[科普中国]-无轨运输

简介

煤矿井下除煤炭运输以外的人员、材料、设备和研石等各种运输统称为辅助运输2。煤矿井下辅助运输可分为有轨运输和无轨运输两种。有轨运输以铺设双轨或悬吊单轨为主要特征，采用架线电力、防爆柴油机、蓄电池和钢丝绳为牵引动力源。而无轨运输则以胶轮或履带为行走机构，采用防爆柴油机、蓄电池等为牵引动力。井下无轨运输设备在一些采煤技术先进的国家应用非常广泛，近年来无轨运输设备正逐渐在我国煤矿井下得到推广应用。随着高产高效现代化矿井建设的需要，无轨运输设备的应用必将会受到煤炭企业越来越大的关注。

历史在地下巷道或采场内用胶轮式或履带式自装自卸运输设备运输矿岩的作业。20世纪40年代末期，美国最先使用无轨运输设备。1953年研制出第一台自装自卸履带式运输设备。后因运行速度慢、维修费高，改为胶轮式装运机。1962年第一台井下柴油机驱动的无轨铲运机问世后，无轨运输在掘进、回采多种运输作业中得到广泛应用。遥控技术的应用和窄型铲运机的出现，使铲运机的使用范围进一步扩大。目前，各类铲运机中以风冷型柴油机驱动、铲斗容积5立方码（约3.78m）者居多。近年出现的电动铲运机正引起各国的注意。

无轨运输设备的技术现状及发展趋势国外无轨运输设备的技术现状及发展趋势
国外煤矿井下无轨运输技术发达的国家，无轨运输设备按用途有运输类车辆和铲运类车辆之分。运输类车辆主要完成长距离的人员、材料和中小型设备的运输，它包括运人车、运货车和客货两用车。铲运类车辆主要完成材料和设备装卸、支架和大型设备的铲装运输，它包括铲斗和铲叉多用式装载车和支架搬运车。无轨运输设备按动力装置分有柴油机胶轮车、蓄电池胶轮车和拖电缆胶轮车。

近年来，国外在无轨车辆及其技术方面在不断开发和完善中，重载、多用途柴油机和蓄电池胶轮车的牵引动力发展，趋向于采用对巷道空气污染小而功率较大的蓄电池组。

国内无轨运输设备的技术现状及发展趋势
国内研制生产的无轨运输设备，实用性强、成本低廉，对提高辅助运输和矿井全员生产效率，效果十分明显3。煤炭科学研究总院太原分院从1992年开始，先后研制和开发了两大类型8种无轨辅助运输车辆，如:TY6 /20FB型井下防爆低污染客货两用胶轮车，TY3061FB型汽车改装型自卸胶轮车，W8型井下悬挂式胶轮车等。充矿集团常州科研所在2000年研制出了2台W CQ-3型轻型载货胶轮车，2002年改型研制出了2台3t级载货胶轮车，同年
又开始进行汽车改装型胶轮车的研制。这几年在运人、载货、客货两用以及汽车改装等诸方面，国产无轨运输设备已经取得了很大的进展，产品开始向标准化、系列化方向迈进。

主要无轨运输装置气动无轨装运机以压缩空气为动力，带有储矿箱和铲斗的轮胎式装、运、卸机械。作业时，铲斗将铲取的矿岩抛到储矿箱内,装满后驶至溜井等卸载点卸载,然后再返回工作面进行下一循环作业。中国生产的两种气动无轨装运机，铲斗容积分别为0.12和0.3m3。

柴油无轨铲运机柴油机驱动的装、运、卸机械，一般为中央铰链、轮胎式机构，带一个铲斗，个别带两个铲斗。作业时，铲斗装满就抬起，驶至溜井或其他卸载点卸载后，返回工作面。运距短时，由单人操纵完成装、运、卸作业；也可用于给地下矿用卡车装矿。生产铲运机的主要国家有美国、联邦德国、瑞典、法国和芬兰，斗容0.8～9.9m，柴油机功率78～370马力。目前世界上最大铲运机的斗容为9.9m，载重量为17.7t。中国生产的铲运机斗容为3m和2m。柴油无轨铲运机生产效率高，不受压气管、电缆、轨道限制，机动灵活，还可用于材料运输、牵引重物等辅助作业；但维修和操作复杂，大中型铲运机外形尺寸大，巷道工程量也大，排出的废气含有有害气体，须净化处理和加强通风。

电动铲运机电力驱动的装、运、卸机械，多为中央铰链、轮胎式机构，作业方式与柴油无轨铲运机同。目前美、加、联邦德国等国家生产，中国1982年试制出斗容为0.76m和1.5m的电动铲运机。优点是对井下空气污染少，噪音小，生产维修费用低，有发展前途；但受电缆长度限制，不如柴油无轨铲运机灵活机动。

地下矿用卡车专用于地下开采运输矿岩的自卸卡车，可在平巷、斜井和斜坡道上行驶，运输距离一般为300～3000m。这种卡车与铲运机配合使用，具有运输能力大、生产效率高、机动灵活等优点。矿床埋藏深度小于100m、年产量小于50万吨的矿山，可采用自卸卡车沿斜坡道运输，并可用来进行基建开拓。

地下矿用卡车有后卸式、伸缩推卸式和梭式等数种，前者使用最多。伸缩推卸式矿用卡车车箱，由尾部固定箱、中间伸缩箱和前部的活动推板组成，适用于分层充填作业，也可用于给带式输送机均匀卸矿。梭式矿用卡车为四轮驱动，能双向行驶，车箱底部装有刮板输送机，用以装卸矿岩，适用于平巷掘进。

中国制造的矿用卡车，车箱容积为13.5m，最大载重量为25t。

井下无轨辅助车辆用柴油作动力，以标准通用车底架为基础，中央铰链、四轮驱动、按需要装配不同的部件和设备，组成各种辅助运输用车，可一车多用，亦称井下无轨通用车。车体小，可在窄巷道中运行，机动灵活。常改装成材料车、人车、装药车、燃料油车、润滑油车、维修车及高空作业台车等。

无轨运输设备在国内的应用
从1988年开始，国外无轨运输胶轮车陆续进入我国市场。1988年和1992年大同矿务局先后引进了20坏口25极支架搬运车各1台。1994年潞安漳村矿引进了E MC0880型胶轮车4台。神华集团大柳塔煤矿从国外引进的13台无轨胶轮车，其中澳大利亚客货两用车6台载人17座、载重5 t、多功能车1台，英国的支架搬运车2台载重25 t车速
15m /h爬坡能力14. 5°、大型人车2台30座、车速15m /h爬坡能力15°2。
充矿集团济三矿投产初期配备载重3 ~25 t的无轨胶轮车24辆，其中:3台英国E MCO公司生产的88o-6oD型3 }1、型多用途车，6台澳大利亚的MK-3S型多用途车，3台英国912X型25厘型支架搬运车。
晋城寺河矿、潞安屯留矿先后成套引进了四个国家的多种用途的胶轮车，主要有客货两用车、多功能铲运车、支架搬运车、工具车等车型。在引进国外先进的无轨胶轮车的同时，具有独立知识产权、我国自主开发的多种无轨辅助运输车辆也已投入到煤矿生产建设中去，运人、运货和客货两用运输车辆，已经能够适应各种条件的矿井需要。
目前，国内已建立起了平酮、立井、斜井三种类型的无轨胶轮车运输系统，如神东大柳塔矿的平酮无轨胶轮车运输系统、充矿集团济三矿的立井无轨胶轮车运输系统和晋城寺河矿的斜井无轨运输系统，这些无轨胶轮车运输系统的成功使用，为我国煤矿在各种条件下推广使用无轨运输设备进行了有益的尝试。

无轨运输设备的发展前景
充矿集团过去用常规运输方式安装一个综采面约需50 d左右，该集团济宁三号煤矿采用912X重型支架搬运车后，效益大大提高。该矿安装首采工作面时，从1999年7月1日开始至1999年7月27日结束，安装时间为27 d此后应用无轨胶轮车技术熟练后，该矿北二采区2301工作面安装设备运输时，从2000年6月25日早班至7月1日中班，全部运完共用了6天另2个班汪班制久共用了10d便安装完毕，充分体现了无轨胶轮车系统的高效率4。

我国国有重点煤矿特别是大型、特大型煤矿正朝着全员效率高、机械化自动化水平高，采、掘、运机械化水平同步发展的方向发展。进口无轨运输车辆具有高效能、多用途、灵活方便、高效安全和适应性强等优点，随着国内该设备研制水平的提高，无轨运输设备和技术将会有较大的改善和提高，国产设备会以品种多样化、价格低和服务及时的诸多优势，在国有重点煤矿得到快速发展。进口设备将失去在我国煤矿井下的无轨运输市场的主导地位。另外，随着我国高产高效现代化矿井建设发展的需要和现在煤矿井下辅助运输的需求，辅助运输受到越来越多的关注，这些都为加快煤矿井下无轨辅助运输技术的发展提供了强有力的保证。

无轨运输设备的运行管理
新型辅助运输设备在国内煤矿的应用时间不长，而无轨运输车辆在国内煤矿的应用时间更短，无轨运输车辆管理的各种规程、规定还没有在行业内得到统一完善，仍需要各煤矿企业在国家现有的有关规定的条件下，依照新型运输设备的技术说明书和使用维护说明书及本矿具体条件制定完善。从完善无轨运输车辆的管理角度讲，通常无轨运输车辆下井和在井下运输时应遵守以下规定4:
1)车辆入井前即应制定详细的车辆运输规章制度和操作规程，并经过认真学习、贯彻，车辆驾驶人员应经考试合格并取得合格证。
2)所有入井的车辆必须符合《煤矿安全规程》防爆标准，入井前必须经有关防爆部门进行防爆检查并颁发防爆合格证。
3)井下所使用的车辆的噪声和排放的有害气体，必须符合国家有关规定的标准:①排气口的温度不得超过70 }C,表面温度不得超过150℃;②排出的各种有关气体被巷道风流稀释后，必须符合《煤矿安全规程》第100条规定;③所有车辆应配有消防器材，配备完善的通讯工具和车载瓦检仪。
4)车辆通过巷道的安全距离，距两侧附着物突出部分不得小于0. 5m距顶板吊挂物突出部分不得小于0. 3m.
5)巷道底板和巷壁应装备有引导车辆安全行驶的各种标志，必须保持性能完好。
6)车辆应装备有瓦斯超限熄火停机装置，车辆行驶的巷道或工作面，瓦斯浓度大于1%时，应能立即自动熄火停机，待瓦斯浓度恢复到安全范围值时方可恢复运行。
7)车辆行驶速度应符合《煤矿安全规程》的规定，同一巷道行驶的车辆，后车必须与前车保持有不小于100 m的间距。
8)车辆行驶的巷道必须有错车巷或调车场，并应装备使用信号监控系统。

展望
井下无轨运输设备发展前景广阔，我国虽然在运人、载货、客货两用车辆和改装车辆的研制方面已经取得了很大进步，但同世界先进国家相比，差距还很大。在不断开发和完善防爆柴油机胶轮车的同时，应加大对巷道空气污染小而功率较大的蓄电池组牵引动力车辆的研制工作，以适应煤矿井下对无轨运输设备和技术的要求5。