無軌膠輪車在煤礦井下運輸系統(tǒng)的應(yīng)用實踐

栗躍鵬

（山西蘭花科創(chuàng)玉溪煤礦有限責(zé)任公司， 山西 晉城 048000）

引言

隨著煤礦作業(yè)的現(xiàn)代化，無軌膠輪車以其使用方便、運行成本低、安全系數(shù)高等特點，在現(xiàn)代化井下運輸系統(tǒng)中的使用越來越廣泛[1-2]。但必須承認(rèn)，與傳統(tǒng)的井下運輸系統(tǒng)相比較而言，無軌膠輪車在使用過程中也存在一定缺陷，如車輛多、運行路線和時間不固定等[3]。因此，必須對井下運輸系統(tǒng)進(jìn)行合理規(guī)劃和管理，確保其安全性。

1 煤礦井下無軌膠輪車簡介

1.1 無軌膠輪車的分類

在煤礦井下運輸系統(tǒng)中，無軌膠輪車是非常重要的組成部分。通過無軌膠輪車的使用能夠顯著降低人工體力勞動，提升作業(yè)的效率，最重要的是能夠在很大程度上提升井下運輸?shù)陌踩浴８鶕?jù)無軌膠輪車的作用可以將其劃分成為很多種類型，比如用來運輸液壓支架的車輛稱為有液壓支架搬運車、用來運輸物料的稱為運料車，此外還有鏟板車、運人車等[4]。運人車可以將準(zhǔn)備進(jìn)入礦井工作的工人從等待酮室輸送到指定作業(yè)區(qū)域；通過物料車可以將專門的材料從換裝站輸送到工作地點；采煤過程中需要用到的一些小型的工具或者裝置可以通過鏟板車進(jìn)行輸送；液壓支架搬運車顧名思義是專門用來運輸液壓支架的。煤礦井下作業(yè)時，通過無軌膠輪車的合理使用能夠顯著縮短人、物的轉(zhuǎn)移周期，提升作業(yè)效率。

1.2 煤礦井下無軌膠輪車的使用條件

1）對通風(fēng)條件有嚴(yán)格要求。為了保證井下作業(yè)的安全性，對井下通風(fēng)條件有嚴(yán)格要求。在對配風(fēng)進(jìn)行設(shè)計時，需要考慮煤礦井下可能同時工作的最多數(shù)量無軌膠輪車。一般而言，每臺無軌膠輪車的配風(fēng)量不得低于4 m3/min。

2）要求具備足夠大的井下巷道。無軌膠輪車對運行空間有一定要求，膠輪車在工作過程中，車體兩邊與巷道巷壁之間的距離必須控制在0.3 m 以上，車頂與巷道頂板的距離必須控制在0.35 m 以上[5]。如若不然，膠輪車在運輸過程中有發(fā)生碰撞的風(fēng)險。

3）對巷道運輸路面的要求。為了保證輸送過程的穩(wěn)定性和安全性，膠輪車運行的路面必須確保平整，不得出現(xiàn)坑坑洼洼的情況。一般而言，可以對路線利用水泥混凝土進(jìn)行鋪設(shè)，也可以利用六棱磚進(jìn)行鋪設(shè)?？傊仨毐ＷC路面平整。

4）其他方面的要求。井下無軌膠輪車在運行過程中必然會出現(xiàn)各類故障，因此還必須設(shè)置專門的維修站，主要負(fù)責(zé)車輛的日常保養(yǎng)與維修。如果采用的是燃油車，則還需要設(shè)置專門的儲油室，且做好防火措施。在運輸?shù)缆飞显O(shè)計會車、掉頭區(qū)域并且在這些特殊區(qū)域設(shè)置信號設(shè)施等。

2 無軌膠輪車在煤礦井下運輸系統(tǒng)的應(yīng)用

本文以某礦井無軌膠輪車的具體應(yīng)用情況為例，詳細(xì)介紹其在煤礦井下運輸系統(tǒng)中的應(yīng)用實踐。

2.1 井下無軌膠輪車的選型

本文所述的礦井產(chǎn)量非常高，是一座現(xiàn)代化礦井。其中無軌膠輪車是煤礦井下最為主要的運輸裝備。本煤礦井下使用的無軌膠輪車分為很多種類型，如運人車、運料車、液壓支架車和鏟板車。如表1 所示為本煤礦井下用到的無軌膠輪車的型號及其外形尺寸、主要用途。

2.2 井下無軌膠輪車應(yīng)用實踐

本文主要以某礦井為例，介紹井下無軌膠輪車的應(yīng)用實踐。以下分別從無軌膠輪車硐室設(shè)置、運行路線設(shè)計及其他方面的設(shè)計進(jìn)行詳細(xì)介紹。

表1 某礦井使用的無軌膠輪車型號類型及規(guī)格尺寸

1）井下無軌膠輪車硐室的設(shè)置。井下硐室是煤礦中必不可少的空間位置，主要作用是存放相關(guān)的作業(yè)設(shè)備和施工材料、供工作人員休息等。對于井下運輸系統(tǒng)，需要設(shè)置專門的硐室用來存放和維修膠輪車、存放燃油等。本文所述的現(xiàn)代化礦井，無軌膠輪車是井下非常重要的運輸工具，井下人員、設(shè)備、物料大多通過無軌膠輪車進(jìn)行輸送。鑒于無軌膠輪車對于整個采煤系統(tǒng)的重要性，在井下設(shè)置了多個專門的硐室以確保無軌膠輪車的正常運行。如圖1所示為井下無軌膠輪車硐室的設(shè)置情況，從圖中可以看出，主要包括車輛存放硐室，其寬度為6 m，坡度為0.5‰，車輛維修保養(yǎng)硐室和加油硐室，其寬度為5.5 m，坡度為7.76‰。

圖1 井下無軌膠輪車硐室的設(shè)置情況

2）井下無軌膠輪車行走路線巷道的設(shè)計。毫無疑問，無軌膠輪車行走路線巷道必須要滿足車輛行駛要求和安全要求。常見的巷道主要包括回風(fēng)順槽和輔助運輸大巷等巷道。本礦井輔助運輸大巷巷道的設(shè)計寬度值為5.5 m，將回風(fēng)順槽也作為膠輪車的行駛路線，將其寬度和坡度分別設(shè)置為5 m 和4°。無軌膠輪車行走路面利用六棱磚進(jìn)行鋪設(shè)，確保路面的平整性。整個路面的坡度不能太大，本礦井無軌膠輪車行走路線的最大坡度控制在8°以內(nèi)。井下同時運行的無軌膠輪車數(shù)量較多，必然涉及到會車、調(diào)車問題，本礦井在膠輪車行走巷道內(nèi)設(shè)置了多個調(diào)車硐室，每兩個調(diào)車硐室之間的距離控制在300 m左右。如果無軌膠輪車在運行過程中需要掉頭就可以在這些位置進(jìn)行操作，此外，兩輛車會車時也在這些區(qū)域進(jìn)行，如圖2 所示為回風(fēng)順槽調(diào)車硐室的布置情況。具體而言，調(diào)車硐室的尺寸為5 m×5.5 m，轉(zhuǎn)彎半徑設(shè)計為3 m，具體見圖3。

3）井下無軌膠輪車其他方面的設(shè)置。本煤礦中，為了保證無軌膠輪車的行駛安全，專門制定了相關(guān)的車輛行駛規(guī)則，并且在整個無軌膠輪車的行駛路線上安裝設(shè)置了大量的交通標(biāo)示，比如指向標(biāo)、反光牌等。為了避免發(fā)生車撞人的情況下，對于行車巷道和行人巷道交叉的區(qū)域，設(shè)計并安裝了聲光傳感器，該傳感器能夠自動檢測識別無軌膠輪車，一旦交叉區(qū)域有車輛經(jīng)過，該裝置就能夠自動報警提示附近的行人，注意避讓，確保安全。

4）井下無軌膠輪車的應(yīng)用。本煤礦中，對于在地面上需要進(jìn)入井下的工作人員和施工材料、裝備，首先利用副斜井將裝備和相關(guān)材料輸送到對應(yīng)區(qū)域，利用副立井將工作人員輸送到對應(yīng)的膠輪車乘坐地點。然后再利用表1 中所示的無軌膠輪車將人員、物資和設(shè)備運送到對應(yīng)位置。對于所有的井下無軌膠輪車都配備了監(jiān)測設(shè)施，利用檢測設(shè)施可以對所有膠輪車的運行狀態(tài)進(jìn)行實施監(jiān)控，比如車輛所處的位置及其運行的方向等都可以實時獲取。本礦井通過無軌膠輪車的使用極大提升了礦井綜采工作過程的運輸效率，降低了施工人員的工作強(qiáng)度。與電機(jī)車和絞車相比較而言，無軌膠輪車具備更多的優(yōu)勢，保證了安全和高效。

圖2 回風(fēng)順槽調(diào)車硐室布置情況（單位：mm）

圖3 調(diào)車硐室平面結(jié)構(gòu)圖（單位：mm）

3 無軌膠輪車在煤礦井下運輸系統(tǒng)的應(yīng)用效果

1）無軌膠輪車運輸功能相對較多。無軌膠輪車的種類很多，比如常見的有運人車、運料車、液壓支架車和鏟板車等，針對不同的運輸要求和任務(wù)，可以使用專門的運輸車輛，完全能夠滿足煤礦井下運輸?shù)男枨蟆?/p>

2）具有較低的運輸成本。傳統(tǒng)的煤礦井下運輸系統(tǒng)需要架設(shè)專門的線路或者鋪設(shè)專門的軌道，其日常維修和保養(yǎng)費用非常高。而無軌膠輪車對運輸線路路面的要求相對較低，能夠顯著降低運輸成本。

3）具有較高的安全系數(shù)。無軌膠輪車使得井下運輸過程得到簡化，省去了很多中間環(huán)節(jié)，優(yōu)化了井下運輸和作業(yè)環(huán)境。通過對運輸線路的有效管理和控制，提升了井下運輸系統(tǒng)的安全性[6]。

但需要清醒地認(rèn)識到，無軌膠輪車具有車輛多、運行路線和時間不固定的特點，這給行車管理提出了很高的要求。因此，在使用無軌膠輪車作為煤礦井下主要運輸工具時，必須注重相關(guān)的管理工作，解決好人員的資質(zhì)問題。只有這樣才可以保障無軌膠輪車的安全運行。