無(wú)軌膠輪車在煤礦井下運(yùn)輸系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)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(wú)軌膠輪車以其使用方便、運(yùn)行成本低、安全系數(shù)高等特點(diǎn)，在現(xiàn)代化井下運(yùn)輸系統(tǒng)中的使用越來(lái)越廣泛[1-2]。但必須承認(rèn)，與傳統(tǒng)的井下運(yùn)輸系統(tǒng)相比較而言，無(wú)軌膠輪車在使用過(guò)程中也存在一定缺陷，如車輛多、運(yùn)行路線和時(shí)間不固定等[3]。因此，必須對(duì)井下運(yùn)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(wú)軌膠輪車簡(jiǎn)介

1.1 無(wú)軌膠輪車的分類

在煤礦井下運(yùn)輸系統(tǒng)中，無(wú)軌膠輪車是非常重要的組成部分。通過(guò)無(wú)軌膠輪車的使用能夠顯著降低人工體力勞動(dòng)，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(yùn)輸?shù)陌踩浴８鶕?jù)無(wú)軌膠輪車的作用可以將其劃分成為很多種類型，比如用來(lái)運(yùn)輸液壓支架的車輛稱為有液壓支架搬運(yùn)車、用來(lái)運(yùn)輸物料的稱為運(yùn)料車，此外還有鏟板車、運(yùn)人車等[4]。運(yùn)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(guò)物料車可以將專門的材料從換裝站輸送到工作地點(diǎn)；采煤過(guò)程中需要用到的一些小型的工具或者裝置可以通過(guò)鏟板車進(jìn)行輸送；液壓支架搬運(yùn)車顧名思義是專門用來(lái)運(yùn)輸液壓支架的。煤礦井下作業(yè)時(shí)，通過(guò)無(wú)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(wú)軌膠輪車的使用條件

1）對(duì)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(duì)井下通風(fēng)條件有嚴(yán)格要求。在對(duì)配風(fēng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮煤礦井下可能同時(shí)工作的最多數(shù)量無(wú)軌膠輪車。一般而言，每臺(tái)無(wú)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(wú)軌膠輪車對(duì)運(yùn)行空間有一定要求，膠輪車在工作過(guò)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(yùn)輸過(guò)程中有發(fā)生碰撞的風(fēng)險(xiǎn)。

3）對(duì)巷道運(yùn)輸路面的要求。為了保證輸送過(guò)程的穩(wěn)定性和安全性，膠輪車運(yùn)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(duì)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)。總之必須保證路面平整。

4）其他方面的要求。井下無(wú)軌膠輪車在運(yùn)行過(guò)程中必然會(huì)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(chǔ)油室，且做好防火措施。在運(yùn)輸?shù)缆飞显O(shè)計(jì)會(huì)車、掉頭區(qū)域并且在這些特殊區(qū)域設(shè)置信號(hào)設(shè)施等。

2 無(wú)軌膠輪車在煤礦井下運(yùn)輸系統(tǒng)的應(yīng)用

本文以某礦井無(wú)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(yùn)輸系統(tǒng)中的應(yīng)用實(shí)踐。

2.1 井下無(wú)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(wú)軌膠輪車是煤礦井下最為主要的運(yùn)輸裝備。本煤礦井下使用的無(wú)軌膠輪車分為很多種類型，如運(yùn)人車、運(yùn)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(wú)軌膠輪車的型號(hào)及其外形尺寸、主要用途。

2.2 井下無(wú)軌膠輪車應(yīng)用實(shí)踐

本文主要以某礦井為例，介紹井下無(wú)軌膠輪車的應(yīng)用實(shí)踐。以下分別從無(wú)軌膠輪車硐室設(shè)置、運(yùn)行路線設(shè)計(jì)及其他方面的設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)介紹。

表1 某礦井使用的無(wú)軌膠輪車型號(hào)類型及規(guī)格尺寸

1）井下無(wú)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(duì)于井下運(yùn)輸系統(tǒng)，需要設(shè)置專門的硐室用來(lái)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(wú)軌膠輪車是井下非常重要的運(yùn)輸工具，井下人員、設(shè)備、物料大多通過(guò)無(wú)軌膠輪車進(jìn)行輸送。鑒于無(wú)軌膠輪車對(duì)于整個(gè)采煤系統(tǒng)的重要性，在井下設(shè)置了多個(gè)專門的硐室以確保無(wú)軌膠輪車的正常運(yùn)行。如圖1所示為井下無(wú)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(wú)軌膠輪車硐室的設(shè)置情況

2）井下無(wú)軌膠輪車行走路線巷道的設(shè)計(jì)。毫無(wú)疑問，無(wú)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(yùn)輸大巷等巷道。本礦井輔助運(yùn)輸大巷巷道的設(shè)計(jì)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(wú)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(gè)路面的坡度不能太大，本礦井無(wú)軌膠輪車行走路線的最大坡度控制在8°以內(nèi)。井下同時(shí)運(yùn)行的無(wú)軌膠輪車數(shù)量較多，必然涉及到會(huì)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(gè)調(diào)車硐室，每?jī)蓚€(gè)調(diào)車硐室之間的距離控制在300 m左右。如果無(wú)軌膠輪車在運(yùn)行過(guò)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(huì)車時(shí)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(jì)為3 m，具體見圖3。

3）井下無(wú)軌膠輪車其他方面的設(shè)置。本煤礦中，為了保證無(wú)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(gè)無(wú)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(duì)于行車巷道和行人巷道交叉的區(qū)域，設(shè)計(jì)并安裝了聲光傳感器，該傳感器能夠自動(dòng)檢測(cè)識(shí)別無(wú)軌膠輪車，一旦交叉區(qū)域有車輛經(jīng)過(guò)，該裝置就能夠自動(dòng)報(bào)警提示附近的行人，注意避讓，確保安全。

4）井下無(wú)軌膠輪車的應(yīng)用。本煤礦中，對(duì)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(duì)應(yīng)區(qū)域，利用副立井將工作人員輸送到對(duì)應(yīng)的膠輪車乘坐地點(diǎn)。然后再利用表1 中所示的無(wú)軌膠輪車將人員、物資和設(shè)備運(yùn)送到對(duì)應(yīng)位置。對(duì)于所有的井下無(wú)軌膠輪車都配備了監(jiān)測(cè)設(shè)施，利用檢測(cè)設(shè)施可以對(duì)所有膠輪車的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)施監(jiān)控，比如車輛所處的位置及其運(yùn)行的方向等都可以實(shí)時(shí)獲取。本礦井通過(guò)無(wú)軌膠輪車的使用極大提升了礦井綜采工作過(guò)程的運(yùn)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(wú)軌膠輪車具備更多的優(yōu)勢(shì)，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(wú)軌膠輪車在煤礦井下運(yùn)輸系統(tǒng)的應(yīng)用效果

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

2）具有較低的運(yùn)輸成本。傳統(tǒng)的煤礦井下運(yùn)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(fèi)用非常高。而無(wú)軌膠輪車對(duì)運(yùn)輸線路路面的要求相對(duì)較低，能夠顯著降低運(yùn)輸成本。

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

但需要清醒地認(rèn)識(shí)到，無(wú)軌膠輪車具有車輛多、運(yùn)行路線和時(shí)間不固定的特點(diǎn)，這給行車管理提出了很高的要求。因此，在使用無(wú)軌膠輪車作為煤礦井下主要運(yùn)輸工具時(shí)，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(wú)軌膠輪車的安全運(yùn)行。