煤礦生產(chǎn)中無軌膠輪車安全保護措施的研究

邱 華

（晉能控股煤業(yè)集團大斗溝煤業(yè)有限公司， 山西 大同 037001）

引言

無軌膠輪車運輸時需求的人力較少，不僅具有較強的靈活性和爬坡能力，并且還有運輸速度快、運輸量較多等優(yōu)點，不僅能夠快速完成一次運輸工作，保證了工作效率，而且成本較低，節(jié)省了開支，因此被大多數(shù)礦井所應用。但無軌膠輪車在進行工作時，由于制動時間較長，會導致剎車片過熱造成制動失靈，發(fā)生跑車事故[1]，車輛失控的情況下，不僅會撞到巷道壁造成破壞，甚至會撞到員工造成人員傷亡。因此，需要設計好對無軌膠輪車發(fā)生跑車事故后的防范措施，保證生產(chǎn)安全進行。

1 無軌膠輪車應用中存在的問題

1.1 污染問題

目前，大多數(shù)煤礦應用的都是以柴油發(fā)動機為動力源的無軌膠輪車，雖然保障了運輸動力，但是排出的有害氣體也相應較多，對空氣污染嚴重，尤其是在礦井下空間有限，這些污染氣體不能得到有效的處理，會對工作人員的身體健康造成很大的影響。如果長時間的工作，巷道中的有害氣體不斷堆積不僅對環(huán)境污染嚴重，而且會導致整個礦井停工。

1.2 溫度過高問題

無軌膠輪車在工作時，需要裝下眾多的運輸物品，尤其是無軌膠輪車在長時間爬坡的過程中，由于車輛一直處于負載的狀態(tài)，使發(fā)動機一直處于高負荷的運轉，導致發(fā)動機的溫度不斷升高，加重了零件磨損，減少了發(fā)動機使用壽命，嚴重的會發(fā)生爆缸[2]等故障，對整個運輸效率造成嚴重影響，車輛的冷卻以及排氣系統(tǒng)也會帶來一些問題，加重尾氣排放，造成更嚴重的污染問題，車輛承載能力也會下降。

1.3 溜車問題

無軌膠輪車大多數(shù)時間是在上下坡路段工作，下坡時要頻繁使用制動器制動，會發(fā)生剎車片過熱的問題導致剎車失靈，從而發(fā)生溜車事故[2]。部分情況下膠輪車也要在較大坡度的地方停車，拉起駐車制動器時，車輛因制動不足出現(xiàn)了溜車問題。還有因為駕駛員在下車后沒有及時拉起駐車制動器而導致溜車問題。

2 預防措施

1）多數(shù)膠輪車大都是由于柴油發(fā)動機而產(chǎn)生的污染問題，所以要加大對電力無軌膠輪車的使用力度。電力無軌膠輪車不僅帶來的污染小，而且噪聲方面也比柴油無軌膠輪車要小。兩種車型的廢氣產(chǎn)生對比如表1 所示[3]。

表1 電力無軌膠輪車和柴油無軌膠輪車產(chǎn)生的廢氣對比圖

通過表1 可以看出電力無軌膠輪車能夠很好地解決環(huán)境污染問題，但電力無軌膠輪車缺點也較明顯，就是動力方面不足，持續(xù)工作時間不長，所以需要后續(xù)繼續(xù)加大研究力度，努力克服這些問題。

2）在使用膠輪車的過程中，要明確無軌膠輪車的承載規(guī)定，做到科學使用，不長時間超負荷工作，工作一段時間后對車身進行全方面的檢查，排除一切安全隱患。

3）對駕車司機進行技術培訓與考核，考核合格者方能參與工作，不合格者不予上車工作。車輛在下長坡路段時不僅會對駕駛人造成很大的心理上影響，而且光線不好，環(huán)境單調(diào)，導致駕駛員注意力不集中，進而產(chǎn)生錯誤操作，從而引發(fā)事故。因此，司機的心理和駕車技術需要有一定的要求。

4）使用的車輛需要制動效果可靠，運行穩(wěn)定。不能出現(xiàn)任何使用方面的問題。因為需要長時間的使用制動器，所以勢必會對剎車片造成影響。所以要合理的購買車輛，還需要有備用車輛進行換班。

5）創(chuàng)建合理的制度。加裝對車輛運行的定位與檢測。及時清理路面障礙。所有車輛須有配有無線電裝備，保障通訊功能。時刻服從總體調(diào)度，保證運輸效率。

6）搭建良好的運行環(huán)境。必要的引導、警示、禁止標志要存在，這樣可以使駕駛員相對注意力集中。還可以在道路中涂抹一些黃色涂料，保證駕駛員視野不會過于單調(diào)，預防駕駛疲勞導致的交通事故。

3 針對膠輪車溜車后的防護措施

對于溜車問題，除了正確的操作方式可以避免外，還是會有意外情況導致事故的發(fā)生，因此，需要有避險車道來預防溜車后可能出現(xiàn)的意外。

3.1 避險車道的設計

無軌膠輪車在巷道中避險車道的設置方法有兩種，一種是在巷道轉彎出設計，如圖1 所示。此設計方法可以車輛無操作時直接溜下駛入避險車道，避免二次事故的發(fā)生。

圖1 避險車道設計方式一

另一種是在直線下坡路段設計的道路，如圖2所示。此設計方案一般放在道路右側，溜車時司機只要操縱好方向盤即可駛入避險車道，防止事故的發(fā)生。

避險車道設計的剖面如圖3 所示。

圖3 避險車道設計剖面圖

3.2 避險車道長度確定

避險車道的長度應根據(jù)車輛下坡時的速度、坡道材料類型以及避險車道所設置的坡度而定。一般情況下失控車輛的停車距離和路面滾動阻尼系數(shù)、坡道的坡度有重大關系。失控車輛的停車距離可按下式計算[4]：

式中：L 為停車距離，m；V 為車輛行駛速度，km/h；R為避險車道阻尼系數(shù)；G 為車道縱坡坡度，%。

4 實際應用效果

表2 不同材料的避險車道阻尼系數(shù)

為驗證該避險車道的使用效果，對礦井中進行了為期一個月的測試，實驗過程中通過大量的現(xiàn)場模擬，不斷對避險車道的長度和坡度做調(diào)整，得出的數(shù)據(jù)顯示，車輛速度越大，避險車道的距離越長，坡度不大，溜車距離不長，車道長度控制在6 m 左右并且配有防撞輪胎，坡度為10°左右時，如果車輛在120 km/h 以內(nèi)，車道距離就要設計到500 m 以上。

5 結論

通過車輛自身，人為以及環(huán)境原因分析了無軌膠輪車出現(xiàn)的問題，并結合大量的模擬數(shù)據(jù)，結果顯示如下：

1）無軌膠輪車的合理應用，能減少很多不必要的安全問題，提高運輸安全和效率。

2）避險車道能有效防止溜車事故發(fā)生的意外傷害，但坡度達到10°以上，速度達到120 km/h，避險車道需要的距離就會更長，還是有意外發(fā)生的可能性，所以要安全操作車輛盡量避免溜車事故的發(fā)生。