高有澤
(山西西山煤電股份有限公司鎮(zhèn)城底礦, 山西 太原 030203)
隨著礦井采掘范圍以及開(kāi)采深度的增加,從地面到作業(yè)點(diǎn)距離不斷增大,作業(yè)人員若采用步行方式從地面至井下的耗時(shí)在2 h 以上,不僅制約生產(chǎn)效率而且浪費(fèi)大量工作時(shí)間。為此,礦井采用單軌吊、架空乘人裝置以及膠輪車(chē)等多種輔助運(yùn)輸方式,提高人員、材料等運(yùn)輸效率。膠輪車(chē)憑借運(yùn)輸效率高、使用方便等優(yōu)勢(shì)在煤礦井下應(yīng)用逐漸廣泛?,F(xiàn)場(chǎng)使用過(guò)程中,受多方面因素制約,膠輪車(chē)出現(xiàn)一定程度的溜車(chē)現(xiàn)象,雖未出現(xiàn)人員傷亡,但存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。為避免膠輪車(chē)使用過(guò)程中出現(xiàn)安全事故,需對(duì)膠輪車(chē)出現(xiàn)溜車(chē)原因進(jìn)行分析并針對(duì)性地提出應(yīng)對(duì)措施,以便更好地促進(jìn)礦井生產(chǎn)工作開(kāi)展。
膠輪車(chē)駐車(chē)系統(tǒng)是確保膠輪車(chē)穩(wěn)定的主要措施,膠輪車(chē)駐車(chē)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由駐車(chē)制動(dòng)閥、液壓泵、蓄能器、溢流閥、管路以及駐車(chē)制動(dòng)器等構(gòu)成,具體結(jié)構(gòu)組成如圖1 所示。駐車(chē)系統(tǒng)動(dòng)力來(lái)源于液壓泵(柴油機(jī)帶動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)),液壓油存儲(chǔ)在蓄能器中并通過(guò)液壓泵提供一定能量,系統(tǒng)工作壓力通過(guò)溢流閥調(diào)整確定。駐車(chē)制動(dòng)閥工作狀態(tài)分別為釋放位(膠輪車(chē)正常行走)、停車(chē)位(膠輪車(chē)駐車(chē)),在駐車(chē)制動(dòng)閥上集成有減壓閥,可實(shí)現(xiàn)制動(dòng)壓力釋放。駐車(chē)制動(dòng)器為安全型濕式主動(dòng)器(液壓釋放、彈簧制動(dòng)),可確保膠輪車(chē)承受1.5 倍額定工作載荷且在規(guī)定最大坡度斜坡上保持制動(dòng),不出現(xiàn)溜車(chē)情況[1-3]。
圖1 膠輪車(chē)駐車(chē)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
當(dāng)駐車(chē)系統(tǒng)制動(dòng)閥處于停車(chē)位時(shí),系統(tǒng)內(nèi)液壓油通過(guò)制動(dòng)閥T 出口回流至液壓油箱;當(dāng)車(chē)輛處于形式狀態(tài)時(shí),駐車(chē)系統(tǒng)制動(dòng)閥處于釋放位,系統(tǒng)內(nèi)液壓油進(jìn)入到制動(dòng)器,壓縮彈簧,從而接觸膠輪車(chē)制動(dòng)。
通過(guò)對(duì)膠輪車(chē)駐車(chē)系統(tǒng)及管線布置分析,并結(jié)合井下膠輪車(chē)現(xiàn)場(chǎng)使用情況,將膠輪車(chē)出現(xiàn)溜車(chē)原因歸結(jié)為以下幾點(diǎn):
1)膠輪車(chē)駐車(chē)制動(dòng)力不足。由于煤礦井下環(huán)境復(fù)雜,巷道難以避免會(huì)有起伏、坡度等,當(dāng)膠輪車(chē)駐車(chē)系統(tǒng)制動(dòng)器制動(dòng)力不足時(shí),膠輪車(chē)在較大坡度巷道上駐車(chē)容易出現(xiàn)溜車(chē)問(wèn)題。為此,需要對(duì)井下使用的膠輪車(chē)制動(dòng)器進(jìn)行分析,確保制動(dòng)器具備較大的安全富裕系數(shù)。
2)駐車(chē)系統(tǒng)回油滯后。膠輪車(chē)駐車(chē)系統(tǒng)工作時(shí),即制動(dòng)閥處于停車(chē)位狀態(tài),制動(dòng)器內(nèi)的液壓油回油滯后時(shí)會(huì)出現(xiàn)駐車(chē)不及時(shí),引發(fā)溜車(chē);特別是膠輪車(chē)處于一定坡度的斜巷內(nèi)時(shí),更容易出現(xiàn)溜車(chē)現(xiàn)象。具體導(dǎo)致駐車(chē)系統(tǒng)液壓油回油滯后的因素包括、駐車(chē)系統(tǒng)液壓油管路阻力過(guò)大、制動(dòng)器內(nèi)的彈簧復(fù)位力偏小、制動(dòng)閥通流流量過(guò)小。
3)制動(dòng)器內(nèi)摩擦片磨損嚴(yán)重且未能及時(shí)更換,從而導(dǎo)致摩擦片工作效率降低,制動(dòng)效果弱化;液壓系統(tǒng)泄漏時(shí),導(dǎo)致制動(dòng)系統(tǒng)無(wú)力,制動(dòng)器無(wú)法高效工作。
4)工作人員操作失誤。駕駛員下車(chē)后,未及時(shí)對(duì)膠輪車(chē)進(jìn)行制動(dòng),駐車(chē)系統(tǒng)制動(dòng)閥仍處于釋放位,當(dāng)膠輪車(chē)處于坡度較小或者無(wú)坡度巷道內(nèi)時(shí),雖然未制動(dòng)膠輪車(chē)在地面摩擦力作用下不容易溜車(chē),但是處于有坡度巷道內(nèi)時(shí),則在膠輪車(chē)自身重力作用下極其容易引起溜車(chē)情況。
通過(guò)分析膠輪車(chē)溜車(chē)原因,從膠輪車(chē)駐車(chē)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、裝配以及司機(jī)操控等方面出發(fā),提出對(duì)應(yīng)的解決措施。
1)在對(duì)膠輪車(chē)駐車(chē)系統(tǒng)制動(dòng)器設(shè)計(jì)過(guò)程中,需要與膠輪車(chē)整體參數(shù)、現(xiàn)場(chǎng)使用環(huán)境等相匹配,確保制動(dòng)器有足夠的富裕系數(shù),從源頭上增強(qiáng)膠輪車(chē)制動(dòng)以及安全保障能力,確保制動(dòng)后膠輪車(chē)的制動(dòng)力,使得膠輪車(chē)在各種使用環(huán)境正常制動(dòng)后均不會(huì)出現(xiàn)溜車(chē)情況。
2)制動(dòng)器內(nèi)的彈簧選擇應(yīng)合適,彈簧復(fù)位力應(yīng)與制動(dòng)系統(tǒng)相匹配;為降低液壓油流動(dòng)時(shí)阻力,在滿足要求的同時(shí)選用的制動(dòng)閥應(yīng)有較大通流量;駐車(chē)系統(tǒng)液壓油管路管徑應(yīng)足夠大且盡量縮短,以便降低液壓油流動(dòng)時(shí)管路阻力以及壓力損失。
3)膠輪車(chē)應(yīng)按照規(guī)定對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行檢修、維護(hù),對(duì)膠輪車(chē)摩擦片等磨損情況進(jìn)行檢查,確保無(wú)失效。
4)強(qiáng)化膠輪車(chē)駕駛?cè)藛T培訓(xùn),駕駛員停車(chē)時(shí)必須駐車(chē)制動(dòng),確保膠輪車(chē)處于制動(dòng)狀態(tài);在駕駛室增設(shè)警示標(biāo)志,時(shí)刻提醒駕駛?cè)藛T注意事項(xiàng)。
5)在膠輪車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)上增設(shè)安全保護(hù)裝置,具體裝置布置如圖2 所示。在原有的駐車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)上增設(shè)換向閥,該換向閥工作狀態(tài)與車(chē)門(mén)開(kāi)合狀態(tài)密切相關(guān),當(dāng)膠輪車(chē)駕駛室門(mén)開(kāi)啟后駐車(chē)系統(tǒng)未正常工作時(shí),則通過(guò)增設(shè)的安全保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)車(chē)輛制動(dòng),從而防止膠輪車(chē)出現(xiàn)溜車(chē)情況??傊?,即結(jié)合冗余原則,在膠輪車(chē)原有制動(dòng)系統(tǒng)上增設(shè)安全保護(hù)裝置,并與膠輪車(chē)車(chē)門(mén)閉鎖聯(lián)動(dòng),駕駛室門(mén)開(kāi)啟后即實(shí)現(xiàn)駐車(chē)。
圖2 駐車(chē)系統(tǒng)安全保護(hù)裝置布置示意圖
在膠輪車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)上增設(shè)安全保護(hù)裝置,車(chē)載空壓機(jī)為安全保護(hù)裝置動(dòng)力源,安全保護(hù)裝置門(mén)閉鎖閥實(shí)現(xiàn)與車(chē)門(mén)閉鎖;當(dāng)膠輪車(chē)車(chē)門(mén)關(guān)閉后,氣控?fù)Q向閥向壓縮氣體導(dǎo)向制動(dòng)系統(tǒng)內(nèi),液壓油在氣流、液壓作用下進(jìn)入到制動(dòng)器,壓縮彈簧并解除制動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)膠輪車(chē)正常行駛;車(chē)門(mén)開(kāi)啟后氣源被門(mén)閉鎖閥封閉,氣控?fù)Q向閥向壓縮氣體直接排放至空氣,彈簧彈起確保膠輪車(chē)處于制動(dòng)狀態(tài)[4-7]。
本文對(duì)膠輪車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及運(yùn)行原理等進(jìn)行分析,并從制動(dòng)系統(tǒng)安全系數(shù)、制動(dòng)器內(nèi)摩擦片磨損、液壓油回油以及駕駛員控制等方面出發(fā),對(duì)導(dǎo)致膠輪車(chē)溜車(chē)的原因進(jìn)行分析。依據(jù)煤礦井下膠輪車(chē)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)際情況,并結(jié)合膠輪車(chē)溜車(chē)原因,提出具體的防溜車(chē)技術(shù)措施,包括有膠輪車(chē)制定系統(tǒng)應(yīng)有足夠富裕量,強(qiáng)化設(shè)備檢修以及人員培訓(xùn),增設(shè)門(mén)鎖保護(hù)系統(tǒng)等。通過(guò)采取相關(guān)應(yīng)對(duì)措施后,膠輪車(chē)在井下復(fù)雜環(huán)境運(yùn)行中可有效避免溜車(chē)情況發(fā)生,從而在一定程度上提升礦井輔助運(yùn)輸安全保障能力。