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1、 收稿日期:2006-02-07 作者简介:张彦禄(1964-),男,黑龙江人,研究员,1984年阜新矿业学院毕业,现任煤科总院太原分院副院长,主要从事科技经营及煤矿机械设备的研制工作。我国防爆无轨胶轮车辅助运输的应用与启示张彦禄(煤炭科学研究总院太原分院,山西 太原 030006)摘 要:论文叙述了无轨胶轮车国内外的情况和适用条件,并提出了胶轮车辅助运输合理的井巷布置及设备配套,从实际使用论述了它的效益,为研发胶轮车和使用胶轮车无轨运输提出了启示和信心。关键词:无轨胶轮车;辅助运输;防爆柴油机 中图分类号:TD525 文献标识码:B 文章编号:1671-1959(2006)062003920
2、5 井下防爆无轨胶轮车由于它无轨道的限制,具有适应性强、机动灵活性好、安全高效的特点。在美国、英国、澳大利亚、南非等产煤大国普遍使用。在过去几十年,我国绝大多数矿井,辅助运输传统使用轨道运输系统,牵引为电机车、滚筒绞车、无极绳绞车接力运输方式,它存在着运行环节多、速度慢、用人用机多、效率低、机动性和适应性差等问题,是制约着我国煤矿向生产现代化迈进的一个重要方面。这样做既保证了安全仪器的准确性,又减少了矿井的经济负担,使救护队的工作更受大家的理解和支持。4)承担安全技术培训工作。救护队除了承担自救互救外,还可针对部分煤矿特别是乡镇煤矿安全工作不正常的情况,承担起煤矿部分安全培训工作,特别是“三违
3、”人员的教育工作,促进职工安全素质的提高,减少煤矿事故发生的频率。113 制定队员转岗培训制度,抓好技能储备,解决好队员后顾之忧分配方式改革后,救护队员与采掘工的收入差距明显拉大,加上老队员退役后的安置问题难以解决,影响队员的工作积极性以及救护队伍的稳定。通过实行技能储备可解决队员的后顾之忧。制定队员转岗培训制度,对即将转岗的老队员,根据本人的意愿,选择驾驶、电器修理等技术工种,进行转岗前培训,使他们在退出救护队伍之前能掌握一门专业技能。将救护队员转岗培训列入职工的安全培训计划,可充分体现出各级领导对救护工作的重视,使救护指战员受到鼓舞,感到救护工作的光荣和自豪,将更加珍惜自己的工作岗位。各级
4、救护主管部门也要积极创造条件,让救护指战员多参与企业的安全管理工作,如参加安全检查、事故调查、安全技措工程的设计审查等,使他们成为安全管理的行家。同时,也要积极向组织部门举荐,让救护指战员到其它重要的工作岗位发挥作用,使救护队成为培养企业安全管理人才的一个重要基地。救护队员后顾之忧的解决,有利于开展技术练兵,提高队伍的战斗力,促进救护队伍的稳定发展。114 提高装备水平,改善队伍知识结构,走精兵强将之路高科技的应用可从根本上解决抢险救灾过程中用人多、危险性大、效果不理想的问题,因此加强对新技术、新装备的研究和推广工作,是救护队的一个重要课题。有关科研单位和救护仪器生产厂商,应加强对救护新产品的
5、研制与开发,生产出符合我国国情的救护技术装备,通过吸收、改良、推广应用,使救护队的装备水平得到全面提高。推广应用救护新技术、新装备的关键在于人。应本着实用、高效的原则,按照矿井灾害危险程度,确定救护队伍的编制,进行劳动组织整顿。通过公平竞争,择优上岗,优化救护队伍的人员结构。在此基础上,加强救护指战员的知识更新。通过全员轮训,重要岗位培训等,使救护指战员掌握计算机等现代化技术。对新招救护队员,要严格把关,不仅要有实际经验,还需具备高中以上文化程度。2 结 语把救护队建设成集矿山救护、地面消防、安全监察、安全培训、仪器维修为一体的多功能矿山救护队伍,是救护队在企业深化改革过程中寻找发展空间的一条
6、有效途径。随着国有企业改革的深化,救护队在发展过程中也将遇到更多新情况、新问题。对此,应继续努力探索,不断改革,使之更加完善,促进救护队伍的持续、稳定、健康发展。(责任编辑 马光辉)932006年第6期 煤 炭 工 程 设计技术 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/1994年以来,我国神东公司先后引进了多种类型的辅助运输无轨胶轮车,可实现从井上到工作面辅助运输一条龙,不再倒装倒运,在生产上取得了很好的成效。但设备购置费用昂贵,且常因配件供应不及时而影响生产。
7、鉴于此种情况,国内从1996年开始研制矿用防爆无轨胶轮车,1999年我国第一台TY6/20FB铰接式防爆客货胶轮车和第一台TY3061FB汽车改造的自卸式防爆胶轮车试制成功,并在神东矿区完成了井下工业性试验,从而改变了我国煤矿无轨辅助运输完全依赖进口的现状。目前已有几百辆国产防爆无轨胶轮车在条件较好的矿井投入使用。1 引进和国产胶轮车的型号、主要技术参数及其适应条件111 引进和国产胶轮车的型号及主要技术参数我国神东公司是最早批量引进胶轮车的矿区,接着兖矿集团济三煤矿、晋城寺河煤矿也相继引进防爆胶轮车。从1994年开始,已购进各种类型胶轮车80余台,见表1。全国已有10多对矿井实现了无轨胶轮车
8、辅助运输,大大提高了矿井生产的技术经济效益。近几年,煤科总院太原分院和常州科试中心先后研制成功了十多种胶轮车见表2;同时正在开发多用途的特种防爆胶轮车,如100t级的采煤机搬运车、防爆发电车、顺槽车、洒水车、25t级的铲板式支架搬运车、多功能装载车等。112 适应条件防爆胶轮车主要为运输井下机电设备、人员和巷道支护材料,既要满足井下设备的体积要求,同时还要满足重量载荷的要求。因此,车辆的外形尺寸较大,车轮对地的比压较高,要求井下使用胶轮车的巷道宽度及底板的抗压强度必须满足它的正常运行条件。巷道最小宽度应以多功能车和支架搬运车的宽度为准,每侧最小加宽500mm。巷道最小高度应以支架搬运车的高度为
9、准,再加上不小于300mm的安全空间距离。路面底板硬度一般f4;在辅助运输大巷、综采工作面搬家通道最好采用C18混凝土构筑路面。纵向坡度 6,坡度长度不大于2000m。坡度较长的巷道可以适当增加缓冲路段,每1500m增加150m的水平缓冲段。局部坡度不大于12,坡度长度不大于50m。横向坡度315。巷道中转弯外半径78m。行驶巷道的通风量 500m3/min。2 使用胶轮车辅助运输巷道的合理布置及其设备配套的实践211 使用胶轮车辅助运输巷道的合理布置多年来,我国大部分矿井的辅助运输处于效率低、技术落后的轨道运输,巷道断面多为拱形或梯形,支护材料为钢拱形或混凝土、木棚支护,巷道有效宽度受其影响
10、而变窄,路面结构和平整度也较差,不适应胶轮的使用要求。因此,老矿井使用胶轮车作为辅助运输设备,巷道必须进行改造。神东公司补连塔矿已将原来的巷道做了示范性的表1 部分引进的防爆胶轮车主要性能参数型号性能参数支架搬运车人车工具车EIMCO 912XLSC-350PLADVT-630EIMCO3 30座MYNE1TAXI4BIRD动力型式柴油机柴油机蓄电池柴油机柴油机柴油机型 号Cat 3306Cat 3306MWMD916-4PERKINS1004-4功率/kW1121123713kW74481545启动方式液压式液压式气压式气压式液压式传动方式液力-机械液力-机械液力-机械驱动方式四轮驱动四轮驱
11、动四轮驱动二轮驱动车 架铰接式铰接式铰接式铰接式整体式整体式最大速度/kmh-11510201351825323110最小离地间隙/mm322300279270最小转弯半径(内/外)/mm2800/57772568/64633700/68002850/54201923/53586100最大爬坡能力/141514151514151515载重量/kg25000350003000030人9人1200机 长/mm945692009900820058955060机 宽/mm212634502400200021801950机 高/mm188016801600190017001700整机质量(空载)/kg2
12、6000200002950071002900国 别英国澳大利亚美国英国澳大利亚南非04设计技术 煤 炭 工 程 2006年第6期 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/表1(续)部分引进的防爆胶轮车主要性能参数型号性能参数客货两用车多功能铲车铲运车MYNE1TRUK4MK3-STRONG BIRDMYNE1PET6EIMCO 912EMYNE1LOADERPAUS PFL45S动力型式柴油机柴油机柴油机柴油机柴油机柴油机型 号MWMD916-4PERKINS1
13、004-6MWMD916-6Cat3306MWMD916-6CAT3126B功率/kW481588127411274187启动方式气压式气压式气压式液压式气压式电启动传动方式液力-机械液力-机械液力-机械液力-机械液力-机械液力-机械驱动方式二轮驱动二轮驱动二轮驱动二轮驱动四轮驱动四轮驱动车 架铰接式铰接式整体式铰接式铰接式铰接式最大速度/kmh-12524181222最小离地间隙/mm220315220300370360最小转弯半径(内/外)/mm2350/55405144/8370-/80002845/54662510/52103200/6100最大爬坡能力/15151515151415载
14、重量/kg500075006000800030008000机 长/mm878282187044841077159400机 宽/mm230025332200170023202260机 高/mm170020001644176817501900整机质量(空载)/kg80001046096751124522000国 别澳大利亚南非澳大利亚英国澳大利亚德国表2 国产防爆胶轮车主要性能参数型号性能参数WqC2J双排及单排加长型WCQ-3铰接式WqC3J单排平板及自卸型WqC4J单排平板及自卸型WrC20/2J单排平板封闭客箱WC5前后铰接自卸式动力型式柴油机柴油机柴油机柴油机柴油机柴油机型 号1104c-
15、44FBFB40151006-6FB1006-6FB1006-6FB1006-6FB功率/kW485065656565启动方式气压式电启动气压式气压式气压式气压式传动方式机械机械机械机械机械液力-机械驱动方式后双轮驱动四轮驱动后双轮驱动后双轮驱动后双轮驱动42前轮驱动车 架偏移式铰接式偏移式偏移式偏移式铰接式最大速度/kmh-1303030303030最小离地间隙/mm185215220220220275最小转弯半径(内/外)/mm-/60003500/6000-/7500-/7500-/75002845/5466最大爬坡能力/纵15/横7纵14/横7纵15/横7纵15/横7纵15/横7纵15
16、/横715载重量/kg200030003000400020人5000机 长/mm4850/6110612556806075/580060657060机 宽/mm188019001950207619502025机 高/mm214018002190218021001685整机质量(空载)/kg350070004050/41504150/412046208350生产厂太原分院常州科试太原分院太原分院太原分院太原分院142006年第6期 煤 炭 工 程 设计技术 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House.All right
17、s reserved.http:/表2(续)国主防爆胶轮车主要性能参数型号性能参数WC5前后铰接自卸式TY6/20FB前后铰接U形框架式WC8前后铰接自卸式WC2顺槽车WC40Y前后铰接U形框架式动力型式柴油机柴油机柴油机柴油机柴油机型 号1006-6FB1006-6FB6121FB1104c-44FB6121FB涡轮增压功率/kW65658548170启动方式气压式气压式气压式气压式气压式传动方式液力-机械液力-机械液力-机械液压-机械液力-机械驱动方式42前轮驱动42前轮驱动42前轮驱动66全轮驱动64后轮驱动车 架铰接式铰接式铰接式原地滑移转向铰接式最大速度/kmh-1303030142
18、4最小离地间隙/mm275270330172310最小转弯半径(内/外)/mm2845/5466-/61003800/6350-/23502580/6770最大爬坡能力/纵15/横715纵15/横715纵15/横7151212载重量/kg500080008000200040000机 长/mm70608280780046507715机 宽/mm20252542237017002320机 高/mm16851660185019751750整机质量(空载)/kg83501120012250680024270生产厂太原分院太原分院太原分院太原分院太原分院改造,经改造后,辅助运输的效率和运输能力比原来齿轨
19、车辅助运输大大提高,可作为老井改造的参考与借鉴。兖矿集团济宁三号矿在竖井使用胶轮车辅助运输已取得较好的效益。对新建矿井,最好采用矩形断面巷道,锚杆支护,巷宽应在315m以上,最好为415515m,高度不小于312m,路面采用混凝土构筑,坡度不应超过12,最佳为6 以下,并有完善的信号,行车标志。通过神东公司矿区的实际证明,巷道与采区的布置如图1所示较为合理。图1 巷道及工作面布置示意图如图1所示的主、辅运输巷和支架运输机安装面均采用混凝土路面,在辅助运输巷道和胶带输送机巷之间每隔50m开一段15m宽的联络巷,便于胶带输送机、供电设备等的安装和胶轮车的错车和调头。212 胶轮车辅助运输设备的配套
20、矿井的胶轮车辅助运输系统应与矿井工作面数量和产量相匹配,年产500600万t的一井一面的矿井,可推荐按表3的车型和数量来配置。表3500600万t/a一井一面各类胶轮车的配置序号胶轮车名称载 重 量 用 途数 量12345支架搬运车材 料 车装 载 车人 车小型指挥车2530t48t68t2030人46人搬运支架、采煤机辅料材料运送运送人员检查、指挥24台3040台24台1015台812台神东矿区大柳塔矿初期生产系统配置一个综采工作面,一条生产线,23套连采机组,年产煤500600万t。其中综采面产煤400万t/a,连采机组进行掘进及回收边角煤、煤柱共产煤100万t/a。计划综采设备在中间搬家
21、12次。胶轮车辅助运输系统按下面配置:支架搬运车23台,可以采用2台框架式和一台铲板式配合使用,框架式负责在巷道的运输,铲板仅在工作面安装,运输效率高,神东矿区多采用这种组合。也可以使用2台铲板式的搬运车,进行搬运,除支架外还可以用两24设计技术 煤 炭 工 程 2006年第6期 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/台车抬采煤机搬运,投资较低,如兖矿集团济宁三号井。人员运输可依据巷道断面和运输距离来选择小型和中型1220座人车,10台左右即可;小型指挥车主要
22、是用于领导检查、紧急救援等,配备数量依据经济条件可多也可少,一般不少于2辆;材料运输一般不少于30辆,其中管道运输6辆,35t散料运输25辆,用于水泥、砂子、搅拌后的混凝土等运送;58t铰接式材料车10辆,用于电缆、电机、锚杆等材料设备的运送;型装载车1台,用于清理巷道及装载散料。从实际使用情况看,每个煤矿的地质条件差异,开采工艺和使用设备的不同,配备车辆的数量差别较大。神东公司康家滩煤矿800万t产量,防爆车总数76辆,还不包括工作面设备搬家的车辆,该矿工作面由公司生产服务中心统一负责。晋城寺河矿同样是800万t产量,防爆车数量30余台,相比之下差半数之多。支架搬运车在不倒工作面时使用率不高
23、,而在搬家时2台车又感到不够用,因为工作面安装一套液压支架仅用10min,而从地面运到工作面需时4050min(2030t支架搬运车载重时车速仅为510km/h),对安装液压支架影响较大,多功能车是最适用的车型之一,它既可以运人又可以运货,实践说明,对支架搬运车、装载车建议统一管理、租赁使用,从而减少配置数量,节约费用。3 国内胶轮车的使用情况现今,国内使用胶轮车的矿区主要有神东、兖州、晋城、朔州、大同、阳泉等二十多个矿井。除神东公司骨干矿井全部实现无轨胶轮车辅助运输外,国内许多在建和筹建600万t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
24、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,大柳塔矿仅用了12d时间就完成了综采工作面3300t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。大柳塔矿205综采工作面长度3000m,宽 度200m,液 压 支 架 安 装 仅 用2台BOARTLONGYEAR 350P支架搬运车,从地面运至井下综采工作面,再由1台630型电瓶支架搬运车在工作面进行安装(包括液管、电器设备等),每小时安装2架,每班可安装1216架。4条260m直径50的高压胶管和4根260m313kV高压电缆用TY6/20FB客货两用车从地面运至综采工作面,由3人仅用2个班就完成了运输和安装敷设
25、的任务。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。大柳塔矿由于实现了胶轮车辅助运输,矿井辅助运输人员分别减少至10余人,矿井全员工效分别达到10814t/工。仅辅助运输的费用比轨道运输下降了40%。补连塔矿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。此外,兖州济宁三号矿年产800万t,通过部分改造原有轨运输为无轨胶轮车运输,率先在竖井使用无轨胶轮车运输,现有30余台胶轮车在使用,每年搬家12次之多。目前使用较多的是康家滩煤矿,投入使用的各种防爆胶轮车达到90余台,除工作面搬家外,日常主要为井下
26、输送人员、小型机电设备、支护材料、巷道铺垫材料。其次是平朔安家岭煤矿,现使用30余台,全部达产后达80余台。晋城的寺河、大宁和阳泉的新元等矿也全面实现胶轮车辅助运输。近期开工建设的神华万利矿区、金峰矿区和鄂尔多斯的伊泰矿区均为千万t级的特大型煤矿,首次配备防爆无轨胶轮车超过200余台。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。4 结论与启示1)无轨胶轮辅助运输,在我国属新型的运输方式,时间虽然不长,但从使用后的效果来看,的确显示出运输快捷、机动灵活、用人少、效率高等特点,是我国煤矿高产高效矿井辅助运输的发展方向。2)为适应无轨胶轮车运行,巷道应具备以下条件:巷道宽度415515m,高
27、度不小于312m;大巷及顺槽纵向坡度 6,长度一般不超过1500m,横向坡度 3,局部纵向最大坡度 14 不超过500m短距离;巷道底板:辅运大巷,综采工作面搬家通道最好采用混凝土路面,其它巷道沿底板开掘并修排水沟和集水窝;松软路面,铺设砂孵石;巷道转弯半径710m。3)对车辆操作者必须严格培训,规范作业,防止车辆运行中的交通事故和乘车人员发生意外。4)配备专业的车队维修人员,包括修理车间和专用包养维修设备,使车辆始终处于正常运行状态。5)加强对井下无轨辅助车辆防爆及污染等指标的检查,严禁不合格防爆车辆和非防爆车辆入井,确保安全生产。6)鼓励有条件的矿井使用无轨运输或对有轨运输系统进行改造,提高煤矿辅助运输效率,达到减员增效的目的。参考文献:1 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(4).2 王喜胜.无轨胶轮车在神东矿区的应用J.煤矿机电,2002(1).(责任编辑 严民杰)342006年第6期 煤 炭 工 程 设计技术 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/