防爆膠輪車(chē)溜車(chē)原因分析及應(yīng)對(duì)措施研究

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）

引言

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。

1 膠輪車(chē)駐車(chē)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

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)。

2 膠輪車(chē)溜車(chē)原因分析

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。

3 膠輪車(chē)溜車(chē)問(wèn)題解決措施

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]。

4 結(jié)語(yǔ)

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。