礦用履帶式運(yùn)輸車在復(fù)雜開采條件下的應(yīng)用

李 鵬，王先科

(1.神華新疆能源有限責(zé)任公司 烏東煤礦,新疆 烏魯木齊 830000；2.河南省煤炭科學(xué)研究院有限公司，河南 鄭州 450001)

某礦隸屬陜西陜煤韓城礦業(yè)有限公司，屬國(guó)有重點(diǎn)企業(yè)。井田面積約28 km2，核定生產(chǎn)能力135萬t/a，屬于煤與瓦斯突出、水文地質(zhì)復(fù)雜、無沖擊地壓礦井。配有年入洗能力300萬t的重介選煤廠，主產(chǎn)品為“龍門”牌瘦精煤，屬低硫、低磷、低灰、高發(fā)熱量的國(guó)內(nèi)稀缺優(yōu)質(zhì)冶煉配焦煤種。礦井目前開采﹢300 m水平，主采2號(hào)、3號(hào)煤層，采用平硐—立井—暗斜井聯(lián)合開拓方式，傾斜長(zhǎng)壁綜合機(jī)械化采煤工藝。為了方便煤炭的運(yùn)輸，該礦使用了礦用履帶式搬運(yùn)車(GNYS-10型10 t履帶運(yùn)輸車)。履帶運(yùn)輸車解決了輪式運(yùn)輸車在惡劣道路條件下不能行走的問題。

1 履帶輸送機(jī)的工作原理

工程履帶搬運(yùn)機(jī)履帶工程車是一種專門為土建工程、石方工程、截流工程、隧道工程等設(shè)計(jì)的一款專用運(yùn)輸機(jī)械。這種履帶車是一種新型的運(yùn)輸工具，其特點(diǎn)是：體積小、轉(zhuǎn)彎靈活、動(dòng)力強(qiáng)大，不受場(chǎng)地限制，履帶式運(yùn)輸車用履帶代替車輪行走，減少對(duì)地面的損傷，降低了機(jī)器與地面之間的單位面積壓力[1-2]。

工程用履帶運(yùn)輸車的傳動(dòng)方式分為2種：全液壓傳動(dòng)式履帶車和機(jī)械傳動(dòng)式履帶車。該礦使用的GNYS-10型10 t履帶運(yùn)輸車，為液壓傳動(dòng)式。全液壓傳動(dòng)履帶運(yùn)輸車的優(yōu)點(diǎn)是，動(dòng)力強(qiáng)勁、載重量大、車體上部駕駛室和車斗可實(shí)現(xiàn)360°旋轉(zhuǎn)，可無死角翻斗卸車，前后行進(jìn)便捷高效，不用進(jìn)行掉頭就可實(shí)現(xiàn)裝運(yùn)，減少轉(zhuǎn)向時(shí)對(duì)履帶的摩擦，全液壓驅(qū)動(dòng)采用國(guó)產(chǎn)或進(jìn)口行走馬達(dá)，時(shí)速達(dá)7～15 km/h。該類型的運(yùn)輸外帶有液壓升降架腿。礦用履帶式搬運(yùn)車示意如圖1所示。

圖1 礦用履帶式運(yùn)輸車Fig.1 Mining crawler transport vehicle

履帶運(yùn)輸車的主要技術(shù)參數(shù)如下：發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)為weichai6105，功率為100 kW，額定轉(zhuǎn)速為2 200 r/min,工作質(zhì)量為16 t，額定裝載質(zhì)量為10 t，最大行駛速度為20 km/h,最大流量為360 L/min，系統(tǒng)工作壓力31.5 MPa，尺寸為7 200 mm×2 500 mm×2 800 mm，履帶板寬度為550 mm。

在相同輪胎尺寸的情況下，履帶運(yùn)輸車能夠勝任更深的泥坑和水池，復(fù)雜的石塊路面。采用柴油機(jī)動(dòng)力，變速箱前置，無論在承載能力和重心穩(wěn)定性、還是在維護(hù)的方便性上都有了顯著提高，同時(shí)盡可能地保持機(jī)器的耐用度。

2 液壓系統(tǒng)的工作原理

2.1 主要工作原理

汽油機(jī)經(jīng)聯(lián)軸器帶動(dòng)液壓泵，液壓油經(jīng)電磁閥帶動(dòng)行走液壓馬達(dá)和作業(yè)機(jī)具液壓缸。三位四通電磁閥能夠控制履帶運(yùn)輸車的前進(jìn)、后退和急停，調(diào)速閥可以用來控制履帶運(yùn)輸車的行進(jìn)速度，分流集流閥可以提高履帶車行駛的直線性。

2.2 其他關(guān)鍵部件

(1)閉式驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)。在液壓系統(tǒng)制定方面，為了節(jié)約空間，提高系統(tǒng)的可靠性，采用的是閉式驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)。液壓源采用雙向變量泵，可以實(shí)現(xiàn)履帶運(yùn)輸車行走速度的無級(jí)變換。雙向變量泵是指一臺(tái)泵在原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向不變情況下，通過改變變量機(jī)構(gòu)(例如軸向柱塞泵的斜盤)的傾斜方向，變量泵原來的吸油口變成出油口，原來的出油口變成吸油口，即改變了液流的流向，從而就改變了閉式回路中負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。 履帶機(jī)要實(shí)現(xiàn)不同工況下的不同行走速度，可以由控制泵預(yù)計(jì)相應(yīng)的閥門相互配合實(shí)現(xiàn)。另外，履帶運(yùn)輸車在行進(jìn)或者后退時(shí)難免會(huì)遇到?jīng)_擊或者過載，溢流閥在此時(shí)就可以起到緩沖、保護(hù)液壓系統(tǒng)的作用[3-5]。

(2)履帶部分。履帶汽車一般按行駛系結(jié)構(gòu)，可分為前橋(從動(dòng)橋)裝雪橇或車輪、后橋裝履帶的半履帶式，前后橋都裝履帶的全履帶式和可互換使用車輪、履帶的車輪—履帶式3種類型。履帶是由主動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)、圍繞著主動(dòng)輪、負(fù)重輪、誘導(dǎo)輪和托帶輪的柔性鏈環(huán)。履帶由履帶板和履帶銷等組成。履帶銷將各履帶板連接起來構(gòu)成履帶鏈環(huán)。履帶板的兩端有孔，與主動(dòng)輪嚙合，中部有誘導(dǎo)齒，用來調(diào)整履帶，防止運(yùn)輸車轉(zhuǎn)向或側(cè)傾行駛時(shí)履帶脫落，在與地面接觸的一面有加強(qiáng)防滑筋(花紋)，以提高履帶板的堅(jiān)固性和履帶與地面的附著力。

3 輸送機(jī)的操作方法

3.1 開機(jī)操作

(1)開機(jī)以電動(dòng)機(jī)為源動(dòng)力，電源電壓為1 140 V或660 V，根據(jù)情況而定。開機(jī)前應(yīng)檢查電纜懸掛是否可靠，機(jī)器工作時(shí)，電纜應(yīng)該始終保持松弛下垂?fàn)顟B(tài)，不得使電纜承受附加拉力。

(2)開機(jī)試驗(yàn)與檢查。按下電源開關(guān)按鈕，電機(jī)供電，機(jī)器液壓系統(tǒng)開始工作。從電機(jī)后部看，電機(jī)的風(fēng)扇應(yīng)該順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；方向相反時(shí)應(yīng)該立即停機(jī)，調(diào)換相線位序改變轉(zhuǎn)向。從冷卻器風(fēng)扇電機(jī)轉(zhuǎn)向看，風(fēng)流應(yīng)該從散熱器大段正面吹入為正確。或者也可以輕輕推動(dòng)行走閥手柄，如果機(jī)器沒有動(dòng)作，就應(yīng)該立即停機(jī)，將電控箱上的電源轉(zhuǎn)換手柄轉(zhuǎn)一個(gè)方向，然后再開機(jī)即可。檢查機(jī)器各部有無損傷和異常聲響，檢查各軟管是否可靠固定，注意保護(hù)機(jī)器上的電纜。檢查兩側(cè)履帶的張緊度。履帶在鏈輪與引導(dǎo)輪之間的下垂量應(yīng)該保持在10～20 mm。確保多路閥、履帶架以及油缸活塞桿沒有泥沙污物。檢查各軟管接頭、液壓元件、密封件、油堵有無滲漏油現(xiàn)象。檢查各連接部螺栓預(yù)緊力有無松動(dòng)變化，以保證其能夠正常工作。檢查油箱液面(新機(jī)器出廠時(shí)不含油)。機(jī)器處于水平位置時(shí)，液面應(yīng)在副油箱液位計(jì)的上下限之間，以不超出該范圍為宜。

3.2 注意事項(xiàng)

(1)機(jī)器運(yùn)行范圍內(nèi)不得站人或者放置任何設(shè)備工具，確保工作環(huán)境的安全無事故。

(2)液壓系統(tǒng)使用N100抗磨液壓油，其具有良好的潤(rùn)滑性能。

(3)司機(jī)操縱運(yùn)輸車時(shí)，嚴(yán)禁橫向拉拽多路閥手柄，并且不允許踩踏到液壓油管。

(4)允許用本機(jī)輔助完成其他工作，發(fā)揮一機(jī)多能。

(5)嚴(yán)禁在運(yùn)輸過程中不固定貨物，嚴(yán)禁用搬運(yùn)車前推或者拉拽重物、礦車，嚴(yán)禁用搬運(yùn)車沖撞大塊巖石，嚴(yán)禁搬運(yùn)車在無貨物時(shí)頻繁行走。

3.3 停機(jī)程序

(1)待機(jī)時(shí)機(jī)器應(yīng)該水平停置。機(jī)器作業(yè)時(shí)，應(yīng)該先將所運(yùn)載的物品固定，使其相對(duì)于巷道處于傾斜狀態(tài)，再用預(yù)先準(zhǔn)備的專用楔形塊將履帶墊平，以便于機(jī)器正常運(yùn)行。

(2)停機(jī)時(shí)應(yīng)斷電，并釋放系統(tǒng)的壓力(工作機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)通過操作多路換向閥卸壓)。

4 履帶輸送機(jī)的正確使用

一般的履帶運(yùn)輸車的使用環(huán)境，相對(duì)來說都較為惡劣，這就要求駕駛?cè)藛T能夠正確操作礦用履帶運(yùn)輸車的變速器，來保證礦用履帶運(yùn)輸車的安全以及使用壽命。①礦用履帶運(yùn)輸車起步氣壓必須達(dá)到0.81 MPa，起步采用1擋。②礦用履帶運(yùn)輸車行駛中盡量避開超過12°的高坡或低谷，在進(jìn)行連續(xù)作業(yè)時(shí)履帶運(yùn)輸車的溫度不得超過120 ℃，以保證變速器潤(rùn)滑良好。③若是礦用履帶運(yùn)輸車在下坡行駛需要利用發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)或者是爬慢長(zhǎng)坡時(shí)，變速器可能在三擋與超速擋之間進(jìn)行反復(fù)升擋降擋，此時(shí)應(yīng)當(dāng)將超速擋的開關(guān)切斷，待脫離上述情況后，再接通超速擋開關(guān)。

5 結(jié)語(yǔ)

煤礦開采條件復(fù)雜多變，常規(guī)的礦用運(yùn)輸器械無法適應(yīng)實(shí)際生產(chǎn)的應(yīng)用。為此某礦引入并使用了礦用履帶式運(yùn)輸車。闡述了礦用履帶運(yùn)輸車的工作原理、操作以及使用注意事項(xiàng)。該類運(yùn)輸車的使用，解決了輪式運(yùn)輸車在惡劣道路條件下不能行走的問題，提升了礦井的生產(chǎn)運(yùn)輸效率。