煤矿井下无轨胶轮车的应用及特点王建东

煤矿井下无轨胶轮车的应用及特点王建东

王建东

神华宁夏煤业集团有限责任公司枣泉煤矿

摘要：随着科技技术的进步，煤矿行业的发展越来越迅速，煤矿井下作业也变得越来越简便，井下无轨胶轮车也由此孕育而生。最初的无轨胶轮车来自国外，国外先进的采矿技术带动着各类设备的迅速发展。随后，无轨胶轮车逐渐在我国开始发展起来，帮助我国煤矿企业实现井下作业的高效高产，同时也促进了煤矿行业的发展。但是，我国无轨胶轮车的发展相比发达国家还是存在一定的差距，我国无轨胶轮车在性能和运行等方面还是存在诸多不足，几种类型的无轨胶轮车都会出现运行和效率方面的问题，甚至在井下操作时出现故障等。所以，煤矿井下无轨胶轮车的应用值得深入探讨。本文就无轨胶轮车以及电动无轨胶轮车进行了分析探讨。

关键词：煤矿开采无轨胶轮车辅助运输

引言

中国煤矿数量众多，但是煤矿井下运输发展水平与发达国家存在相当大的差距，中国还有相当一部分煤矿井下运输靠的是小型绞车和小型蓄电池机车，不仅运输效率低下，使用过程中还容易出现各种安全问题，不仅降低了企业的生产效益，还可能为企业带来重大经济损失。与传统运输方式相比，电动无轨胶轮车优势明显，承载能力大、爬坡能力强、运输成本低，因而国内已经有利用电动无轨胶轮车来取代有轨运输的趋势。

一、煤矿井下无轨胶轮车的现状

在我国，无轨胶轮车的发展非常迅速，许多煤矿企业正在全面改变自身的井下操作车辆，大部分企业都在使用无轨胶轮车来进行井下操作，但有些煤矿企业到目前为止还在使用小绞车、小机车等传统的井下运输车辆，由于这类车的使用非常繁杂，需要多人操作和辅助设备，存在一定的安全漏洞。如运行当中停止中断，运行过程发生故障，运行效率低下，甚至还可能出现事故。传统运输车辆已成为我国煤矿行业的淘汰产品，新型的无轨胶轮车正是适应时代发展的产物，不仅改变了传统设备存在的问题，还提高了工作效率和安全性。

1、我国无轨胶轮车的特点

我国通过借鉴国外煤矿行业的发展得到启发，将无轨胶轮车应用到我国煤矿企业生产当中，不仅能提高煤矿企业自身的产量，同时也保障了煤矿企业生产的安全环境，解决了传统运输车存在的问题。我国无轨胶轮车相比较传统运输车具有以下特点：首先，无轨胶轮车可以为井下作业人员和设备创造良好的运输前提，当煤炭装满时，无轨胶轮车开始作业，将煤运输到井上进行井上运输，或者由井上运输到井下，简单快捷。不仅提高了工作效率，也增加了产量。其次，无轨胶轮车的功能非常广泛，不仅有运输功能，还可以帮助井下进行安装和卸载等作业，方便了工人的工作任务，同时也提高了煤矿企业的产量。再次，无轨胶轮车的体积比较大，可以装载大容量的煤炭进行爬坡作业，体现了无轨胶轮车的运输能力。最后，无轨胶轮车还可以自动化完成自卸工作，减少煤矿企业的运输成本和总体生产成本，提高煤矿企业的经济效益。

2、我国无轨胶轮车的发展情况

随着煤矿技术的不断发展，煤矿企业的增加，煤矿企业自身也正在逐步改变采矿技术，我国从最早引进国外无轨胶轮车进行改良再生产，并且在我国煤矿企业运用中得到了较好的应用，所以，我国无轨胶轮车正在不断的增产化生产。由于国外引进的价格和成本较高，因此，我国正在不断地对无轨胶轮车进行探索改进，生产具有我国特性的无轨胶轮车，减少了资金开支和生产成本，也为我国生产无轨胶轮车的企业带来了丰厚的利润。

二、无轨胶轮车关键系统介绍

1、动力源。通过对进气系统、排气系统、冷却系统、燃油系统、润滑系统及安全保护装置详细计算及设计，并进行了大量的试验工作，最终使防爆柴油机的各项指标达到标准。防爆柴油机的启动方式分为电启动、气启动，保护方式分为电保护、气保护，各种启动和保护方式均能达到行业标准和企业标准。

2、进气防爆装置。在涡轮增压器及缸盖进气口间增加了进气阻火栅栏和进气关断阀装置，同时从增压器至防爆柴油机进气盖板之间的连接管路均采用不锈钢材质结构，有效阻止防爆柴油机内部火焰回火进入外界及因轻金属含量超标引起外界瓦斯爆炸。

3、排气防爆装置及净化装置。在涡轮增压器与净化装置间采用水冷式排气总管，并采用全不锈钢材质，尾气净化装置采用湿式废气处理箱和排气防爆栅栏处理。

4、离合器。采用单片干式膜片式防爆离合器。

5、变速器:机械式、四个前进挡、一个倒车挡。

6、转动轴:管状两端万向节可伸缩式结构。

7、驱动桥:整体式半轴全浮动、准双曲线锥齿轮单级减速、贯通式。

8、电气和仪表：防爆照明灯，前2个，后2个。防爆信号灯，后一个红色信号灯。防爆发动机，24V，500W。车用保护监控仪，24V,YE0.3/24.发动机，ST400.防爆型电源箱，可选备用。

三、电动无轨胶轮车特点

电动无轨胶轮车除了一般无轨胶轮车生产效率高的特点外，由于采用电动模式，在节能环保、使用成本、安全性等方面体现出了更大的优势，电动无轨胶轮车具备以下几个特点。

1、创造良好的运输条件

电动无轨胶轮车承载的物体可以直接由地面运输到工作面，采用电力驱动的方式，在运输效率及容量上也比传统无轨胶轮车更高。一般一个矿井中协助煤炭进行运输的工作人员占到井下工作人员的三成以上，有的矿井甚至达到一半以上，这意味着1000人的矿井有300人～500人是在从事辅助运输的工作，这严重降低了煤矿企业对于人力资源的利用效率。采用电动无轨胶轮车后，辅助运输的人数远没有传统有轨运输方式那么多，煤炭的装卸运输都可以依靠无轨胶轮车实现，省去了繁杂的人力工作，减轻了工人负担。另外无轨胶轮车在工作面迁移时优势更为显著，没有过多的拆卸步骤。

2、运输力强

电动无轨胶轮车可以在水平煤层及近水平煤层中发挥其最大承载能力，优势巨大。常规无轨胶轮车承重能力可以达到35t，一车最多可以运载40人，这是传统绞车难以达到的。并且其自卸作业也提高了运输效率，省去了人力装卸的麻烦。

3、降低生产成本

一般每吨煤的生产成本有15%～20%是辅助运输交通系统的，大概在人民币10元～12元左右。如果使用电动无轨胶轮车，能够节省辅助运输系统的人力资源，同时运输效率也更高，这样可以将每吨煤的运输成本降低到1元，对于人力资源和物力资源投入的减少意味着企业可以创造更大的经济效益。

4、应用范围广

电动无轨胶轮车在传统无轨胶轮车的功能上也可以进行进一步完善，可以实现一机多用，集铲装、运输和卸载功能于一身，在工作面设备进行搬迁时可以自装自卸，还可以帮助运输其它重型设备，这样既减轻了相关工作人员的劳动强度，又大幅度提高了工作面迁移的效率。以井下多功能运输车为例，该车可供更换选择的机构有铲斗、铲板、叉架、客厢和货厢等40余种，只要有相关构件，可以在井下实现数十种功能，基本满足矿井生产的所有作业需求。

5、安全状况好

由于电动无轨胶轮车机动性较强，操作也较为灵活，这样可以显著降低辅助运输系统的使用率。而统计显示，煤矿的辅助运输系统是煤矿的第三大事故来源，这意味着电动无轨胶轮车在煤矿井下的应用可以改变这种现状，保证井下安全生产。

四、电动无轨胶轮车的优势

与传统无轨胶轮车相比，电动无轨胶轮车表现出一些显著优势，具体如下。

1、油耗成本低

电动无轨胶轮车采用电能代替了传统的热能作为动力，从而省去了使用过程中的油耗成本。当前，全球都处于石油能源危机中，使用电动无轨胶轮车来代替传统的无轨胶轮车，不仅降低油耗成本，对于节约不可再生能源也有重要意义。

2、易于维护和保养

由于采用了电力驱动，电动无轨胶轮车中省去了传统柴油无轨胶轮车中的发动机、变速器、油箱、冷却和排气系统等，内部结构更加简单，运行更加稳定，日常维修和保养也更加简单。

3、安全性能高

据统计，绝大多数井下作业的安全事故都是由于施工设备的故障引起的。传统柴油无轨胶轮车在使用过程中若出现漏油、爆炸等问题将造成巨大的安全隐患，而使用电动无轨胶轮车就可以解决这一问题，从而为操作人员提供更安全的作业环境。

4、节能环保

电动无轨胶轮车使用电能，在行驶中无废气排出、不污染环境。此外，电动无轨胶轮车比柴油无轨胶轮车的能源利用率高，使用电动无轨胶轮车能够起到节能环保的作用。

5、噪音小

使用柴油驱动的无轨胶轮车普遍存在噪音大的问题，这是由于柴油无轨胶轮车中有发动机、变速器、油箱等结构，在工作时会产生巨大的噪音。而电动无轨胶轮车的电力控制系统更加轻便，在噪音上也得到了更好地控制。

五、无轨胶轮车安全管理

①抓好胶轮车驾驶员安全管理的同时，应加大对驾驶员的安全教育培训和安全资格审查，落实安全管理责任。做到随时掌握胶轮车驾驶员的动态，因材施教。

②要积极开展本质安全胶轮车班组的创建活动，对照煤矿本质安全管理体系考核标准，建立本质安全胶轮车班组考核激励机制，提升本质安全管理水平。

③要购置便携式车辆测速仪，由胶轮车安全检查人员负责，不定时间、不定地点对入井胶轮车的行驶情况进行监测，杜绝超速行驶。

④要加强对外委施工单位装载机的使用安全管理，依据巷道的设计高度，选择合适的装载机型号，严禁改装装载机的驾驶室，进入安全高度不够的巷道施工。

⑤各胶轮车使用单位要加强入井胶轮车的装载管理，充分发挥井口称重仪的作用，杜绝超载车辆入井行驶。

六、国产化情况

随着中国逐渐意识到无轨胶轮车的发展潜力，电动无轨胶轮车的国产化也开始提上日程，中国从国外引进了大量电动无轨胶轮车。电动无轨胶轮车的国产化是煤矿产业发展的必然趋势，受制于技术垄断，电动无轨胶轮车进口价格比较高，而大量进口无轨胶轮车势必造成大量资金流失，同时进口无轨胶轮车维修方面有诸多不便，可能影响煤矿的正常生产，而推进无轨胶轮车的国产化能够降低无轨胶轮车的使用成本，有利于无轨胶轮车的推广使用。

1985年中国从国外进口无轨胶轮车进行试用，在发掘了无轨胶轮车的巨大应用潜力之后就尝试进行国产化，在20世纪80年代就已经研发出柴油机无轨胶轮车，但是受到多种因素的影响，未能推广使用。直到20世纪90年代中后期中国无轨胶轮车的研究才算是正式起步，煤炭科学研究总院太原分院成功研制出10台胶轮车作为样车进行使用，虽然与国外先进无轨胶轮车存在差距，但是却显著拉低了无轨胶轮车的使用成本。2001年南昌矿山机械研究所与兖矿集团常州科研所合作成功地研制了可直接进入副井罐笼的WCQ-3型防爆低污染轻型胶轮车，证明中国的无轨胶轮车技术水平进一步提高。2015年中国航天三江集团及中国神华神东煤炭集团共同研发的防爆电动无轨胶轮车在中国国际煤炭采矿技术交流及设备展览会上亮相，这标志着中国的无轨胶轮车的最高水平。到如今中国的无轨胶轮车已发展出多个系列、多个品种，虽然中国还在从国外进口轨胶轮车，但是国产化的无轨胶轮车已经基本能够满足煤矿井下辅助运输的需要，某些方面与国外的差距已经急剧缩小，甚至超越了国外水平。

七、应用前景

电动无轨胶轮车在矿井中的应用能够显著提高矿井的生产效率，降低煤矿企业的运输成本，保证企业生产安全，因此应用前景广泛。电动无轨胶轮化运输能够一次性运输大量煤炭或人力到井上，提高运输效率，简化的辅助运输环节能够节约大量人力进行生产，提高了对于人力资源的利用率。无轨胶轮车为综采面快速搬家创造了优越的条件，可实现综采面快速移动，降低了工作人员的工作量，在一定程度上也提高了煤矿生产的安全性。以神东公司为例，神东公司已经总结出利用电动无轨胶轮车进行综采面快速搬家的有效方法，6000t余重的整套综采设备通过支架搬运车、多功能铲车的综合配套高效装运，进行设备回撤、运输、安装及新工作面的调试等，极大地提高了综采面的移动效率，突破了由于人力资源带来的局限性，这意味着企业可以在相同的时间内生产更多煤炭，为企业带来更大的经济效益。电动无轨胶轮车在神东和兖州等矿区的广泛应用已经证明了无轨胶轮车的价值，作为一种高效快速安全的辅助运输设备，电动无轨胶轮车广泛适用于水平面上及近水平煤层，而中国大部分大型煤矿都是水平或近水平煤层，这意味着电动无轨胶轮车适用于大部分煤矿，不仅可以帮助人员和物资运输，还可以通过更换不同的构件实现多种复杂的功能，帮助井下设备运输、安装和拆卸，这势必将大幅提高矿井的生产效率。

结束语

目前，我国煤矿企业的发展已离不开对无轨胶轮车的应用。无轨胶轮车的应用使得煤矿企业更好地进行井下和井上的生产作业，同时也给煤矿企业的工作环境提供了保障。随着无轨胶轮车技术越来越精湛、功能越来越完善，我国煤矿企业将向着更好的方向发展。

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