2020年10期

杨家威

（山西煤炭进出口集团左云韩家洼煤业有限公司，山西大同 037000）

引言

我国有着丰富的煤炭资源，预测地质储量超过4.5 万亿t，是世界煤炭第一生产大国，2016 年探明储量为1.6 亿t，占全球总量达到21.4%。目前我国工业发展水平处于煤炭经济向石油经济转化阶段，虽然石油产品在国民经济运行中所占比例越来越高，但煤炭资源在我国能源结构中仍占据着重要地位。经过多年的开采，埋藏深度浅，赋存条件好的煤炭资源越来越少。随着我国煤矿开采技术的不断发展，以及行业政策的导向作用，煤矿正在向现代化、大型化、智能化方向发展。在一些现代化、大型化的智能矿山不断建成投产的同时，原有的老矿井也在进行扩能改造，单井产能在不断提升。这样的矿井井田面积大，采区距离主要运输巷道相对较远，包括无极绳绞车、单轨吊等传统的辅助运输系统，由于其具有用人多、转场环节多、效率低等缺点，无法满足现代化高产高效矿井井下运输的需求。

从20 世纪80 年代开始，我国就陆续从国外引进无轨胶轮车，由于无轨胶轮车高效的运输性能，在很大程度上解决了辅助运输的难题。我国对无轨胶轮车不断进行改进，专门用于运人、运料和搬家等各种用途的车型陆续推出，极大地丰富了胶轮车的产品线。无轨胶轮车在一定程度上提高了辅助运输效率，但也存在一些问题。胶轮车对行驶路面要求高，爬坡能力有限，对于倾角超过6°的巷道不能进行长距离坡道行驶。无轨胶轮车的推广使用受到限制。2009 年，山西省出台兼并重组方案后，被保留下来的一些井型较小的煤矿进行扩能改造，原有的主斜井被改造成为副斜井，担负煤矿辅助运输的职能。产能提升后，辅助运输系统也进行了升级改造，采用了无轨胶轮车。然而担负辅助运输的副斜井井筒坡度较大，超过了无轨胶轮车爬坡极限，无轨胶轮车不能直接从地面行驶入井，大大降低了运输效率，削弱了无轨胶轮车的优势，成为此类矿井辅助运输发展的瓶颈。

1 无轨胶轮车辅助运输系统的应用

在斜井辅助运输系统中，巷道坡度是制约无轨胶轮车在煤矿辅助运输系统中应用的一个关键因素。解决巷道坡度问题，可以实现无轨胶轮车直接行驶入井，能够大大提高运输效率。立井辅助运输系统中，胶轮车入井方式也有很大的借鉴意义。

1.1 在立井中的应用

立井辅助运输系统通过罐笼实现井上下物料的传输。罐笼的尺寸决定着无轨胶轮车的应用水平。将罐笼进行改造，实现无轨胶轮车直接进出罐笼，从而达到井上下物料无需转场，直接将物料送达目的地，极大地提高了辅助运输效率。兖州矿业公司济宁三号井通过改造罐笼与井底车场，使轻型无轨胶轮车直接行驶出入罐笼，实现从地面无需转场直接将物料运输至使用地点[1]。准东二号矿井对罐笼进行升级改造，实现液压支架等大型设备通过罐笼直接运输[2]。

1.2 在斜井中的应用

对于升级改造的老矿井，斜井辅助运输系统中斜井坡度是重要的制约因素。矿井改造期间，对斜井井筒进行重新设计，以满足无轨胶轮车坡道行驶要求。山西煤炭运销集团下属金塬达煤业，利用原有斜井扩刷延伸，新建缓坡副斜井，通过“之”字形迂回折返方式，将原有井筒30°的坡度降低至6°，满足无轨胶轮车行驶的坡度要求[3]。实现无轨胶轮车直接行驶入井，提高了辅助运输效率。

立井辅助运输系统，首先要求井筒直径足够大，能够满足无轨胶轮车尺寸，再通过改造罐笼实现胶轮车直接入井。这种方式适用于现代化大型矿井，但通过改变载具的方式来实现胶轮车直接入井值得借鉴。斜井辅助运输系统，通过“之”字形迂回折返方式降低坡度来实现胶轮车直接行驶入井，这种方式需要新掘井筒，工期长，投资大，不适用于一般的矿井改造。

2 专用平板车在斜井辅助运输系统中的应用

结合立井、斜井辅助运输系统的优缺点，根据自身实际，韩家洼煤业研发了一种专用平板车，将轻型胶轮车固定到专用平板车上，利用副斜井有轨运输系统将轻型胶轮车运至井底车场，物料无需转场，胶轮车直接将物料运送至用工地点。

轻型防爆车型号为WC1.9J 型防爆柴油机无轨胶轮机车，外形尺寸为5 220 mm×1 840 mm×2 240 mm，自重为3 800 kg，额定载重量为1 900 kg，轴距为2 810 mm，前后轮距分别为1 510 mm/1 420 mm，见图1。专用平板车由MPC24-6 型平板车改造而来，根据胶轮车尺寸要求经过加长加宽，设计胶轮车固定装置和隐藏式前后坡板。固定装置将胶轮车前后轮固定在专用平板车上，前后坡板便于胶轮车自行上下平板车，见图2。

满载的轻型无轨胶轮车通过坡板缓慢行驶到专用平板车上，固定装置将胶轮车前后轮固定在平板车上，收起坡板及支撑装置，通过副斜井绞车将平板车运送至井底车场。到达井底车场后，抽出前坡板，松开固定装置，胶轮车缓慢驶下平板车，将物料直接运输至用工地点，无需转场。