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1、国内外无轨胶轮车的运用现状及发展趋势摘要：地下无轨运输设备是一种经济、高效的无轨运输车辆，它的运用对简化采矿工艺、提高矿山生产能力和地下开采安全性有极为重要的作用，同时也有噪音大、污染大、故障率高等缺点。文章通过对目前国内外无轨胶轮车的运用情况的介绍，分析这种无轨运输方式的优点及存在的问题，并展望无轨运输设备的发展趋势。关键字：无轨运输设备；性能；运用现状；发展趋势ABSTRACT: Underground trackless transportation equipment is an economic and efficient trackless transport vehicle, t
2、he use of it to simplify the process, improve the mine mining production ability and underground mining safety has an extremely important role, at the same time also have noise, pollution, failure rate higher shortcomings. This article, on the trackless rubber_tyred car at home and abroad and the ap
3、plication of introduction, analyses the trackless of means of transport advantage and existing problems and prospects the development trend of the trackless transportation equipment.KEY WORDS: Trackless transport equipment; Performance;Using the present situation; Development trend1 矿井辅助运输1.1 矿井辅助运输
4、在煤矿行业，煤炭运输称为主运输，人员、设备、材料以及矸石运输称为辅助运输。也就是指除煤炭运输之外的各种运输，主要包括：把工作面采掘下来的矸石运到地面；把支架、设备、材料及充填材料从地面运到工作面，待修理(或待回收)的支架、设备从工作面运到地面以及部分材料、设备在井下周转使用；此外，还包括人员从地面(或井底)运送到工作地点或从工作面运送到地面(或井底)。随着地下开采规模的不断扩大和工作面长度的增加，运输上、下井的材料、设备和人员增多，运输在整个工作时间中所占比例也在增大，相对开采时间减少。特别是综采综掘技术的飞速发展，采掘工作面大量应用了重型设备，生产效率高，对辅助运输提出了较高要求。因此如何使
5、矿井的辅助运输装备水平同重型、大功率及高产高效的综采综掘设备装备水平相适应，如何保证高产高效工作面连续生产，就成了非常重要而又亟待解决的问题。2.2 矿井辅助运输的现状根据井田煤层赋存条件和矿井开拓特点，国内外的各种辅助运输主要分为以下几种形式：小绞车，电机车，单轨吊，卡轨车，卡轨胶套轮车，齿轨车，齿轨胶套轮车，无轨胶轮车等。现在矿井开采巷道多为煤巷布置，上(下)山巷道居多，巷道起伏多，坡度大。这就使沿底板或煤层巷道出现了线路起伏变化的现象，限制了普通架线电机车的使用。若采用绞车接力提升，则有些地方倾角不具备矿车下放条件，而且绞车提升系统复杂，摘挂钩频繁，自动化程度低，设备台数多，给管理带来很
6、大困难，系统效率很难提高。另外，提升绞车由于防爆和空间限制，井下的大功率绞车发展很难。单轨吊运输容易受采动影响，支架发生变形，巷道的维护成本增加，另外单轨吊运行的最大速度一般不超过2 m/s，运送液压支架时速度更慢，一般为0.7 m/s，因此效率低，难以推广。卡轨车与单轨吊相比，速度高，运载单重大；与普通绞车牵引相比，运输距离长，安全性好，不易掉道，可适应倾角20以下的倾斜巷道(柴油机卡轨车适应巷道倾角8以下，加齿轨时可达1819)。但卡轨车检修维护量大，运营费用高，尤其当巷道压力大，有底鼓时不宜使用。齿轨车可根据巷道坡度变化情况，采用粘着牵引或齿轨牵引，两种方式互相转换，灵活方便。载重能力大
7、，可运送液压支架。但需要长距离铺设齿轨，不仅费用高，维护难，而且机车在齿轨上运行速度很慢；由于起伏多，难免积水，齿轨车在泥泞条件下齿条啮合运行困难；齿轨车只能到工作面附近，工作面各种大型设备、器材，经常用的大宗材料仍需转运到工作面，耗费大量人力、时间和设备。无轨胶轮车克服了上述各种形式的缺点，能够快速直达运输。无轨胶轮车运输线路简捷，系统简单，转载环节少，效率高，适应性强。但无轨胶轮车也存在一定的问题和局限性，这在以后的生产中可以逐渐得到解决。近年来，我国煤矿开采技术有了很大的发展，采掘机械化已接近世界先进水平，无论是矿山总产还是工作面单产，都与采煤技术先进国家不相上下，工作面回采率与英国、德
8、国等高产综采工作面也基本相当。然而，我国的矿山全员效率却依然很低，只相当于国外同规模矿山的1/5，究其原因，辅助运输设备落后时一个重要因素。我国煤矿无轨辅助运输机械化起步较晚，大部分煤矿的辅助运输系统仍然相当落后，基本上仍停留在20世纪五六十年代水平，很多还在延用无极绳、小绞车、小蓄电池机车等多段分散的传统辅助运输方式。这种传统的运输方式存在着“三多一低”的问题，即运输环节多、用人多、事故多和运输效率低。由地下车场至采区工作面，需经多次中转编列，一条顺槽就需设置多台调度绞车，占用大量的设备和劳力。据统计，我国煤矿辅助运输人员约占井下职工总数的1/3以上，有些矿甚至达到50%。如综采工作面搬家，
9、国外一般仅需12周即可完成，用工200500人。而我国煤矿使用传统方式需要2545天。而我国煤矿使用传统方式需要5000人以上，用工量相当于先进国家的十几倍。这种状况与我国煤矿生产中的综采综掘等现代化系统很不相称，它已经成为我国煤炭生产的一个薄弱环节，严重制约了我国煤炭生产的发展。因此，加快实现我国煤矿地下辅助运输设备现代化是我国煤矿工业乃至机械工业所面临的一项重要任务2 无轨胶轮车概述作为现代物料搬运工具，运输车在现代化工业生产中占据极其重要的地位。防爆无轨胶轮车是现代物料运输设备的一种，主要应用于煤矿行业。防爆无轨胶轮运输车在矿用辅助运输中占据非常重要的地位。随着市场需求的不断增大，近年来
10、，我国煤炭年产量逐年提高。然而我国矿用辅助运输采用机械化的设备起步很晚，自从上世纪八十年代某些煤矿才开始引进矿用机械辅助运输设备，导致我国矿用机械化运输水平与世界上其他先进国家有着较大的差距，这对我国煤炭工业快速向前发展产生了不可忽略的制约作用。防爆无轨胶轮运输车的发展水平决定了我国煤矿行业的发展前景，而煤矿业的发展速度在一定程度上影响着一个国家的经济发展水平，因此对防爆无轨胶轮车的研究亟不可待。2.1 性能特点无轨胶轮车一般采用铰接车身，前部为牵引车，后部为承载车。可在很小曲率半径（36米左右）转弯，机身较低，一般不超过1.5米，矮的不超过1米，使用重型充气或泡沫塑料轮胎，有可靠地制动系统，
11、可载重爬坡1216。行驶速度上，蓄电池一般不超过2.5 m/s，柴油机最大可达46 m/s，重型无轨胶轮车可整体运输1827t的液压支架，轻型的可运材料或人员，最多一车可运2540人。无轨胶轮车具有运输效率高、适用范围广、机动灵活、牵引力大、爬坡能力强、适用性好、安全性好以及可以完成直达运输等特点，与传统轨道运输系统相比，辅助人员可减少70%，效率可提高5倍以上。这种车一般采用铰接车身，运行机动灵活，拆卸方便，运行速度快，爬坡能力强，可以整体运输液压支架，工作面的快速搬家，也可实现从地面直至工作面不经转载的直达运输。无轨胶轮车可一机多用，利用快速更换装置，司机位在12分钟内即可迅速更换各种用途
12、的工作机构，这种机构已有40多种模式可供选择。2.2 无轨胶轮机车的分类无轨胶轮机车按用途来分，有运输类车辆和铲运类车辆。运输类车辆主要完成远距离的人员、材料和中小型设备的运输，它主要包括运人车、多用途运货车和客货两用车，这类车辆占无轨胶轮机车的75%；铲运类车辆主要完成材料和设备的装卸、支架和大型设备的铲装运输，它包括铲斗和铲叉多用式装载和铲板式支架搬运车，这类车辆占无轨胶轮车的25%。按动力装置分，有柴油机无轨胶轮机车、蓄电池无轨胶轮机车和拖曳电缆无轨胶轮机车，它们多占无轨胶轮机车的比例分别为85%、10%和5%。2.3 适用条件（1）地质条件无轨胶轮车运输不仅适用于水平煤层和赋存较浅、倾
13、角8以下的近水平煤层以及15以下缓倾斜煤层矿井中，也适用于顶板和底板条件均较好的立井开拓方式的矿井。（2）巷道断面基本尺寸无轨胶轮车运输最好采用采用矩形断面巷道。巷道最小宽度应以多功能车和支架搬运车的宽度为准，每侧最小加宽300 mm；巷道宽度一般为4.55.5 m。巷道最小高度应以支架搬运车的高度为准，再加高300 mm；巷道高度一般3.2 m。巷道转弯半径710 m。（3）巷道坡度无轨胶轮车适宜的运行坡度应在6以下，横向坡度35；以6坡运行的最大连续坡长在1200 m以下，局部纵向最大坡度14。如果巷道壁板坚硬、光滑而又淋水时，则还应降低使用坡度。（4）巷道底板无轨胶轮车对巷道底板的硬度和
14、不平度都有较高的要求。无轨辅助运输车对巷道底板的压强较大，一般为0.250.7 MPa，所以对底板质量要求较高，不适合在软岩底板及巷道涌水量较大的环境下使用，最好是砂岩或砂质页岩等较完整的底板条件。前苏联规定，巷道底板岩石坚硬度普氏系数f4，黏着系数0.35.辅助运输大巷和综采工作面搬家通道最好采用C18以上的混凝土来硬化路面，并沿底板开掘并修排水沟和集水坑。其他巷道若底板较软或破碎时，则需铲平清理，加垫板或铺设砂卵石，路面平整度应在150 mm以内。（5）井下空气和配风无轨胶轮车运行的煤矿井下应有足够的通风量，其环境空气成分应符合煤矿安全规程中第100条的规定。行驶车辆的巷道，应按同时运行的
15、最多车辆增加巷道配风，配风量应不小于4 m3/minkW.（6）硐室运行无轨胶轮车的煤矿井下应配置井下应配置人员躲避硐室、检修硐室和加油硐室等。行驶车辆的巷道中每隔300 m应设置一个人员躲避硐室。井下应设置检修硐室，长度30 m、宽度10 m，高度4 m（天车以下高度），断面成矩形。检修硐室不应有滴水，应配备静压水、压风管道和独立的通风系统，其地面应平整，并设检修地沟，地沟中心应设集中坑。井下应设置加油硐室，长度、宽度一般10 m、高度4 m，应设置足够数量的灭火器材。2.3 无轨胶轮车代表车型2.3.1 国产型号20世纪80年代以前，国内无轨辅助运输研究还是空白，直至90年代初才开始引进无
16、轨胶轮辅运设备，在实际使用中，对提高辅助运输和矿井全员生产效率效果十分明显。乘此良机，国内的科研制造单位和大型局矿共同合作，在消化吸收国外先进技术的基础上，根据国内煤矿的生产实际，开始开发实用性强、成本低廉的无轨辅助运输设备。煤炭科学研究总院太原分院从1992年开始，先后研制和开发了两大类型8种无轨辅助运输车辆，如：TY6/20 FB型井下防爆低污染客货两用胶轮车；TY 3061 FB型汽车改装型自卸胶轮车；W 8型井下悬挂式胶轮车等。兖州煤矿集团常州科研所在2000年研制出了2台WCQ3型轻型载货胶轮车，2002年改型研制出了2台3 t级载货胶轮车，同年又开始进行汽车改装型胶轮车的研制。国内生产无轨辅运车辆的单位及主要产品见表1。在引进国外先进的无轨胶轮车的同时，具有独立知识产权、我国自主开发的多种无轨辅助运输车辆也已少量投
