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國內(nèi)外無軌膠輪車的運(yùn)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 摘要：地下無軌運(yùn)輸設(shè)備是一種經(jīng)濟(jì)、高效的無軌運(yùn)輸車輛，它的運(yùn)用對簡化采礦工藝、提高礦山生產(chǎn)能力和地下開采安全性有極為重要的作用，同時也有噪音大、污染大、故障率高等缺點(diǎn)。文章通過對目前國內(nèi)外無軌膠輪車的運(yùn)用情況的介紹，分析這種無軌運(yùn)輸方式的優(yōu)點(diǎn)及存在的問題，并展望無軌運(yùn)輸設(shè)備的發(fā)展趨勢。 關(guān)鍵字：無軌運(yùn)輸設(shè)備；性能；運(yùn)用現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢 ABSTRACT: Underground trackless transportation equipment is an economic and efficient trackless transport vehicle, the 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 application 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 trend 1 礦井輔助運(yùn)輸 1.1 礦井輔助運(yùn)輸 在煤礦行業(yè)，煤炭運(yùn)輸稱為主運(yùn)輸，人員、設(shè)備、材料以及矸石運(yùn)輸稱為輔助運(yùn)輸。也就是指除煤炭運(yùn)輸之外的各種運(yùn)輸，主要包括：把工作面采掘下來的矸石運(yùn)到地面；把支架、設(shè)備、材料及充填材料從地面運(yùn)到工作面，待修理(或待回收)的支架、設(shè)備從工作面運(yùn)到地面以及部分材料、設(shè)備在井下周轉(zhuǎn)使用；此外，還包括人員從地面(或井底)運(yùn)送到工作地點(diǎn)或從工作面運(yùn)送到地面(或井底)。隨著地下開采規(guī)模的不斷擴(kuò)大和工作面長度的增加，運(yùn)輸上、下井的材料、設(shè)備和人員增多，運(yùn)輸在整個工作時間中所占比例也在增大，相對開采時間減少。特別是綜采綜掘技術(shù)的飛速發(fā)展，采掘工作面大量應(yīng)用了重型設(shè)備，生產(chǎn)效率高，對輔助運(yùn)輸提出了較高要求。因此如何使礦井的輔助運(yùn)輸裝備水平同重型、大功率及高產(chǎn)高效的綜采綜掘設(shè)備裝備水平相適應(yīng)，如何保證高產(chǎn)高效工作面連續(xù)生產(chǎn)，就成了非常重要而又亟待解決的問題。 2.2 礦井輔助運(yùn)輸?shù)默F(xiàn)狀 根據(jù)井田煤層賦存條件和礦井開拓特點(diǎn)，國內(nèi)外的各種輔助運(yùn)輸主要分為以下幾種形式：小絞車，電機(jī)車，單軌吊，卡軌車，卡軌膠套輪車，齒軌車，齒軌膠套輪車，無軌膠輪車等?，F(xiàn)在礦井開采巷道多為煤巷布置，上(下)山巷道居多，巷道起伏多，坡度大。這就使沿底板或煤層巷道出現(xiàn)了線路起伏變化的現(xiàn)象，限制了普通架線電機(jī)車的使用。若采用絞車接力提升，則有些地方傾角不具備礦車下放條件，而且絞車提升系統(tǒng)復(fù)雜，摘掛鉤頻繁，自動化程度低，設(shè)備臺數(shù)多，給管理帶來很大困難，系統(tǒng)效率很難提高。另外，提升絞車由于防爆和空間限制，井下的大功率絞車發(fā)展很難。 單軌吊運(yùn)輸容易受采動影響，支架發(fā)生變形，巷道的維護(hù)成本增加，另外單軌吊運(yùn)行的最大速度一般不超過2 m/s，運(yùn)送液壓支架時速度更慢，一般為0.7 m/s，因此效率低，難以推廣?？ㄜ壾嚺c單軌吊相比，速度高，運(yùn)載單重大；與普通絞車牽引相比，運(yùn)輸距離長，安全性好，不易掉道，可適應(yīng)傾角20以下的傾斜巷道(柴油機(jī)卡軌車適應(yīng)巷道傾角8以下，加齒軌時可達(dá)18~19)。但卡軌車檢修維護(hù)量大，運(yùn)營費(fèi)用高，尤其當(dāng)巷道壓力大，有底鼓時不宜使用。 齒軌車可根據(jù)巷道坡度變化情況，采用粘著牽引或齒軌牽引，兩種方式互相轉(zhuǎn)換，靈活方便。載重能力大，可運(yùn)送液壓支架。但需要長距離鋪設(shè)齒軌，不僅費(fèi)用高，維護(hù)難，而且機(jī)車在齒軌上運(yùn)行速度很慢；由于起伏多，難免積水，齒軌車在泥濘條件下齒條嚙合運(yùn)行困難；齒軌車只能到工作面附近，工作面各種大型設(shè)備、器材，經(jīng)常用的大宗材料仍需轉(zhuǎn)運(yùn)到工作面，耗費(fèi)大量人力、時間和設(shè)備。 無軌膠輪車克服了上述各種形式的缺點(diǎn)，能夠快速直達(dá)運(yùn)輸。無軌膠輪車運(yùn)輸線路簡捷，系統(tǒng)簡單，轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)少，效率高，適應(yīng)性強(qiáng)。但無軌膠輪車也存在一定的問題和局限性，這在以后的生產(chǎn)中可以逐漸得到解決。 近年來，我國煤礦開采技術(shù)有了很大的發(fā)展，采掘機(jī)械化已接近世界先進(jìn)水平，無論是礦山總產(chǎn)還是工作面單產(chǎn)，都與采煤技術(shù)先進(jìn)國家不相上下，工作面回采率與英國、德國等高產(chǎn)綜采工作面也基本相當(dāng)。然而，我國的礦山全員效率卻依然很低，只相當(dāng)于國外同規(guī)模礦山的1/5，究其原因，輔助運(yùn)輸設(shè)備落后時一個重要因素。 我國煤礦無軌輔助運(yùn)輸機(jī)械化起步較晚，大部分煤礦的輔助運(yùn)輸系統(tǒng)仍然相當(dāng)落后，基本上仍停留在20世紀(jì)五六十年代水平，很多還在延用無極繩、小絞車、小蓄電池機(jī)車等多段分散的傳統(tǒng)輔助運(yùn)輸方式。這種傳統(tǒng)的運(yùn)輸方式存在著“三多一低”的問題，即運(yùn)輸環(huán)節(jié)多、用人多、事故多和運(yùn)輸效率低。由地下車場至采區(qū)工作面，需經(jīng)多次中轉(zhuǎn)編列，一條順槽就需設(shè)置多臺調(diào)度絞車，占用大量的設(shè)備和勞力。據(jù)統(tǒng)計，我國煤礦輔助運(yùn)輸人員約占井下職工總數(shù)的1/3以上，有些礦甚至達(dá)到50%。如綜采工作面搬家，國外一般僅需1~2周即可完成，用工200~500人。而我國煤礦使用傳統(tǒng)方式需要25~45天。而我國煤礦使用傳統(tǒng)方式需要5000人以上，用工量相當(dāng)于先進(jìn)國家的十幾倍。這種狀況與我國煤礦生產(chǎn)中的綜采綜掘等現(xiàn)代化系統(tǒng)很不相稱，它已經(jīng)成為我國煤炭生產(chǎn)的一個薄弱環(huán)節(jié)，嚴(yán)重制約了我國煤炭生產(chǎn)的發(fā)展。因此，加快實現(xiàn)我國煤礦地下輔助運(yùn)輸設(shè)備現(xiàn)代化是我國煤礦工業(yè)乃至機(jī)械工業(yè)所面臨的一項重要任務(wù) 2 無軌膠輪車概述 作為現(xiàn)代物料搬運(yùn)工具，運(yùn)輸車在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)極其重要的地位。防爆無軌膠輪車是現(xiàn)代物料運(yùn)輸設(shè)備的一種，主要應(yīng)用于煤礦行業(yè)。防爆無軌膠輪運(yùn)輸車在礦用輔助運(yùn)輸中占據(jù)非常重要的地位。隨著市場需求的不斷增大，近年來，我國煤炭年產(chǎn)量逐年提高。然而我國礦用輔助運(yùn)輸采用機(jī)械化的設(shè)備起步很晚，自從上世紀(jì)八十年代某些煤礦才開始引進(jìn)礦用機(jī)械輔助運(yùn)輸設(shè)備，導(dǎo)致我國礦用機(jī)械化運(yùn)輸水平與世界上其他先進(jìn)國家有著較大的差距，這對我國煤炭工業(yè)快速向前發(fā)展產(chǎn)生了不可忽略的制約作用。防爆無軌膠輪運(yùn)輸車的發(fā)展水平?jīng)Q定了我國煤礦行業(yè)的發(fā)展前景，而煤礦業(yè)的發(fā)展速度在一定程度上影響著一個國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，因此對防爆無軌膠輪車的研究亟不可待。 2.1 性能特點(diǎn) 無軌膠輪車一般采用鉸接車身，前部為牽引車，后部為承載車。可在很小曲率半徑（3~6米左右）轉(zhuǎn)彎，機(jī)身較低，一般不超過1.5米，矮的不超過1米，使用重型充氣或泡沫塑料輪胎，有可靠地制動系統(tǒng)，可載重爬坡12~16。行駛速度上，蓄電池一般不超過2.5 m/s，柴油機(jī)最大可達(dá)4~6 m/s，重型無軌膠輪車可整體運(yùn)輸18~27t的液壓支架，輕型的可運(yùn)材料或人員，最多一車可運(yùn)25~40人。無軌膠輪車具有運(yùn)輸效率高、適用范圍廣、機(jī)動靈活、牽引力大、爬坡能力強(qiáng)、適用性好、安全性好以及可以完成直達(dá)運(yùn)輸?shù)忍攸c(diǎn)，與傳統(tǒng)軌道運(yùn)輸系統(tǒng)相比，輔助人員可減少70%，效率可提高5倍以上。這種車一般采用鉸接車身，運(yùn)行機(jī)動靈活，拆卸方便，運(yùn)行速度快，爬坡能力強(qiáng)，可以整體運(yùn)輸液壓支架，工作面的快速搬家，也可實現(xiàn)從地面直至工作面不經(jīng)轉(zhuǎn)載的直達(dá)運(yùn)輸。無軌膠輪車可一機(jī)多用，利用快速更換裝置，司機(jī)位在1~2分鐘內(nèi)即可迅速更換各種用途的工作機(jī)構(gòu)，這種機(jī)構(gòu)已有40多種模式可供選擇。 2.2 無軌膠輪機(jī)車的分類 無軌膠輪機(jī)車按用途來分，有運(yùn)輸類車輛和鏟運(yùn)類車輛。運(yùn)輸類車輛主要完成遠(yuǎn)距離的人員、材料和中小型設(shè)備的運(yùn)輸，它主要包括運(yùn)人車、多用途運(yùn)貨車和客貨兩用車，這類車輛占無軌膠輪機(jī)車的75%；鏟運(yùn)類車輛主要完成材料和設(shè)備的裝卸、支架和大型設(shè)備的鏟裝運(yùn)輸，它包括鏟斗和鏟叉多用式裝載和鏟板式支架搬運(yùn)車，這類車輛占無軌膠輪車的25%。 按動力裝置分，有柴油機(jī)無軌膠輪機(jī)車、蓄電池?zé)o軌膠輪機(jī)車和拖曳電纜無軌膠輪機(jī)車，它們多占無軌膠輪機(jī)車的比例分別為85%、10%和5%。 2.3 適用條件 （1）地質(zhì)條件 無軌膠輪車運(yùn)輸不僅適用于水平煤層和賦存較淺、傾角8以下的近水平煤層以及15以下緩傾斜煤層礦井中，也適用于頂板和底板條件均較好的立井開拓方式的礦井。 （2）巷道斷面基本尺寸 無軌膠輪車運(yùn)輸最好采用采用矩形斷面巷道。巷道最小寬度應(yīng)以多功能車和支架搬運(yùn)車的寬度為準(zhǔn)，每側(cè)最小加寬300 mm；巷道寬度一般為4.5~5.5 m。巷道最小高度應(yīng)以支架搬運(yùn)車的高度為準(zhǔn)，再加高≥300 mm；巷道高度一般≥3.2 m。巷道轉(zhuǎn)彎半徑7~10 m。 （3）巷道坡度 無軌膠輪車適宜的運(yùn)行坡度應(yīng)在6以下，橫向坡度3‰~5‰；以6坡運(yùn)行的最大連續(xù)坡長在1200 m以下，局部縱向最大坡度≤14。如果巷道壁板堅硬、光滑而又淋水時，則還應(yīng)降低使用坡度。 （4）巷道底板 無軌膠輪車對巷道底板的硬度和不平度都有較高的要求。無軌輔助運(yùn)輸車對巷道底板的壓強(qiáng)較大，一般為0.25~0.7 MPa，所以對底板質(zhì)量要求較高，不適合在軟巖底板及巷道涌水量較大的環(huán)境下使用，最好是砂巖或砂質(zhì)頁巖等較完整的底板條件。前蘇聯(lián)規(guī)定，巷道底板巖石堅硬度普氏系數(shù)f≥4，黏著系數(shù)≥0.35.輔助運(yùn)輸大巷和綜采工作面搬家通道最好采用C18以上的混凝土來硬化路面，并沿底板開掘并修排水溝和集水坑。其他巷道若底板較軟或破碎時，則需鏟平清理，加墊板或鋪設(shè)砂卵石，路面平整度應(yīng)在150 mm以內(nèi)。 （5）井下空氣和配風(fēng) 無軌膠輪車運(yùn)行的煤礦井下應(yīng)有足夠的通風(fēng)量，其環(huán)境空氣成分應(yīng)符合《煤礦安全規(guī)程》中第100條的規(guī)定。 行駛車輛的巷道，應(yīng)按同時運(yùn)行的最多車輛增加巷道配風(fēng)，配風(fēng)量應(yīng)不小于4 m3/minkW. （6）硐室 運(yùn)行無軌膠輪車的煤礦井下應(yīng)配置井下應(yīng)配置人員躲避硐室、檢修硐室和加油硐室等。 行駛車輛的巷道中每隔300 m應(yīng)設(shè)置一個人員躲避硐室。井下應(yīng)設(shè)置檢修硐室，長度≥30 m、寬度≥10 m，高度≥4 m（天車以下高度），斷面成矩形。檢修硐室不應(yīng)有滴水，應(yīng)配備靜壓水、壓風(fēng)管道和獨(dú)立的通風(fēng)系統(tǒng)，其地面應(yīng)平整，并設(shè)檢修地溝，地溝中心應(yīng)設(shè)集中坑。井下應(yīng)設(shè)置加油硐室，長度、寬度一般≥10 m、高度≥4 m，應(yīng)設(shè)置足夠數(shù)量的滅火器材。 2.3 無軌膠輪車代表車型 2.3.1 國產(chǎn)型號 20世紀(jì)80年代以前，國內(nèi)無軌輔助運(yùn)輸研究還是空白，直至90年代初才開始引進(jìn)無軌膠輪輔運(yùn)設(shè)備，在實際使用中，對提高輔助運(yùn)輸和礦井全員生產(chǎn)效率效果十分明顯。乘此良機(jī)，國內(nèi)的科研制造單位和大型局礦共同合作，在消化吸收國外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)國內(nèi)煤礦的生產(chǎn)實際，開始開發(fā)實用性強(qiáng)、成本低廉的無軌輔助運(yùn)輸設(shè)備。煤炭科學(xué)研究總院太原分院從1992年開始，先后研制和開發(fā)了兩大類型8種無軌輔助運(yùn)輸車輛，如：TY6/20 FB型井下防爆低污染客貨兩用膠輪車；TY 3061 FB型汽車改裝型自卸膠輪車；W 8型井下懸掛式膠輪車等。兗州煤礦集團(tuán)常州科研所在2000年研制出了2臺WCQ—3型輕型載貨膠輪車，2002年改型研制出了2臺3 t級載貨膠輪車，同年又開始進(jìn)行汽車改裝型膠輪車的研制。國內(nèi)生產(chǎn)無軌輔運(yùn)車輛的單位及主要產(chǎn)品見表1。 在引進(jìn)國外先進(jìn)的無軌膠輪車的同時，具有獨(dú)立知識產(chǎn)權(quán)、我國自主開發(fā)的多種無軌輔助運(yùn)輸車輛也已少量投入到煤礦生產(chǎn)建設(shè)中，運(yùn)人、運(yùn)貨和客貨國內(nèi)生產(chǎn)的無軌輔助運(yùn)輸車輛使用情況見表2。兩用運(yùn)輸車輛已經(jīng)能夠適應(yīng)各種條件的礦井需要，可以與國外同類產(chǎn)品相媲美。 表1 國內(nèi)無軌輔運(yùn)車輛主要生產(chǎn)單位及產(chǎn)品 型號性能參數(shù) WqC2J雙排及單排加長型 WCQ-3鉸接式 WqC3J單排平板及自卸型 WqC4J單排平板及自卸型 WrC20/2J單排平板封閉客箱 動力形式 柴油機(jī) 柴油機(jī) 柴油機(jī) 柴油機(jī) 柴油機(jī) 型號 1104c-44FB FB4015 1006-6FB 1006-6FB 1006-6FB 功率/Kw 48 50 65 65 65 啟動方式 氣壓式 電啟動 氣壓式 氣壓式 氣壓式 傳動方式 機(jī)械 機(jī)械 機(jī)械 機(jī)械 機(jī)械 驅(qū)動方式 后雙輪驅(qū)動 四輪驅(qū)動 后雙輪驅(qū)動 后雙輪驅(qū)動 后雙輪驅(qū)動 車架 偏移式 鉸接式 偏移式 偏移式 偏移式 最大速度(km/h) 30 30 30 30 30 最小離地間隙/mm 185 215 220 220 220 最小轉(zhuǎn)彎半徑（內(nèi)/外）/mm /6000 3500/6000 -/7500 -/7500 -/7500 最大爬坡能力/ 縱15橫7 綜14橫7 縱15橫7 縱15橫7 縱15橫7 載重量/t 2 3 3 4 20人 機(jī)長/mm 4850/6110 6125 5680 6075/5800 6065 機(jī)寬/mm 1880 1900 1950 2076 1950 機(jī)高/mm 2140 1800 2190 2180 2100 整機(jī)質(zhì)量（空載）/t 3500 7000 4050/4150 4150/4120 4620 國別 太原分院 常州科試 太原分院 太原分院 太原分院 表1（續(xù)） 國內(nèi)無軌輔運(yùn)車輛主要生產(chǎn)單位及產(chǎn)品 型號性能參數(shù) WC5前后鉸接自卸式 TY6/20FB前后鉸接U形框架式 WC8型前后鉸接自卸式 WC2順槽車 WC40Y前后鉸接U形框架式 動力形式 柴油機(jī) 柴油機(jī) 柴油機(jī) 柴油機(jī) 柴油機(jī) 型號 1006-6FB 1006-6FB 6121FB 1104c-44FB 6121FB渦輪增壓 功率/Kw 65 65 85 48 170 啟動方式 氣壓式 氣壓式 氣壓式 氣壓式 氣壓式 傳動方式 液力-機(jī)械 液力-機(jī)械 液力-機(jī)械 液壓-機(jī)械 液力-機(jī)械 驅(qū)動方式 42前輪驅(qū)動 42前輪驅(qū)動 43前輪驅(qū)動 66全輪驅(qū)動 64后輪驅(qū)動 車架 鉸接式 鉸接式 鉸接式 原地滑移轉(zhuǎn)向 鉸接式 最大速度(km/h) 30 30 30 14 24 最小離地間隙/mm 275 270 330 172 310 最小轉(zhuǎn)彎半徑（內(nèi)/外）/mm 2845/5466 -/6100 3800/6350 -/2350 2580/6770 最大爬坡能力/ 縱15橫7.5 縱15橫7.5 縱15橫7.5 12 12 載重量/t 5 8 8 2000 4 機(jī)長/mm 7060 8280 7800 4650 7715 機(jī)寬/mm 2025 2542 2370 1700 2320 機(jī)高/mm 1685 1660 1850 1975 1750 整機(jī)質(zhì)量（空載）/t 8350 11200 12250 6800 24270 國別 太原分院 太原分院 太原分院 太原分院 太原分院 表2 國內(nèi)生產(chǎn)的無軌輔助運(yùn)輸車輛使用情況 研制單位 產(chǎn)品名稱 使用礦井 煤炭科學(xué)研究總院太原分院 TY6/20 FB型井下防爆低污染中型客貨車 神東活雞兔礦3臺 TY7 FB型井下防爆低污染自卸膠輪車 兗礦濟(jì)三煤礦2臺 W 8型井下防爆低污染懸掛式膠輪車 兗礦濟(jì)三煤礦4臺 TY3061 FB型井下防爆低污染輕型自卸膠輪車 神東補(bǔ)連塔礦 WC 2.5型井下防爆低污染輕型膠輪車 晉城寺河礦2臺 WqC 3 J輕型防爆膠輪車 神東孫家溝礦2臺 WqC 4 J輕型防爆膠輪車 晉城寺河礦 WqC15J輕型防爆膠輪車 神東康家灘礦2臺 兗礦集團(tuán)常州科研所 WCQ—3輕型載貨膠輪車 兗礦濟(jì)三礦2臺 改型3 t級載重膠輪車 兗礦濟(jì)三礦2臺 2.3.2 引進(jìn)型號 從1988年開始，英國、澳大利亞、南非和美國等國的6個公司的無軌輔助運(yùn)輸膠輪車陸續(xù)進(jìn)入我國市場。1988年、1992年大同煤礦集團(tuán)先后引進(jìn)了20 t級和25 t級支架搬運(yùn)車各1臺。1994年潞安礦業(yè)集團(tuán)公司漳村礦引進(jìn)了EIMCO 880型膠輪車4臺。1993年至今，神華集團(tuán)神東礦區(qū)、兗礦集團(tuán)濟(jì)三礦、晉城寺河礦先后成套引進(jìn)了4個國家的共計15個以上品種的膠輪車，主要有客貨兩用車、多功能鏟運(yùn)車、支架搬運(yùn)車、工具車等車型。據(jù)統(tǒng)計，到目前為止，大約有110臺的柴油機(jī)、蓄電池?zé)o軌膠輪車進(jìn)入我國市場。 表3 引進(jìn)的主要無軌膠輪車型號及基本參數(shù) 型號性能參數(shù) 支架搬運(yùn)車 人車 工具車 EIMCO 912X LSC-350P LADVT-630 EIMCO3 30座 MYNE.TAXI4 BIRD 動力形式 柴油機(jī) 柴油機(jī) 蓄電池 柴油機(jī) 柴油機(jī) 柴油機(jī) 型號 Cat 3306 Cat 3306 MWMD916-4 PERKINS1004-4 功率/Kw 112 112 37.3 74 48.5 45 啟動方式 液壓式 液壓式 氣壓式 氣壓式 液壓式 傳動方式 液力-機(jī)械 液力-機(jī)械 液力-機(jī)械 驅(qū)動方式 四輪驅(qū)動 四輪驅(qū)動 四輪驅(qū)動 二輪驅(qū)動 車架 鉸接式 鉸接式 鉸接式 鉸接式 整體式 整體式 最大速度(km/h) 15 20.3 5.8 25 32 31 最小離地間隙/mm 322 300 - - 279 270 最小轉(zhuǎn)彎半徑（內(nèi)/外）/mm 2800/5777 2568/6463 3700/6800 2850/5420 1923/5358 6100 最大爬坡能力/ 14.5 14.5 15 14.5 15 15 載重量/t 2.5 3.5 3 30人 9人 1200 機(jī)長/mm 9456 9200 9900 8200 5895 5060 機(jī)寬/mm 2126 3450 2400 2000 2180 1950 機(jī)高/mm 1880 1680 1600 1900 1700 1700 整機(jī)質(zhì)量（空載）/t 2.6 2 2.95 - 7100 2900 國別 英國 澳大利亞 美國 英國 澳大利亞 南非 表3（續(xù)） 引進(jìn)的主要無軌膠輪車型號及基本參數(shù) 型號性能參數(shù) 客貨兩用車 多功能鏟車 鏟運(yùn)車 MYNE TRUK4 MK3-STRONCBIRD MYNE-PET6 EIMCO 912E MYNE-LOADER PAUS PFL45S 動力形式 柴油機(jī) 柴油機(jī) 柴油機(jī) 柴油機(jī) 柴油機(jī) 柴油機(jī) 型號 MWMD916-4 PERKINS1004-6 MWMD916-6 Cat3306 MWMD916-6 Cat3126B 功率/Kw 88.2 74 112 74 187 啟動方式 氣壓式 氣壓式 氣壓式 液壓式 氣壓式 電啟動 傳動方式 液力-機(jī)械 液力-機(jī)械 液力-機(jī)械 液力-機(jī)械 液力-機(jī)械 液力-機(jī)械 驅(qū)動方式 二輪驅(qū)動 二輪驅(qū)動 二輪驅(qū)動 二輪驅(qū)動 四輪驅(qū)動 四輪驅(qū)動 車架 鉸接式 鉸接式 整體式 鉸接式 鉸接式 鉸接式 最大速度 - - 24 - 18.2 22 最小離地間隙/mm 220 315 220 300 370 360 最小轉(zhuǎn)彎半徑/mm 2350/5540 5144/8370 /8000 2845/5466 2510/5210 3200/6100 最大爬坡能力/ 15 15 15 15 15 14.5 載重量/t 5 7.5 6 8 3 8 機(jī)長/mm 8782 8218 7044 8410 7715 9400 機(jī)寬/mm 2300 2533 2200 1700 2320 2260 機(jī)高/mm 1700 2000 1644 1768 1750 1900 整機(jī)質(zhì)/t 8000 10460 9675 - 11245 22000 國別 澳大利亞 南非 澳大利亞 英國 澳大利亞 德國 4 無軌膠輪車與其他輔助運(yùn)輸設(shè)備的比較 4.1 無軌運(yùn)輸與軌道運(yùn)輸?shù)谋容^ 與有軌輔助運(yùn)輸相比，無軌輔助運(yùn)輸主要有以下幾方面的優(yōu)勢： （1）可實現(xiàn)直達(dá)運(yùn)輸，中間無需轉(zhuǎn)載，從而大為簡化了輔助運(yùn)輸系統(tǒng)，顯著減少了輔助運(yùn)輸?shù)木鹿ぷ魅藛T。據(jù)國內(nèi)近幾年一些菜用傳統(tǒng)輔助運(yùn)輸方式的大中型煤礦統(tǒng)計，從事輔助運(yùn)輸?shù)墓と思s占井下全部輔助工人總數(shù)的50%~70%，平均日產(chǎn)萬噸原煤約需800~1200人。而德國威斯特伐倫煤礦日產(chǎn)1.5 t原煤，用于輔助運(yùn)輸?shù)娜伺c那不到100人，折合日產(chǎn)萬噸僅為70人。勞動成本下降，安全性大大的提高。 （2）可實現(xiàn)一機(jī)多用，可實現(xiàn)集鏟裝、運(yùn)輸、卸載功能于一體，尤其在倒面搬家時，對工作面設(shè)備的搬遷安裝能做到拆除、鏟裝、運(yùn)輸、自卸并調(diào)整安裝就位一條龍完成，大大提高了生產(chǎn)效率。例如一套重型綜采設(shè)備的搬家，用傳統(tǒng)的絞車、葫蘆等辦法，拆、運(yùn)、裝總工作量高達(dá)4000~6000工，一般安排40~60天甚至更長。而美國吉姆沃爾特煤礦7#礦井一工作面搬家時，用二臺支架搬運(yùn)車，共147架的自重20多噸的液壓支架，在5天時間里，拆、運(yùn)、搬、裝全部工序完畢。我國神東集團(tuán)榆家梁煤礦綜采面搬家倒面也僅用9天時間，大柳塔礦從井口到工作面開切眼7 km運(yùn)距，重達(dá)4000 t的綜采設(shè)備和其他物資僅用18天就全部運(yùn)送、安裝到位。 （3）機(jī)動靈活、操作簡單、安全性高，特別適合于沿煤層開采的多分支巷道輔助運(yùn)輸，減少了中間轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)，摘鉤倒車甚至人推肩扛等，最大程度上減少事故的高發(fā)環(huán)節(jié)。 總之，無軌膠輪運(yùn)輸設(shè)備確實為當(dāng)前最為先進(jìn)的輔助運(yùn)輸方式，從源頭上克服了傳統(tǒng)輔助運(yùn)輸方式存在的用人多、占用設(shè)備多、效率低、費(fèi)用高、安全性差等弊端，為高產(chǎn)、高效礦井生產(chǎn)提供了強(qiáng)有力的運(yùn)輸保障。 4.2 無軌膠輪車，與其他無軌運(yùn)輸設(shè)備的比較 無軌膠輪車的優(yōu)點(diǎn)是靈活、高效、省人、省錢和安全。下面以大柳塔礦為例， 結(jié)合神東公司在選擇輔助運(yùn)輸方式、設(shè)備時，對單軌吊、卡軌車、齒軌車等幾種無軌輔助運(yùn)輸方式的比較，具體說明無軌膠輪車與其他無軌運(yùn)輸設(shè)備相比較具有的優(yōu)越性。 大柳塔礦從國外共引進(jìn)了13臺無軌膠輪車，分別是澳大利亞多米諾公司的客貨兩用車6臺（載人17座，載重51噸）、多功能車1臺（鏟斗容積1.75 m，叉車重量3 t，車速18 km/h）、英國艾姆科公司的支架搬運(yùn)車2臺（載重25 t，車速15 km/h，爬坡能力14.5），大型人車2臺（30座，車速15 km/h，爬坡15）。 該礦無軌膠輪車對只有34人，但卻負(fù)責(zé)使用和維修無軌膠輪車13臺，并兼管地面運(yùn)輸車輛13臺（五十鈴車）。從神東的實踐證明，無軌膠輪車比其他無軌輔助運(yùn)輸具有以下優(yōu)點(diǎn)。 （1）用人少。由于無軌膠輪車從地面車庫到采掘工作面無需任何轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)，而且運(yùn)量大、車速快，因此可節(jié)省大量的輔助運(yùn)輸工人。據(jù)神華公司測算，用單軌吊方案該礦需用約360人，卡軌齒軌車方案需用280人，而用無軌膠輪車方案只需上述兩種方案用人的1/10~1/8。 （2）效率高。無軌膠輪車比其他輔助運(yùn)輸方法的效率要高出好幾倍。以綜采工作面設(shè)備運(yùn)輸安裝為例，大柳塔礦201高產(chǎn)高效工作面設(shè)備總重約4000 t，從井口到工作面的距離為7.5 km。如果采用其他運(yùn)輸方式，由于運(yùn)輸轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)多，支架又需要多臺絞車就位安裝，因此一般需要45~60天時間，5000~6000個工日。而采用支架搬運(yùn)車，除了可以自裝自卸和運(yùn)行速度高外，設(shè)備和支架運(yùn)到工作面還可直接安裝就位。整個工作面綜采設(shè)備的搬運(yùn)與安裝只用了18天，用人不到1000個工日，節(jié)省了大量工時。礦井投產(chǎn)后，支架搬運(yùn)車可以減少搬家刀面時停產(chǎn)天數(shù)，增加采煤時間，具有更大的經(jīng)濟(jì)效益。 （3）運(yùn)營費(fèi)用很低：據(jù)調(diào)查，其他輔助系統(tǒng)的運(yùn)營費(fèi)用大約占噸煤成本15%~25%左右，在10~20元之間。而無軌膠輪車在大柳塔的輔助運(yùn)輸費(fèi)用，噸煤成本僅為4元左右，大大低于其他輔助運(yùn)輸系統(tǒng)。 （4）安全狀況好。由于無軌膠輪車性能良好，機(jī)動靈活，操作簡易，裝卸方便，因此可大大減輕工人的勞動強(qiáng)度，并顯著地改善輔助運(yùn)輸?shù)陌踩珷顩r。煤礦的輔助運(yùn)輸系統(tǒng)是煤礦的第三大事故來源，而采用無軌膠輪車后其面貌就會大為改觀。 5 無軌膠輪車的運(yùn)用現(xiàn)狀 5.1 國內(nèi)無軌膠輪車的運(yùn)用 5.1.1 神東公司的運(yùn)用情況 1994年以來，神東分公司先后引進(jìn)了多種類型的輔助運(yùn)輸無軌膠輪車，可實現(xiàn)從井上到工作面輔助運(yùn)輸一條龍服務(wù)，不再倒裝倒運(yùn)，在生產(chǎn)上取得了很好的成效。神東分公司的井工煤礦，各種防爆無軌膠輪車926輛，主要使用的是進(jìn)口重型特種無軌膠輪車以及太原煤科院、常州科試中心廠家試制的防爆無軌膠輪車，有既可運(yùn)送貨物、也可運(yùn)送人員的客貨膠輪車等，無軌膠輪車作為礦井輔助運(yùn)輸設(shè)備在神東礦區(qū)使用較早，由于無軌膠輪車不需鋪設(shè)軌道，具有運(yùn)輸機(jī)動靈活，及時快速，具有較大的爬坡能力，安全高效，可實現(xiàn)從地面直至工作面不經(jīng)轉(zhuǎn)載的直達(dá)運(yùn)輸。無軌膠輪車最為突出的特點(diǎn)是可整體運(yùn)送和安裝支架，做到拆除、鏟裝、運(yùn)輸、卸載和調(diào)整就位，一個機(jī)車即可完成。既減輕了工人的勞動強(qiáng)度，又大幅度提高了生產(chǎn)效率和安全性。綜采工作面搬遷時，用傳統(tǒng)的軌道運(yùn)輸方式，拆、裝、運(yùn)需用4000~6000個工，大約40~60 d，而采用無軌支架搬運(yùn)車僅需一周時間，最短時間是3.1 d(運(yùn)輸總重量達(dá)5500 t)。 神東公司是我國目前使用無軌膠輪車最多的礦區(qū)。輔助運(yùn)輸實現(xiàn)無軌膠輪化后大大地降低了工人的勞動強(qiáng)度，極大地提高了礦井的生產(chǎn)能力和運(yùn)輸效率。 (1)材料的運(yùn)輸 井下所需各種材料，按照材料的形狀，一般要求集裝化運(yùn)輸，對于小型的或一次需用量較少的散裝材料，一般利用WqC3J(A)膠輪車運(yùn)輸，如采掘工作面用的錨桿、網(wǎng)子、水泥、沙子、木材、管材以及所用工具等。該車一次運(yùn)量可達(dá)3 t，能夠滿足井下各工作地點(diǎn)日常材料的供應(yīng)。對于一些用量大、體積大的材料運(yùn)輸，用WC5、W8車來完成，WC5型車一次所載貨物可達(dá)5 t；W8型車一次所載貨物可達(dá)8 t。 (2)設(shè)備的運(yùn)輸 對于重3t以下綜采工作面順槽中所需運(yùn)輸?shù)奈锪霞靶⌒驮O(shè)備，且外形尺寸不超過5250 mm18~mm2000 mm，均可利用WC2順槽車或輕型車直接運(yùn)輸，解決我國煤礦長期以來順槽中物料及小型設(shè)備運(yùn)輸?shù)睦щy，減輕了工人的勞動強(qiáng)度。對于特重型設(shè)備，比如采煤機(jī)，可以利用CJB-100型采煤機(jī)搬運(yùn)車從地面到工作地點(diǎn)的直達(dá)運(yùn)輸。按照膠輪車的載重能力，40t以下的支架或設(shè)備均可用WCAOY框架式支架搬運(yùn)車和WC25型鏟板式支架搬運(yùn)車運(yùn)輸，極大地節(jié)省了礦井搬家倒面的時間。 （3）人員的運(yùn)輸 工人在上下班的過程中把大量體力和時間消耗在路途中，這種損失是無形的。隨著井型和開拓范圍的不斷擴(kuò)大，運(yùn)輸距離越來越長，這個問題會更加突出。用W-20/2J型防爆膠輪車運(yùn)輸人員，配置20人座的乘人車廂，實測運(yùn)人平均時速20km，乘車站設(shè)在等候室，既可以增加人員的安全性和舒適性，又可以提高工人的工作效率。用膠輪車運(yùn)送人員不僅避免工人遠(yuǎn)距離行走消耗體力，而且速度快、舒適性高，減少了現(xiàn)場交接班時間，同時也提高了工人上班時的工作效率。 5.1.2 濟(jì)三礦的運(yùn)用情況 兗礦集團(tuán)濟(jì)三煤礦現(xiàn)有無軌膠輪運(yùn)輸車輛28臺，其中進(jìn)口車輛18臺，國產(chǎn)車輛10臺。隨著濟(jì)三煤礦生產(chǎn)能力的大幅度躍升，輔助運(yùn)輸任務(wù)日益繁重，無軌膠輪車的需求量也大大增加，第一批國外進(jìn)口的15臺膠輪車已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足生產(chǎn)的需要，作為礦井無軌輔助運(yùn)輸系統(tǒng)的接續(xù)設(shè)備，國產(chǎn)膠輪車在濟(jì)三煤礦應(yīng)用的成功與否對礦井的生產(chǎn)起著至關(guān)重要的作用?，F(xiàn)在濟(jì)三礦主要裝備國產(chǎn)無軌膠輪車。 表4 濟(jì)三礦裝備的進(jìn)口無軌膠輪車型號及其基本參數(shù) 型號 EIMC0912X型 EIMC0800D-60型 MK-3S型 DOMINO型 功能 支架搬運(yùn)車 運(yùn)輸車 多用途車 多功能鏟運(yùn)車 負(fù)載能力/t 25 8 鏟斗1.75m 3 速度(km/h) 15/5 29.7/18.6 18/17 19.3/18 爬坡/ 14.5/7.5 14/7.9 15/7.5 14.5/14.5 轉(zhuǎn)彎半徑/m 2.8/5.77 3.85/8.55 2.5/5.21 d=4.65,回轉(zhuǎn)360 功率/kw 112 74 74 45 耗油量(L/km) 26 9.6 11.245 5.8 臺數(shù)/臺 3 6 2 4 產(chǎn)地 英國 英國 澳大利亞 澳大利亞 (1)880-60D型3 t小型多用途車。英國EIMCO公司生產(chǎn)，負(fù)載能力3 t，功率45 kw，裝載后可直接進(jìn)出副井大罐籠，實現(xiàn)提升、運(yùn)輸一條龍直達(dá)運(yùn)輸方式。當(dāng)在井下需要運(yùn)人時，可換上12人座車廂用作人員運(yùn)輸和急救。為了滿足3 t小型車進(jìn)罐籠的需要，在副井井口與井底設(shè)計了臂長為2.3 m的大搖臺，既適合有軌也適合無軌，為氣動操縱。從實際使用看，該車出車率最高。 （2）MK-3S型8 t多用途車。澳大利亞Boart-Longyear公司生產(chǎn)，負(fù)載能力8t，機(jī)頭與車廂分開，司機(jī)1人，可自行更換各種不同用途的車廂，主要用于人員、材料、設(shè)備、矸石等運(yùn)輸以及消防灑水、救護(hù)等。由于車體尺寸較大一般不上井，只在井下運(yùn)輸，但車廂可以放在有軌平板車上進(jìn)罐籠升降；目前常用的車廂有17人座、21人座人車廂。槽形車廂、平板車廂、灑水車廂（罐）等，該車速度快，運(yùn)輸效率高，平時運(yùn)送人員、大于3t小于8t的集裝物料、設(shè)備和矸石，在工作面搬家時，能很好的與支架搬運(yùn)車配合，運(yùn)送搬家貨物。 （3）912X型25t重型支架搬運(yùn)車 英國EIMCO公司生產(chǎn)，可搬運(yùn)25t重型液壓支架等大型設(shè)備，允許最大負(fù)荷力矩46tm，主要用于采掘工作面設(shè)備搬遷與安裝，從采掘工作面到井底車場之間大于8 t小于25 t的重型設(shè)備運(yùn)輸，該車自帶拉力為12 t的液壓絞車，產(chǎn)辦可上下調(diào)整高度，就工作面拆除時不僅能將設(shè)備拖拽移位，而且能實現(xiàn)自行鏟運(yùn)和運(yùn)輸，在新工作面安裝時，可裝運(yùn)來的設(shè)備并自卸調(diào)整就位，當(dāng)需要搬運(yùn)長度很長或重要大于25 t的物料可雙車同時搬運(yùn)，如采煤機(jī)地盤長寬高=780014101220 mm，重17 t，就是用2臺支架搬運(yùn)車同時搬運(yùn)到工作面的。大大減少了轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)和減輕工人的勞動強(qiáng)度，實現(xiàn)了一機(jī)多用和運(yùn)輸?shù)母咝省? （4）多功能鏟車。澳大利亞Domino公司生產(chǎn)，陪1.75 m鏟斗和鏟叉，負(fù)載能力8 t，裝載升舉能力3 t，可用于整修道路、裝卸載，生產(chǎn)裝運(yùn)及矸石處理等其工作頭可快速更換，2臺該車出車率不高，其作用和功能尚待進(jìn)一步發(fā)揮 濟(jì)三礦后續(xù)陸續(xù)采購了國產(chǎn)的無軌膠輪車，主要有以下幾種型號： （1）WCQ-3小型運(yùn)輸車。該車是濟(jì)三礦于1999年月常州科研所聯(lián)合開發(fā)的，2008年8月試制成功，10月份在濟(jì)三礦投入工業(yè)性實驗。該車載重3 t，動力系統(tǒng)采用進(jìn)口防爆低污染柴油發(fā)動機(jī)，功率73.5 kW，四輪驅(qū)動，主要用于驚嚇各采掘迎頭支護(hù)材料和備品備件的運(yùn)輸，它可直接進(jìn)出副井提升罐籠，實現(xiàn)地面到井下迎頭的直達(dá)運(yùn)輸。 （2）TYTFB運(yùn)矸車。該車是太原煤科分院針對濟(jì)三礦部分迎頭出矸的需求專門研制開發(fā)的7t自卸車，該車車廂容積為3m，最大舉升角度為55，輪胎為充氣耐切割輪胎，可很到的吸收地面的振動力，是濟(jì)三礦排矸的主力車型。 （3）WCQ-3A型車。該車是2001年常州科研所研制開發(fā)的WCQ-3型車的改進(jìn)，在WCQ-3型車的基礎(chǔ)上進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計，使發(fā)動機(jī)與傳動系統(tǒng)的匹配更加合理，車輛外形尺寸更加緊湊，加裝了前后橋減振系統(tǒng)，改善了車輛的操作性和舒適性。 （4）W8型懸掛自卸車。該車是太原煤科分院在消化吸收國外同型車輛技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)研制的最新車型，該車載重8 t，發(fā)動機(jī)功率為110.25 kw，前后配有液壓懸掛系統(tǒng)，操作性和舒適性大大提高，運(yùn)行速度快，具有自卸功能，可承擔(dān)井下人員運(yùn)送、材料運(yùn)轉(zhuǎn)、迎頭排矸、綜采設(shè)備運(yùn)輸?shù)榷囗椵o助運(yùn)輸任務(wù) 5.1.3 寺河礦的運(yùn)用情況 山西晉城無煙煤集團(tuán)寺河礦于2001年引進(jìn)了包括人員、設(shè)備、材料運(yùn)輸在內(nèi)的全套無軌膠輪運(yùn)輸設(shè)備。包括：人員運(yùn)輸車MT_一16C 型、吊臂車U 一4C型、升降平臺車SL_一2型及潤滑車UN一2C型等共計9臺；鏟運(yùn)機(jī)S1— 3．5S型4臺；FBL一15型支架牽引車2臺；支架搬運(yùn)車和平板車FBL一40型、CH 一50型各2臺。寺河礦是沿煤層開拓的高瓦斯礦井，是國內(nèi)首家在高瓦斯礦井采用無軌輔助運(yùn)輸?shù)拿旱V。 在現(xiàn)場，EIMC0912X型、FB卜一40型支架搬運(yùn)車用于搬運(yùn)25～40 t重型液壓支架或其它大型設(shè)備，重點(diǎn)為采煤工作面安裝、拆除服務(wù)。MK一3S型、M個一16C型多用途車在交接班時作為人車運(yùn)送上下班工人，交接班后更換不同用途車廂為機(jī)電、掘進(jìn)等隊組提供輸送服務(wù)，換上自卸車廂后還可用于矸石運(yùn)輸。800D--60型運(yùn)輸車由于外型尺寸小，可直接進(jìn)出副井罐籠，所以可實現(xiàn)一次裝載后自井上 到工作面或工作面至井上的直達(dá)輸送、機(jī)掘服務(wù)、運(yùn)送非集中時間的人員及材料、小型設(shè)備等。ST_3．5S、DOMINO 型多功能鏟運(yùn)車主要用于道路整修，裝、運(yùn)、卸以及協(xié)助綜采工作面安裝與搬遷等。寺河礦使用的設(shè)備是世界上最大型的設(shè)備，寺河礦引進(jìn)車輛的最大特點(diǎn)是FBL_40型可以鏟裝最大為50 t的重量，很好地解決了5.5 m采高支架及2.75 m大滾筒采煤機(jī)等大型設(shè)備搬運(yùn)的問題。 神東大柳塔礦的平硐無軌膠輪車輔運(yùn)系統(tǒng)、兗州煤礦集團(tuán)濟(jì)三礦的立井無軌膠輪車輔運(yùn)系統(tǒng)和晉城寺河礦的斜井無軌輔運(yùn)系統(tǒng)的成功使用，為我國煤礦在各種條件下推廣和使用無軌輔助運(yùn)輸設(shè)備提供了有益的經(jīng)驗。 5.1.4 影響原因 從以上事例可以看出，我國煤礦地下無軌輔助運(yùn)輸設(shè)備近10年來已有較大的發(fā)展。但我們還應(yīng)該清醒地看到:除上述少數(shù)幾個礦山外，我國絕大多數(shù)煤礦還尚未實現(xiàn)從地面或從地下車場直至采區(qū)工作面端頭的直達(dá)運(yùn)輸。特別是采區(qū)的輔助運(yùn)輸機(jī)械化程度還相當(dāng)?shù)?，并且多年變化不大，分析原因主要有以下幾個方面: （1）20世紀(jì)90年代至21世紀(jì)初，我國煤炭行業(yè)不景氣，不少煤礦處于停產(chǎn)半停產(chǎn)狀態(tài)，有限的資金只能用于采掘支護(hù)和煤炭運(yùn)輸設(shè)備的購買和維修，很難顧及到輔助運(yùn)輸機(jī)械的現(xiàn)代化，繁重的輔助運(yùn)輸只有靠多用人力來解決； （2）國產(chǎn)輔助運(yùn)輸設(shè)備還不很完善。產(chǎn)品質(zhì)量還不穩(wěn)定，可靠性差，平均無故障時間一般要比國外產(chǎn)品低1倍以上。此外，因為地下煤礦對設(shè)備有嚴(yán)格的防爆要求，研制難度大于金屬礦設(shè)備。因此研制單位少，起步也比金屬礦晚，研制的產(chǎn)品不多，因而可供煤礦選擇的機(jī)型也少； （3）國外引進(jìn)的產(chǎn)品又存在價格昂貴、備件短缺、維修困難、售后服務(wù)跟不上、一般煤礦承受不起的問題。此外，某些進(jìn)口產(chǎn)品的技術(shù)性能也不完全適合我國的煤礦條件； （4）早年投產(chǎn)的一些老礦井，因為巷道斷面小、底板起伏大、轉(zhuǎn)彎半徑小、支護(hù)強(qiáng)度低，而且限制了大型現(xiàn)代化輔助運(yùn)輸設(shè)備的應(yīng)用。有些新建或經(jīng)過技術(shù)改造的礦井，雖然巷道斷面加大了，支護(hù)情況也有所改善，但受地質(zhì)條件如底鼓嚴(yán)重、斷層多的影響，仍然不能采用新型的無軌輔助運(yùn)輸系統(tǒng)。 5.2 國外無軌膠輪車的運(yùn)用 據(jù)不完全統(tǒng)計，1998年美國煤礦井下使用了約5000臺柴油機(jī)膠輪車；英國南威爾士的塔沃礦、發(fā)過普羅旺斯的莫蘭特礦、德國魯爾礦區(qū)的瓦爾朱姆礦的菲爾德井已大量使用了客貨兩用、鏟運(yùn)和支架搬運(yùn)等成套的無軌膠輪化輔助運(yùn)輸設(shè)備，使礦井全員效率達(dá)到50 t/工以上。到90年代初，國外已有65%以上的煤礦采用了先進(jìn)的無軌膠輪化輔助運(yùn)輸，在美國、英國、德國、南非、澳大利亞、加拿大這些采煤技術(shù)先進(jìn)的國家，地下無軌輔助運(yùn)輸車輛的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛。近年來，國外還在不斷研制新的煤礦井下無軌運(yùn)輸設(shè)備。多用途、重載柴油車和蓄電池膠輪車尚在不斷開發(fā)和完善中。牽引力除繼續(xù)采用防爆低污染柴油機(jī)外，也有不少機(jī)型采用對巷道空氣污染小而功率較大的蓄電池組，如美國朗艾道公司生產(chǎn)的10 t級蓄電池鏟運(yùn)車、30t級蓄電池支架搬運(yùn)膠輪車。美國久益公司最近開發(fā)的鉸接式運(yùn)輸車，采用240 V的蓄電池，電壓相當(dāng)于原來128 V的兩倍，因而能連續(xù)工作10~12 h。 5.3 非煤礦山無軌膠輪車的運(yùn)用 早在上世紀(jì)50年代初，北美的金礦開始使用無軌膠輪車，比在煤礦上的使用更早。現(xiàn)在在非煤礦山，無軌膠輪運(yùn)輸設(shè)備的運(yùn)用已十分普遍和廣泛。就連目前國外生產(chǎn)煤礦無軌膠輪車的廠家大多數(shù)是原金屬和非金屬礦山車輛制造廠。在原有非煤礦山車輛的低污染技術(shù)基礎(chǔ)上對車輛進(jìn)行改進(jìn)，研制滿足煤礦井下防爆和低矮要求的車型。幾乎所有的金屬礦山都運(yùn)用無軌膠輪車生產(chǎn)。 6 無軌膠輪車的缺陷 同任何一種運(yùn)輸方式一樣，礦用無軌防爆膠輪車運(yùn)輸也存在一定的不足或問題： 6.1 無軌防爆膠輪車故障率高 國內(nèi)目前無軌防爆膠輪車的加工制造處于起步階段，在設(shè)計、制造過程中存在較多缺陷，車輛的整體性能差，故障率高，維護(hù)量大；從現(xiàn)場使用情況看，車輛出車率最高到80％~85％ ，一般情況下，出車率只能維持在80％左右。 6.2 車輛購置費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用高 無軌防爆膠輪車總體價格較高，單臺無軌膠輪車的價格大約是3臺低污染車的價格；車輛耗油量大，是低污染車的3倍以上；備件費(fèi)用高，維護(hù)成本大，大修費(fèi)用高(每次的大修約占原購車費(fèi)用的45％左右，每兩年大修一次)，車輛運(yùn)行費(fèi)用居高不下，每臺無軌防爆膠輪車每月的運(yùn)行費(fèi)大約2萬元，約是低污染車的3~4倍。 6.3 無軌防爆膠輪車設(shè)計制造缺陷 1)車輛整體結(jié)構(gòu)性差，部分部件相互不匹配，易造成零部件的損壞。 2)車輛轉(zhuǎn)向在怠速下較重，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不靈活。 3)車輛燈光亮度與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速有關(guān)，在下坡和轉(zhuǎn)彎時車輛燈光亮度不足。 6.4 油耗大 發(fā)動機(jī)經(jīng)過防爆后的功率降低20％，造成耗油量增大。見表5。 表5 防爆無軌膠輪車油耗測試表 車型 行駛里程/km 耗油量/L 油耗/L（100km）-1 備注 雙排指揮車 24.4 6.3 262 2t平板材料車 24.2 6.7 273 3t自卸車 24.4 6.4 26.2 空載試驗 11 45 重載試驗 5t自卸車 24.4 19 78 新電啟動車車重載 24.4 18 74 舊車重載試驗 24.4 16 65.5 空載 B自卸車 24.4 13.5 55 重載試驗 24.4 12 49 空載 6.5 其他問題 （1）噪聲大，無軌膠輪車產(chǎn)生的噪聲已是井下噪聲污染的主要來源 （2）尾氣污染嚴(yán)重，為排除尾氣需要較大的風(fēng)量和巷道斷面，井巷工程量增加。 （3）防爆低污染柴油機(jī)排氣柵欄較難清洗； （4）膠輪車輪胎耐磨性能差； （5）缺少大功率、低污染柴油機(jī)。 7 無軌膠輪車的發(fā)展趨勢 7.1 國產(chǎn)化進(jìn)程 在20世紀(jì)80年代初期，我國部分礦區(qū)從國外引進(jìn)了無軌膠輪車設(shè)備和技術(shù)，使用后取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。但長期使用國外的引進(jìn)設(shè)備，存在著設(shè)備購置費(fèi)用昂貴、使用成本高且常因國外配件供貨周期較長而造成停運(yùn)等一系列問題，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)的正常進(jìn)行。這就促使我國加速自行研制無軌膠輪車的進(jìn)程，從而盡快改變我國煤礦輔助運(yùn)輸?shù)谋粍?、落后局面? 我國已從20世紀(jì)80年代中期開始研制柴油機(jī)無軌膠輪車，但進(jìn)展不大。直到90年代中期，我國無軌膠輪車的研究開發(fā)才有了較大的改觀。目前，國內(nèi)研究無軌膠輪車的企業(yè)主要有：煤炭科學(xué)研究總院太原分院、常州科研所、遼寧三一重裝、河北煤研所等。山西卓里集團(tuán)致力于小型無軌膠輪車的研究，為中、小型礦井使用無軌膠輪車創(chuàng)造了有利條件。 煤炭科學(xué)研究總院太原分院從1997年開始研制煤礦井下無軌膠輪車輔助運(yùn)輸設(shè)備，經(jīng)過10余年的發(fā)展，已形成井下工程車和汽車防爆改裝兩大類共21個品種的系列化膠輪車產(chǎn)品，其中借鑒國外防爆膠輪車車型機(jī)構(gòu)并自行研制的膠輪車有：WC40Y型框架式支架搬運(yùn)，WC25EJ型鏟板式支架搬運(yùn)車，WC10EJ型多功能裝載車，WJ－4FB 型防爆柴油鏟運(yùn)機(jī)，WC2型運(yùn)輸車，WC5、WC5E、WC8型防爆膠輪車；另一部分是利用現(xiàn)有的地面民用運(yùn)輸車輛進(jìn)行防爆改裝后用于煤礦井下，其代表車型有WC2（F）、WC3J、WqC2J、WqC3J（A）、WqC3J（B）、WC3J（B）、WC2R 等材料車和運(yùn)輸車，為我國無軌膠輪車的研究奠定了基礎(chǔ)，起到了替代進(jìn)口車的重要作用。 目前，該院正在向系列化方向發(fā)展，已生產(chǎn)的近1000余臺膠輪車在神東、兗州、晉城、平朔、陽泉、魯能、大同、平頂山等礦區(qū)使用，產(chǎn)品推廣到山西、陜西、山東、河南、云南、內(nèi)蒙古及寧夏7個產(chǎn)煤省區(qū)的近30個大中型現(xiàn)代化礦井。 雖然我國的無軌膠輪車有了一定的發(fā)展，但還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足煤礦各種條件下輔助運(yùn)輸?shù)男枰τ谥行⌒偷V井來說，因其經(jīng)濟(jì)能力有限，購買龐大的膠輪車設(shè)備不僅費(fèi)用高，而且對井下巷道的規(guī)格要求較高，導(dǎo)致掘進(jìn)和維修費(fèi)用也高，是這類礦井所不能承受的。因此，山西卓里集團(tuán)針對中小型礦井對一般地面民用運(yùn)輸小型車輛進(jìn)行了防爆改裝，用于井下無軌運(yùn)輸，解決了中小型礦井使用無軌膠輪車普遍存在的問題。其代表車型有：7YP－1450D礦用工程車、7Y－1150DA4三輪汽車、7Y－1150DA3超低礦用運(yùn)輸車、WyC－13（18）/150（250）S-Z型煤礦用防爆四輪運(yùn)輸車、WyC－12/50X型煤礦用防爆三輪運(yùn)輸車、WC1.4－J型煤礦防爆四輪無軌牽引車、ZL05FB型和ZL16FB型礦用防爆輪式裝載機(jī)。 隨著我國科研技術(shù)力量的不斷壯大，國產(chǎn)無軌膠輪車研制技術(shù)逐步走向成熟，但同世界先進(jìn)國家相比，差距還很大，需要在輔助運(yùn)輸領(lǐng)域緊跟國際先進(jìn)技術(shù)發(fā)展的步伐，并加快研發(fā)有獨(dú)立知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和各種車型，為我國礦井輔助運(yùn)輸機(jī)械化的更新?lián)Q代提供可靠的多方面、多層次的技術(shù)支持。在引進(jìn)國外先進(jìn)產(chǎn)品以后，應(yīng)盡快使這些產(chǎn)品國產(chǎn)化，并大量推廣使用，以便降低成本。 近幾年我國煤炭科研院所、高校等礦業(yè)機(jī)械研究人士、學(xué)者越來越注重這種靈活、高效的輔助運(yùn)輸設(shè)備，從表6及圖1可以看出，發(fā)表的論文、申請的專利從無到有，逐年增加，無疑極大的促進(jìn)了無軌膠輪車的國產(chǎn)化進(jìn)程。 表6 我國近幾年無軌膠輪車的研究狀況 無軌膠輪車的研究狀況 年份 11 10 09 08 07 06 05 04 03 02 01 00 99 期刊 29 20 15 11 5 9 8 9 9 5 10 5 1 續(xù)表6 學(xué)位論文 3 2 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 專利 11 9 14 10 5 0 0 1 0 2 0 1 1 圖1 我國近幾年關(guān)于無軌膠輪車的研究狀況柱狀圖 7.2 國產(chǎn)無軌膠輪車的優(yōu)勢與不足 1）優(yōu)勢 (1)國產(chǎn)無軌膠輪車價格便宜。同一類型車輛，國產(chǎn)設(shè)備價格為進(jìn)口設(shè)備的1/2左右，國產(chǎn)配件也要比進(jìn)口配件的價格便宜一半以上，所以后期使用成本也低。 (2)國產(chǎn)膠輪車配件供貨周期短。國產(chǎn)膠輪車因為大部分配件都是國內(nèi)廠家生產(chǎn)，供貨周期短，市場范圍廣，可選擇性強(qiáng)，價格便宜。 (3)國產(chǎn)膠輪車廠家可提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持，免除用戶的后顧之憂。進(jìn)口設(shè)備的售后服務(wù)因受地域的限制，其快捷程度根本無法與國內(nèi)廠家相比。 2）不足 (1)國產(chǎn)車的制造工藝和制造質(zhì)量相對粗糙，可靠性較差。無軌膠輪車作為井下輔助運(yùn)輸工具在國內(nèi)礦井的應(yīng)用還不廣泛，其市場和設(shè)計生產(chǎn)能力都還沒有形成規(guī)模，國內(nèi)僅有為數(shù)不多的幾家科研單位在做這項工作，這樣就導(dǎo)致國產(chǎn)膠輪車的整體性能和制造質(zhì)量相對進(jìn)口設(shè)備還有一定的差距，還有待于進(jìn)一步提高。 (2)無軌膠輪車因為受煤礦井下生產(chǎn)的特殊性所決定，對其防爆性能和尾氣排放及安全性能要求非常嚴(yán)格，而受國內(nèi)整體工業(yè)水平的限制，國產(chǎn)無軌膠輪車對關(guān)鍵部件采用進(jìn)口部件，如防爆柴油發(fā)動機(jī)、液壓系統(tǒng)元件，從而導(dǎo)致國產(chǎn)膠輪車的國產(chǎn)化率低，制造成本不能大幅降低，價格仍然偏高，部分進(jìn)口配件的供應(yīng)不能及時到位，使車輛的維護(hù)和保養(yǎng)受到制約。 (3)國產(chǎn)膠輪車受設(shè)計水平限制，品種單一，無法完全滿足井下輔助運(yùn)輸?shù)囊蟆＠绲侥壳盀橹?，國?nèi)還沒有研制出支架搬運(yùn)車，濟(jì)三煤礦綜采工作面搬家、大型設(shè)備如綜采支架的運(yùn)輸還只能依靠進(jìn)口的支架搬運(yùn)車 7.3 國內(nèi)外無軌膠輪車的發(fā)展趨勢 無軌膠輪車的應(yīng)用不僅極大地提高了礦井的生產(chǎn)能力和運(yùn)輸效率，而且也為安全生產(chǎn)提供了保障。首先，無軌膠輪化運(yùn)輸大大降低了工人的勞動強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率。工人乘座無軌膠輪車上下班，大大縮短了路途時間，從而能有充足的精力投入生產(chǎn)。其次，簡化了輔助運(yùn)輸環(huán)節(jié)，減少了事故點(diǎn)。提高了工效和安全性。第三，為綜采工作面快速搬家創(chuàng)造了優(yōu)越的條件。 通過幾年來的實踐，神東公司已總結(jié)出利用無軌膠輪車搬家的新辦法，6000余噸重的整套綜采設(shè)備，通過支架搬運(yùn)車、多功能鏟車的綜合配套高效裝運(yùn)，從設(shè)備的回撤、運(yùn)輸、安裝及新工作面的調(diào)試等，僅需7 d即可完成，并使搬家全過程的安全系數(shù)大為提高。 無軌膠輪車在神東和兗州等礦區(qū)的成功應(yīng)用充分證明，無軌膠輪車是一種高效快速安全的輔助運(yùn)輸設(shè)備，在我國具有廣闊的應(yīng)用前景。它不僅適于水平煤層與近水平(12以下)煤層礦井中使用，而且只要設(shè)計合理，配置得當(dāng)，完全可以用無軌膠輪車在大型立井中實現(xiàn)從井底至采區(qū)工作面的人員、材料和設(shè)備的直達(dá)運(yùn)輸，在綜采工作面內(nèi)利用支架搬運(yùn)車進(jìn)行設(shè)備的搬家、安裝調(diào)整和拆卸。這必將大幅提高高產(chǎn)高效礦井輔助運(yùn)輸效率。隨著我國煤炭行業(yè)對輔助運(yùn)輸落后局面制約煤炭生產(chǎn)發(fā)展的認(rèn)識逐步提高和重視，以及對無軌膠輪車所獨(dú)有的種種優(yōu)點(diǎn)的加深了解，相信我國煤礦輔助運(yùn)輸無軌膠輪化的發(fā)展，有望出現(xiàn)一個新的高潮。 我國是以煤炭資源為主要能源的國家，煤產(chǎn)量量約占世界總產(chǎn)量的1/4，自1985年產(chǎn)煤達(dá)到8.7億t后，一直穩(wěn)居世界第一產(chǎn)煤國地位，2007年已達(dá)25.5億t，2011年我國的原煤產(chǎn)量達(dá)到35.2億t。大型煤礦產(chǎn)量在60%以上，其余的原煤是在條件差的小型煤礦生產(chǎn)出來的。就算大型煤礦，也只有20%左右的煤是在現(xiàn)代化輔助運(yùn)輸沒備下生產(chǎn)出來的。可見目前我國煤礦地下輔助運(yùn)輸狀況與先進(jìn)采煤國家相比差距還很大，絕大多數(shù)煤礦的輔助運(yùn)輸仍然采用小絞車、小蓄電池機(jī)車等多段分散落后的傳統(tǒng)運(yùn)輸方式，存在著運(yùn)行環(huán)節(jié)多、運(yùn)行速度慢、效益低、事故多、占用人員和設(shè)備多及安全、機(jī)動性和適應(yīng)性均較差等問題。特別是在工作面設(shè)備搬遷時，裝載、卸載和調(diào)車等工作量大且繁雜，采用這種傳統(tǒng)的運(yùn)輸方式搬遷不僅時間長，而且嚴(yán)重 影響全員效率的提高和煤礦的安全生產(chǎn)。傳統(tǒng)的運(yùn)輸方式已成為制約我國煤炭生產(chǎn)發(fā)展的一個薄弱環(huán)節(jié)。所以利用高效、安全、低成本的無軌運(yùn)輸設(shè)備是我國優(yōu)化礦業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和提高效率的重要步驟。 同國外先進(jìn)礦山企業(yè)的無軌運(yùn)輸相比較，無論從數(shù)量還是質(zhì)量上都還遠(yuǎn)不能滿足我國地下運(yùn)輸?shù)男枰?