地下物流運(yùn)輸多面手

顧海東

摘要：地下工程是一個(gè)不為普通人熟知的神秘領(lǐng)域，應(yīng)用在其中的專用車輛種類繁多、功能各異。而Normet公司的Multimec多功能服務(wù)車系統(tǒng)獨(dú)具特色，充分發(fā)揮其模塊化設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)，成功引領(lǐng)行業(yè)新風(fēng)向。筆者將為您揭示該系統(tǒng)的過(guò)人之處。

地下工程是個(gè)什么樣子？大部分人對(duì)此并不了解。閉塞的地下空間、黑暗且隨時(shí)可能塌方的坑道、還有一群佝僂的身影——近些年黑煤礦的負(fù)面報(bào)道留給人們的便是這些不堪入目的印象。這也難怪，地下采礦和隧道建設(shè)這類工程對(duì)普通人來(lái)說(shuō)原本就是神秘的領(lǐng)域。但事實(shí)上，地下世界的工程復(fù)雜且先進(jìn)，機(jī)械化和自動(dòng)化程度很高，充滿了各種高科技元素，絲毫不遜色于地面世界。

地下專用汽車概覽

專用汽車在地下工程領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛，也必不可少。由于地下環(huán)境和作業(yè)方式的特殊性，其主要包含以下幾個(gè)特點(diǎn)。

一是功能種類繁多。地下工程細(xì)分的任務(wù)非常繁雜，包括地下工作場(chǎng)地的清理、資源和人員的運(yùn)輸、服務(wù)與維修、升降操作及頂升、炸藥安裝、鉆孔、混凝土攪拌和噴射、設(shè)備充電等，不勝枚舉，而這些任務(wù)都需要有相應(yīng)的設(shè)備配合完成。運(yùn)輸相關(guān)的任務(wù)自然離不開(kāi)專用運(yùn)輸車，即便是其他類型的操作（比如炸藥安裝等），如果也承載在專用車輛上，帶來(lái)的便利是顯而易見(jiàn)的，至少可移動(dòng)性對(duì)于需要頻繁轉(zhuǎn)移陣地的地下工程是必需的。世界上知名的地下工程設(shè)備廠商，如Sandvik、Caterpillar、Atlas Copco、Norrnet等均擁有種類豐富的地下專用汽車產(chǎn)品線，以適應(yīng)實(shí)際工程的需求（如圖1-4）。

二是體型低矮緊湊。地下世界的工作場(chǎng)地一般來(lái)說(shuō)空間比較局促，高度寬度上都沒(méi)有多少騰挪余地，所以地下專用汽車大多設(shè)計(jì)得很矮（如圖1-4），就像被壓扁了似的，車身長(zhǎng)度也不會(huì)很長(zhǎng)，這樣的體型有利于在狹小低矮的坑道里穿行。

三是更嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。采礦業(yè)一般采用柴油引擎，因其具有較高的輸出功率和機(jī)動(dòng)性，但在柴油引擎的排放中包含一些有害氣體以及柴油機(jī)顆粒物（DPM），對(duì)于相對(duì)封閉的地下空間容易造成健康問(wèn)題和安全隱患，因此地下礦業(yè)法規(guī)（比如美國(guó)的MSHA認(rèn)證）對(duì)排放成分限制非常嚴(yán)格，較之傳統(tǒng)的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)更為苛刻，所有地下車輛的排放都要經(jīng)過(guò)合乎認(rèn)證的處理，比如加裝凈化器。

四是完善的安全保障。地下工程往往面臨巖石掉落、隧道塌方等安全隱患，尤其是鉆探和爆破階段。地下專用汽車高度的機(jī)械化和自動(dòng)化使得操作人員避免直面最危險(xiǎn)的第一線，可待在防護(hù)完好的駕駛室內(nèi)操作或直接采用有線/無(wú)線遠(yuǎn)程遙控，大大提升了人員的安全保障。另外地下車輛的駕駛室大多帶有防落石和防滾翻系統(tǒng)（FOPS&ROPS），進(jìn)一步提高了人員防護(hù)能力。

Normet的多用途服務(wù)車系統(tǒng)

像Sandvik、Caterpillar這類主流廠商專注于設(shè)計(jì)生產(chǎn)高成本、高單位產(chǎn)能的專用車輛，在工作效率上可優(yōu)化到極致，但由于地下工程用車種類太多，專車專用的方式帶來(lái)的成本居高不下等問(wèn)題也不容忽視，于是涌現(xiàn)出不少新的設(shè)計(jì)理念，即在保證工作效率的同時(shí)，既可做到一車多用，又節(jié)省了成本，其中的典范便是Nolmet公司。

1.Normet公司簡(jiǎn)介

Normet是一家老牌的芬蘭企業(yè)，在地下礦山與隧道施工設(shè)備的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售等方面有著50多年的經(jīng)驗(yàn)，已成為市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)者之一，客戶遍布世界各地。

Normet為地下工程客戶提供了一系列工藝解決方案和產(chǎn)品，包括混凝土噴射與運(yùn)輸、炸藥裝藥、舉升與安裝、地下工程物流運(yùn)輸、撬毛等，同時(shí)也為這些工藝提供相應(yīng)的化學(xué)建材。其產(chǎn)品具有高度機(jī)械化和自動(dòng)化，可保障地下工作者在最嚴(yán)苛的地下采礦和掘進(jìn)階段的安全和身體健康，同時(shí)通過(guò)提高生產(chǎn)效率和優(yōu)化流程，為客戶節(jié)省大量的時(shí)間和金錢。

2.MuItimec系統(tǒng)概述

模塊化設(shè)計(jì)是Normet產(chǎn)品最顯著的特點(diǎn)，幾乎所有的產(chǎn)品線都構(gòu)建在模塊化平臺(tái)上，具有高度復(fù)用性，其中尤以Multimec系列產(chǎn)品最為典型。

Multimec多功能服務(wù)車系統(tǒng)是一種為地下采礦和隧道現(xiàn)場(chǎng)提供物流運(yùn)輸?shù)南到y(tǒng)，也是一個(gè)可滿足操作人員使用一臺(tái)設(shè)備完成多種作業(yè)的多功能服務(wù)車系統(tǒng)。該系統(tǒng)由多功能底盤(pán)和一系列不同用途的適配車廂組成（如圖5），無(wú)需進(jìn)行任何拆裝工作，便可通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)滑上，滑下車廂實(shí)現(xiàn)車廂的快速更換。這樣只需要一輛Multimec多功能底盤(pán)，配以各種用途的車廂，就可實(shí)現(xiàn)諸如人員、材料、柴油運(yùn)輸?shù)纫幌盗邪踩?、?jīng)濟(jì)的地下運(yùn)輸系統(tǒng)，不但節(jié)省了成本，也引入了全新的工作方式。

3.MuItimec多功能底盤(pán)

Normet目前發(fā)布有兩種型號(hào)的Mullimec多功能底盤(pán)——Multimec MF100（如圖6）和Multimec 6600（如圖7），這兩種底盤(pán)的最大載荷能力分別為10t和6t，兩者大同小異，能兼容大部分Multimec適配車廂。本文著重以MF100為例詳細(xì)介紹。

1.外觀特點(diǎn)

MF100多功能底盤(pán)的長(zhǎng)寬高為8 000 mmx2 000 mmx2 300 m/n（懸掛系統(tǒng)可提供上下100 mm的起伏，如圖9、10），有著地下車輛常見(jiàn)的低矮體型，底盤(pán)很低，最低處離地僅250 mm（如圖9），這有利于保持車身穩(wěn)定。

在傳統(tǒng)的卡車類型中，長(zhǎng)頭卡車的引擎位于駕駛室前部，駕駛員有較高的安全性，但視野有盲區(qū)；平頭卡車的引擎則被放置在駕駛室下部，視野好，車身長(zhǎng)度較短，但駕駛室高度變高。MFl00為了適應(yīng)地下的環(huán)境特點(diǎn)，把引擎等部件放置在駕駛室后方（如圖6、7），這樣既保證了車身的高度足夠低，又可以有著比較好的視野。當(dāng)然如此一來(lái)，車身的總長(zhǎng)度便不會(huì)太短，勢(shì)必會(huì)影響整車的轉(zhuǎn)向能力。MF100采用鉸鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)解決了這個(gè)問(wèn)題，車身分為前后兩個(gè)車架，兩者間利用鉸鏈連接，前后車架通過(guò)在鉸接處改變夾角來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向（如圖11），較之剛性車，該鉸鏈車能提供更大角度的回轉(zhuǎn)。

2.行駛系統(tǒng)

MFl00采用水冷式增壓的Deutz TCD 2013 L4引擎（120 kW），符合Tier 3排放標(biāo)準(zhǔn)，可提供清潔有效的動(dòng)力。滿載時(shí)在傾斜度為1：7的隧道里最大速度可達(dá)9km/h，水平隧道里的最大速度為25 km/h。

四輪驅(qū)動(dòng)方式可有效增強(qiáng)MF100的行駛能力，而完善的減震懸掛系統(tǒng)（前軸懸掛為選配）又可減小車輪傳遞給駕駛室和車廂的振動(dòng)，提高駕駛的安全性和舒適度。

3.駕駛室

MF100擁有敞開(kāi)式或密閉式的兩人座駕駛室（如題首圖和圖6），其中密閉式的駕駛室可有效隔絕外部的噪聲。由于配備了防落石和防翻滾系統(tǒng)（FOPS&ROPS），可確保駕駛員在隧道內(nèi)的行車安全。低矮的座艙設(shè)計(jì)并未降低其舒適度，寬大的車門(mén)易于人員進(jìn)出，前方和側(cè)面均擁有良好的視野，而空氣懸浮駕駛座椅更是為駕駛?cè)藛T提供如轎車般的舒適體驗(yàn)。

4.車廂裝卸裝置

底盤(pán)上最具特色的設(shè)計(jì)便是位于后車架的車廂裝卸裝置。其中用來(lái)承載車廂的是一個(gè)裝載平臺(tái)，在它底部四周有四根液壓油缸連接在后車架上，通過(guò)伸縮這四根液壓油缸的長(zhǎng)度可靈活調(diào)整平臺(tái)作出前傾、后仰、放低、拾高等動(dòng)作（如圖8、9），比起采用單一液壓油缸的自卸車的機(jī)制而言更要靈活得多，這使得裝載時(shí)車廂的擺放位置并沒(méi)有太多限制，即使堆疊起來(lái)也沒(méi)問(wèn)題（如圖24）。裝載平臺(tái)尾部裝有一個(gè)抓鉤（如圖9），可用來(lái)勾住適配車廂底座前部的槽口，而抓鉤與裝載平臺(tái)上的一根液壓油缸相連（如圖10），只要收縮這根液壓油缸，就可帶動(dòng)抓鉤向平臺(tái)前部移動(dòng)，從而拉著適配車廂沿平臺(tái)兩側(cè)的導(dǎo)軌滑上裝載平臺(tái)。整個(gè)裝卸裝置簡(jiǎn)單可靠，無(wú)需額外輔助設(shè)備，裝卸過(guò)程可在短短一分鐘內(nèi)完成。

4 MuItimoc適配車廂

適配車廂也是Multimec系統(tǒng)的重要組成部分。Normet已經(jīng)提供了一系列可配合Multimec 6600和MFloo多功能底盤(pán)使用的適配車廂，用戶只要選購(gòu)不同的車廂，就可靈活組建和切換相應(yīng)功能的專用汽車，具有非常實(shí)用的擴(kuò)展性和成本優(yōu)勢(shì)。

1.車廂的技術(shù)特點(diǎn)

所有適配車廂的功能單元都構(gòu)建在相同規(guī)格的底座上，以方便其與多功能底盤(pán)對(duì)接。底座結(jié)構(gòu)其實(shí)很簡(jiǎn)單，在中間的支撐面的左右兩側(cè)下部各有一塊限位的擋板（如圖12-17），用來(lái)約束底座在多功能底盤(pán)滑軌上的移動(dòng)，底座的前部有一個(gè)槽口，底盤(pán)上的抓鉤便是勾住此處用來(lái)裝卸車廂的。車廂底座兩側(cè)的固定孔可以在車廂裝載到位后，和多功能底盤(pán)車架上的孔位用螺栓連接在一起，這樣兩者就可穩(wěn)固地融為一體。

從技術(shù)上講，任何第三方廠商均可以按照這一規(guī)格來(lái)設(shè)計(jì)自己的適配車廂以擴(kuò)展用途。

2.常用的適配車廂

這里列舉一些常用的適配車廂。

一是C300/C500混凝土攪拌罐，可提供混凝土運(yùn)輸和攪拌功能（如圖12），具有不同運(yùn)輸能力的C300和C500混凝土攪拌罐可分別搭配Multimec 6600和MF100底盤(pán)使用。Multimec多功能底盤(pán)可選配混凝土攪拌罐液壓系統(tǒng)，通過(guò)液壓軟管和混凝土攪拌罐相連，為其旋轉(zhuǎn)攪拌提供動(dòng)力，軟管連接均采用快拆接口，可快速拆裝。

二是C100材料車廂，可用于基本材料的井下運(yùn)輸（如圖13），與兩種多功能底盤(pán)均可適配（以下車廂均兼容兩種底盤(pán)，不再贅述）。其尾部擋板可拆，以便于材料的簡(jiǎn)易裝卸。

三是C125隨車吊車廂。它比材料車廂在前部多配備了一個(gè)起重能力為25 kN·m的液壓隨車吊（如圖14），適合重型材料的簡(jiǎn)易裝卸，隨車吊使用的液壓系統(tǒng)也通過(guò)快拆的液壓軟管與底盤(pán)對(duì)接。

四是C350柴油車廂，可用于地下柴油運(yùn)輸和相關(guān)設(shè)備的柴油補(bǔ)給（如圖15）。廂內(nèi)有一個(gè)隔間，裝有氣動(dòng)加油泵、軟管卷盤(pán)、以及加油管和加油槍。通過(guò)空氣軟管，可連接至礦山井下高壓風(fēng)管網(wǎng)，提供驅(qū)動(dòng)燃油泵的高壓風(fēng)。還可選裝液壓驅(qū)動(dòng)的空壓機(jī)用于驅(qū)動(dòng)燃油泵。

五是C350油料車廂，可用于地下油料運(yùn)輸和設(shè)備的柴油、液壓油、潤(rùn)滑油補(bǔ)給（如圖16）。油料車廂包含2個(gè)柴油箱和2個(gè)潤(rùn)滑油箱，每個(gè)油箱均配備氣動(dòng)潤(rùn)滑油/燃油泵，并帶有軟管卷盤(pán)和加油槍。該油料車廂還可標(biāo)配黃油加注系統(tǒng)。在車廂前部尚有空間用于放置黃油桶或廢油桶，或者選配液壓驅(qū)動(dòng)的空壓機(jī)，用于驅(qū)動(dòng)加油泵。

六是C162人員運(yùn)輸車廂，可用于井下人員輸送（如圖17），包括敞篷版本和帶頂蓬版本。車廂承載能力為16人，分別坐于車廂兩邊的座椅上。

除了上述這些車廂，Normet還發(fā)布了很多功能各異的適配車廂，比如自卸車廂、工作車間車廂、舉升平臺(tái)車廂等（如圖5中右上方3個(gè)小圖），未來(lái)還會(huì)不斷擴(kuò)展。

5.合體后的Multimec專用汽車

裝上適配車廂的多功能底盤(pán)看起來(lái)和一般的地下專用汽車并無(wú)多大區(qū)別（如題首圖、圖18-20），但其內(nèi)在蘊(yùn)含的設(shè)計(jì)思想已經(jīng)大不相同了，真正做到了一車多用。

6.裝載過(guò)程

一次完整的裝載過(guò)程有助于我們清晰理解Multimec系統(tǒng)的工作方式。

初始時(shí)，柴油車廂停放在地面上，空載的Multimec底盤(pán)調(diào)整后車架的液壓油缸使得裝載平臺(tái)向尾部?jī)A斜貼近地面，車身后退著慢慢靠近車廂；然后裝載平臺(tái)尾部的抓鉤插到車廂底座下方并勾住車廂的槽口（如圖21）；接著收縮裝載平臺(tái)上的液壓油缸同時(shí)倒退車身，這樣便使得柴油車廂被拉著滑上裝載平臺(tái)（如圖22）；隨著裝載平臺(tái)逐漸轉(zhuǎn)為水平，車廂也慢慢滑移到位（如圖23）；最后用螺栓固定住底盤(pán)和車廂的固定孔，裝載過(guò)程便大功告成。

卸載過(guò)程步驟完全相反，不再詳細(xì)描述。

7.全新工作模式

Multimec系統(tǒng)模塊化的設(shè)計(jì)不但帶來(lái)了經(jīng)濟(jì)上的好處，同時(shí)也引入了全新的工作模式。以從地面向地下運(yùn)輸原材料為例，如果使用傳統(tǒng)的一體式地下運(yùn)輸車，方案一是在地面上運(yùn)輸車先裝完材料，再直接開(kāi)入地下的目的地卸料；方案二是先通過(guò)其他途徑（如豎井）把原材料運(yùn)到地下，再利用輔助設(shè)備把原材料轉(zhuǎn)移到運(yùn)輸車上，然后通過(guò)地下轉(zhuǎn)運(yùn)到達(dá)目的地。而如果使用Mullimec運(yùn)輸系統(tǒng)，則可以有第三種方案，即在地面上先把原材料裝進(jìn)若干個(gè)材料車廂，然后把車廂堆疊起來(lái)并通過(guò)豎井運(yùn)輸?shù)降叵拢蟊阌蒑ultimec多功能底盤(pán)一個(gè)個(gè)地裝載堆疊的車廂運(yùn)到目的地（如圖24）。方案三帶來(lái)的好處顯而易見(jiàn)，把原材料集裝化、運(yùn)輸單元標(biāo)準(zhǔn)化，便會(huì)給材料的中間轉(zhuǎn)運(yùn)和裝卸環(huán)節(jié)帶來(lái)極大的便利，有效提高生產(chǎn)效率，這其實(shí)和集裝箱運(yùn)輸有著很多相似之處。

結(jié)語(yǔ)

Multimec多功能服務(wù)車系統(tǒng)向我們展示了模塊化技術(shù)運(yùn)用在地下物流所帶來(lái)的種種好處，不單單是一車多用，與此同時(shí)還帶來(lái)了工作方式的創(chuàng)新。相信在不久的將來(lái)，Normet還會(huì)不斷地帶給我們更多的驚喜。