煤矿井下特种车辆节能方法

煤矿井下特种车辆节能方法

王靖

国家能源集团神东煤炭集团生产服务中心  内蒙古鄂尔多斯  017209

摘要：对于矿井下的作业来说，许多的设备的应用都会产生巨大的能源消耗，其中特种车辆就是十分重要的一环，其尾气排放也对煤矿井下环境状态产生负面的影响，进而使得煤矿工人的身体健康受到威胁。所以，在实践的过程中，应了解井下特种车辆的特点，站在不同的角度，确定对应的特种车辆节能方法。利用合理的有针对性的节能降耗方法，可以尽可能的避免特种车辆燃油消耗大、尾气排放严重问题的出现。本篇文章，主要以煤矿井下特种车辆节能方法为中心，进行相应的分析与探讨，从不同的角度入手，实现特种车辆有效的节能。

关键词：煤矿井下；特种车辆；燃油消耗；节能方法

引言

对于煤矿特种车辆的用途进行分析，其主要运用在井下综采工作面液压支架等设备搬家倒面。在技术不断发展的过程中，使得煤矿采掘机械化水平得到了一定的升级，井下特种车辆也因此而得到了发展，不仅提升了车辆运行的安全性、可靠性，其自动化程度也得到了答复的提高。但现如今，必须要面临的问题之一就是能源的消耗，尾气的增加，对于井下环境状态造成了威胁，也导致了井下工作人员健康出现了问题。所以，结合国家政策，煤炭集团、煤矿设备制造企业在响应政府工作的同时，坚决进行煤矿工作人员工作环境的改善与优化。

一、动力系统方面

对于煤矿井下的作业来说，其与其他工厂作业对比，更加的浮躁，尤其是特种车辆的铲、装、运等过程，更加考验着工作人员的工作水平，另外井下路面条件恶劣，车辆防爆改造等因素的存在，使得井下特种车辆必须要使用大功率的柴油机，但又由于其通风情况不够理想，在车辆运行的过程中，柴油机所产生的废气会严重影响井下的空气环境，同时会知识柴油机燃油不充分燃烧，形成恶性循环，既浪费燃油，又会使得排放超标。基于此，国家制定了严格要求，对地下矿山柴油机的排放量设置了明确的规定，以美国、欧洲为代表，开始实施了第四阶段的排放标准。我国的煤矿井下特种车辆防爆柴油机也逐渐应用路面工程车辆的先进技术，包括了增压中冷技术、冷却EGR技术、废气涡轮增压技术等等，这些技术的使用可以使得柴油机燃油燃烧排放量得到有效的控制，但在这一过程中，经济成本、技术升级等又是相关企业不得不考虑的问题，其中存在某些技术无法实现井下特种车辆全覆盖的目标，尚需不断地优化。

在进行燃油燃烧排放量控制的过程中，进行合理开发，寻找可以代替传统柴油的生物柴油，属于十分重要途径，可暂时缓解不可再生能源日益紧缺的男滴。所谓的生物柴油具有可再生的性质，同时期排放废气量较少，闪点较高，对于要求高的煤矿井下工作十分的适用。另外，如果想要将特种车辆柴油机燃油浪费情况彻底的控制，真正的杜绝柴油机排放对井下环境的负面影响，唯一的方法就是运用清洁能源。现如今，蓄电池动力特种车辆已经逐步投放到了煤矿井下工作中，但其安全性能较低，车辆续航里程不足，电池寿命短，无法大面积的运用。为了更好的解决这一问题，需进行新能源燃料电池的深入研究。

二、传动系统方面

复杂的条件以及恶劣的环境导致了煤矿井下特种车辆的使用必须要具备过硬的性能，具有高要求的传动系统。车辆在进行铲取作业期间，需要展现低速、大驱动力的特点，在井下运行的过程中，还需要体现高速行驶的特点，这种不同情况的不同工作要求对特种车辆提出了严格的使用标准。

对于液力机械传动进行分析，其特点在于接近于双曲线的扭矩-转速输出，可以与动力换挡变速箱自动匹配载荷相对应，以此来实现特种车辆在煤矿井下的各项工作，也被大多数的井下车辆所采用的，特别是在前端承载式车辆中，应用的最为频繁。但分析这一传统方式了解到，其也存在着明显的缺点，包括了传动效率低、高校区域窄、燃油消耗高、低速稳定性差等等，特别是在重负荷工况条件下，车辆需要输出的功率较大时，使得液力变矩器的传动效率不断地下降，导致作业的质量大打折扣，这也属于资源浪费的一种体现。对于全液压传动进行分析，其具有较高的功率重量比、空间布置相对紧凑、调速范围较广、低速特性优良等优势，应用的范围也变得越来越广。

对于车辆传动系统来说，其节能的主要方式，在于系统传动效率的提升，并在这一过程中进行传动高校区域的拓展。一些车辆制造企业通常情况下选择的为液压、液力复合传统的方法，主要展现在了运用多自由度的行星差速器进行柴油机输出功率进行分流，包括了液压、机械这两部分，随后，利用液压功率流的特点，进行输出转速的控制，做到无极调控，与此同时，做到了车辆传统系统高效区域的优化，展现出了传动率高、能耗低的优势。现如今，这一领域比较先进的产品为德纳力士乐变速器系统公司所开发的R2液力机械无级变速，这一产品合理的使用动力分流技术，使得系统整体的牵引特性、无极调速特性不断的更新、完善。同时，在相关测验结果先试下，这一方法不仅起到了有效的节能作用，同时还具有加强的竞技性，这一技术在日后如果不断地生日，趋近于成熟，将会有效的改进现如今车辆能耗大的实际问题。

三、车辆结构方面

对于煤矿井下特种车辆的类型进行分析，其主要是中央铰接式车辆，所选择的设计方式为传统的形式，为了使得车架的结构与所要求的强度一致，并满足井下不同路面的使用需求，通常情况下其车体重量较大，特别是前端承载式的特种车辆，自身重量大多远远超过车辆额定载荷，在一些特殊条件限制下，还需要进行配重单元的添加。在车辆重量不断提升的过程中，其行驶的阻力也在不断的增加，使得车辆在使用期间的能源消耗量也会随之增加。从上文的分析中可以得出，车辆燃油消耗量受到车辆自重的影响十分大，应进行车辆自重的减轻，才可以真正的降低能源消耗。其方法包括了材料的合理分布，在减轻重量的过程中使其强度不断提升。与此同时，使用CAE的方式方法，进行产品强度的检验。现如今，这一方法已经在许多领域进行了实践，包括了航空、航天、汽车等等。对于井下特种产品而言，在进行结构设计的过程中，运用这一方法，会使得煤矿井下特种车辆燃油消耗大的问题得到有效的优化，同时减少尾气的排放量。

结束语

对于煤矿井下的作业来说，所使用的特种车辆的数量十分的多，这可以有效的解决煤矿采掘期间的搬运问题，但对于车辆的适用而言，其所使用的能源为不可再生资源，产生了巨大的能源消耗，这也是当前煤矿企业在开发生产过程中必须要考虑的问题，必须要与当前国家的环保政策一致，这样才可以获得企业的长久发展，同时分析其真正的原因，找到对应的解决方法。

参考文献

[1]姚志功. 煤矿井下特种车辆节能方法研究[J]. 煤炭工程,2016,48(3):133-135. DOI:10.11799/ce201603041.

[2]侯成铭. 煤矿井下燃油运输车辆调度多目标优化分析[J]. 兰州工业学院学报,2023,30(2):88-93. DOI:10.3969/j.issn.1009-2269.2023.02.017.

[3]高雅男,李彦鹏,王添. 煤矿井下5G+UWB无人驾驶及辅助运输系统研究与应用[J]. 煤炭新视界,2022(1):54-57.