無軌膠輪車課件

一、防爆無軌膠輪車簡介1第1頁/共36頁

早在20世紀50年代初,北美的金礦開始使用無軌膠輪車。1959年英國率先在煤礦井下使用防爆柴油機無軌膠輪車。到70年代初,美國煤礦也開始用它作為井下回采工作面煤炭、材料及人員的運輸設備。目前,世界許多先進采煤國家都大量生產(chǎn)和使用無軌膠輪車。無軌膠輪車性能可靠、運輸效率高,可保證礦井的高產(chǎn)高效及安全生產(chǎn),并獲得極佳的經(jīng)濟效益。

目前,我國煤礦井下輔助運輸狀況與先進采煤國家相比差距還很大,絕大多數(shù)煤礦的輔助運輸仍然采用小絞車、小蓄電池機車等多段分散落后的傳統(tǒng)運輸方式,存在著運行環(huán)節(jié)多、運行速度慢、效益低、事故多、占用人員和設備多及安全、機動性和適應性均較差等問題。因此,在90年代,國內(nèi)少數(shù)新建礦井已采用。如神東礦區(qū)對礦井實現(xiàn)了無軌膠輪車輔助運輸;山東兗礦集團有限公司濟寧三礦將原有軌道運輸改造為無軌膠輪車運輸;山西潞安礦業(yè)集團公司也采用了無軌膠輪車作為輔助運輸設備2第2頁/共36頁1、無軌膠輪車的特點3第3頁/共36頁

1)可實現(xiàn)一次裝載后從地面直到采區(qū)工作面或從緩坡斜井口至掘進迎頭或采區(qū)工作面不經(jīng)轉(zhuǎn)載的直達運輸,運速快、運輸能力大,從而可大量節(jié)省輔助運輸人員和提高運輸效率。據(jù)國內(nèi)采用傳統(tǒng)輔助運輸?shù)拇笾行兔旱V統(tǒng)計,輔助運輸人員占井下工人總數(shù)1/3以上,有的甚至達50%,綜采礦井每采百萬噸煤輔助運輸用工800~1

200個;而采用無軌膠輪車運輸?shù)纳駯|公司大柳塔礦全礦365人,其中輔助運輸隊在冊人員不足40人,還包括地面小車司機,2000年生產(chǎn)原煤920157萬t,全員工效達92133t/工,2001年全員工效114122

t/工。車型多,應用范圍廣,可實現(xiàn)一機多用,并可集鏟裝、運輸和卸載功能于一體。綜采工作面設備搬遷時

,

可自裝自卸

,

做到拆除、鏟裝、運輸、卸載和調(diào)整就位一機完成,既減輕了工人的勞動強度,又大幅度提高了生產(chǎn)效率和安全性。綜采工作面搬家,用傳統(tǒng)的運輸方式,拆、運、裝,需要40~

60

d;而采用無軌支架搬運車僅需1~

2周時間,甚至更短,而且所需人員少得多。爬坡能力強。最大重載下可爬坡

14

度

,

完全可以滿足在水平煤層與近水平煤層中使用。4第4頁/共36頁4)

載重能力大。支架搬運車可整體運輸液壓支架這種5第5頁/共36頁大型設備

, WC35E

型支架搬運車

運輸能力可達

67 t

,

而WC50E型支架搬運車更是可達85t。輕型車可運輸材料及人員,一車最多可運10人;也可載運3t物料或矸石,在20

s內(nèi)完成自卸作業(yè)。運輸成本低

,

從而降低了噸煤成本。傳統(tǒng)的輔助運輸系統(tǒng)運營費用約占噸煤成本的15%

~20%

,

為10~20

元;

而無軌膠輪車在大柳塔礦使用噸煤運輸費用僅1元,大大低于傳統(tǒng)的輔助運輸型式。巷道布置簡單只需對底板硬化,無需架線,不受軌道限制,不需要太多的輔助設施,可以將輔助運輸從地軌、絞車等有軌系統(tǒng)中徹底解放出來。3應用前景6第6頁/共36頁

無軌膠輪車的應用不僅極大地提高了礦井的生產(chǎn)能力和運輸效率,而且也為安全生產(chǎn)提供了保障。首先,無軌膠輪化運輸大大降低了工人的勞動強度,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,簡化了輔助運輸環(huán)節(jié),減少了事故點。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,6

000余噸重的整套綜采設備,通過支架搬運車、多功能鏟車的綜合配套高效裝運,從設備的回撤、運輸、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。2、國產(chǎn)化狀況7第7頁/共36頁

隨著我國煤礦綜采綜掘發(fā)展的需要,從國外引進了一些無軌膠輪車,使用后取得了顯著的經(jīng)濟效益。但長期使用國外的引進設備,存在著設備購置費用昂貴、使用成本高、且常因國外配件供貨周期較長而造成停運等一系列問題

,

嚴重影響著生產(chǎn)的正常進行。這就促使我國加速自行研制無軌膠輪車的進程

,

從而盡快改變我國煤礦輔助運輸?shù)谋粍印⒙浜缶置?。我國已從上世紀

80

年代中期開始研制柴油機無軌膠輪車

,

但進展不大。如河北煤研所等單位研制了

DZY16

防爆低污染支架搬運車和WY

-20

型無軌膠輪車等機型,

但并未得到推廣應用。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。1997 年, 煤炭科學研究總院太原分院著手膠輪車的國產(chǎn)化研制, 先后研制成功了5 種膠輪車,為國內(nèi)有使用條件的礦區(qū)提供了10 臺膠輪車, 為我國無軌膠輪車的研究奠定了基礎, 起到了替代進口車的重要作用。近年來,我國研制的運人和載重膠輪車已有多個品種,目前正在向系列化方向發(fā)展,但還遠遠不能滿足煤礦井下輔助運輸?shù)男枰?應加快國產(chǎn)化進程。以便更好地全面滿足我國煤礦井下輔助輸送機械化建設的需要。8第8頁/共36頁二、防爆膠輪車總體構(gòu)造9第9頁/共36頁

它的主要組成部分：動力系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向制動系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、底盤、車架、車身等。

發(fā)動機它一般由曲柄連桿機構(gòu)、配氣機構(gòu)、供給系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)和啟動系統(tǒng)。三

、

發(fā)動機的進排氣系統(tǒng)10第10頁/共36頁

我國的防爆規(guī)程規(guī)定:防爆柴油機任一部位表面溫度不得超過150℃;柴油機最終排氣溫度不得超過

70

℃

;

任何通氣部位不得有明火噴出。防爆柴油機的進氣、排氣系統(tǒng)冷卻處理裝置的作用就是要使柴油機符合上述指標并消除煙塵。

1

防爆發(fā)動機的結(jié)構(gòu)設計

防爆發(fā)動機的進氣、排氣系統(tǒng)原理簡圖見圖1。圖1

防爆發(fā)動機的進氣、排氣系統(tǒng)原理簡圖能穩(wěn)定、效率高。11第11頁/共36頁在主機的進氣口上通過空氣濾清器和進氣箱,將外界的空氣供給柴油機使用

,

徹底濾除了煤礦環(huán)境中的粉塵

;

在主機的排氣口處廢氣處理箱內(nèi)放置有水

,

廢氣通過水再排出

,

高溫廢氣及廢氣中存在的火星通過廢氣處理箱內(nèi)的水進行降溫并將火星熄滅。對柴油機排出的廢氣進行處理后再排出,

能夠在井下含瓦斯的環(huán)境中從根本上起到防爆作用。該防爆發(fā)動機具有以下優(yōu)點:1設計起點高,防爆及措施安全可靠；2

結(jié)構(gòu)簡單,安裝維護方便;3

性2

防爆發(fā)動機主要部件的結(jié)構(gòu)及作用12第12頁/共36頁

2.1

掃氣泵

對進氣、排氣系統(tǒng)主要部件的改造和供油量的調(diào)整可以改善發(fā)動機的動力性能和尾氣的排放性能,但是這種改造始終無法擺脫其改造后柴油機進氣、排氣系統(tǒng)的阻力大于原柴油機的進氣、排氣系統(tǒng)的阻力,也就是無法接近或達到原柴油機的性能,因此可利用強制進氣來代替自然吸氣的形式。在自然吸氣式柴油機上增加一臺掃氣泵,這樣就可以用掃氣泵給新鮮空氣提供動力以克服進氣道、進氣柵欄所產(chǎn)生的阻力,使進氣管內(nèi)新鮮氣體的壓力大于排氣后期氣缸內(nèi)廢氣的壓力,將氣缸內(nèi)的廢氣充分排出氣缸,改善燃燒室的燃燒情況,改善原發(fā)動機的動力性和尾氣排放性能。而且能夠完全達到柴油機排放指標。2.2

防爆柵欄13第13頁/共36頁選用疊片式防爆柵欄,用于熄滅火星等。其總厚度大于50

mm、疊片厚度約1.5mm、疊片間間隙小于0.5

mm,材料為不銹鋼。防爆柵欄的原理防爆柵欄是一組平行夾縫裝置，它屬于阻火器的一種，它的原理是依賴于火焰在狹縫中傳播時熄滅現(xiàn)象的研究。火焰以速度V在狹縫或狹小的通道中傳播時，如果狹縫的間距或管道的直徑足夠小，那么火焰在其中傳播一定距離就回自動熄滅，稱為淬息三種防爆柵欄1短方管防爆柵欄長20mm間隙0.5mm14第14頁/共36頁2長方防爆柵欄

長50mm

間隙0.5mm15第15頁/共36頁3波紋板防爆柵欄16第16頁/共36頁2.3

廢氣處理系統(tǒng)17第17頁/共36頁

廢氣處理系統(tǒng)由水夾層波紋管、廢氣處理箱及補水箱組成。

水夾層排氣波紋管將柴油機排出的廢氣引入廢氣處理箱，其水夾層可起到降低排氣溫堆及保證排氣管表面溫度150℃的作用，水夾層波紋管同時對廢棄箱的安裝誤差進行補償。

廢氣處理箱用來冷卻廢氣、消除塵埃和其他固體粒子、熄滅火星、溶解廢氣中的部分醛類和氮氧化物物質(zhì),其構(gòu)造包括水位計、自動補水閥、浮球、處理箱、補水箱等。發(fā)動機燃燒產(chǎn)生的尾氣進入水夾套包容的尾氣入口和膨脹節(jié)內(nèi),經(jīng)水夾套中的冷卻水冷卻降溫,在膨脹節(jié)內(nèi)擴容緩速消除噪聲,再經(jīng)垂直煙道進入浴水中,經(jīng)導流板的作用均勻進入箱體中,經(jīng)洗滌進一步降溫、滅火星、除碳塵雜質(zhì)和有害物質(zhì)于浴水中,再經(jīng)阻煙網(wǎng)板降壓、減速而從排氣箱經(jīng)過防爆柵欄排出。3

小結(jié)18第18頁/共36頁

本節(jié)對發(fā)動機的進氣、排氣系統(tǒng)進行了防爆技術介紹,此項技術可以使防爆柴油機具有良好的防爆性能和廢氣凈化性能。

煤礦井下巷道中會積存不同程度的瓦斯、煤塵等易燃易爆物質(zhì)，當防爆無軌膠輪車(簡稱車輛)井下運行時，其動力系統(tǒng)——防爆柴油機本身會產(chǎn)生諸如高溫和火花等危險因素，有可能引燃這些危險氣體和物質(zhì)，導致爆炸。

因此，為了提高車輛運行的安全性，使其在遇到危險情況時，及時預警，并在不受人為主觀因素的影響下，能在事故發(fā)生之前自主采取措施停止發(fā)動機運轉(zhuǎn)，就必須給車輛配備必要的安全保護裝置，來降低事故的發(fā)生率，保證煤礦運輸?shù)陌踩?。四車載監(jiān)控19第19頁/共36頁

1工作原理

通過設置傳感器對注入流量和試驗流量的監(jiān)控，把信號傳給CPU進行分析處理，然后CPU再傳給控制器做出合理停機等。需要利用傳感器或儀表進行監(jiān)測及采集的物理量有：系統(tǒng)壓力，試驗流量，注人流量，試驗濾材壓差，試驗油溫，顆粒計數(shù)器計數(shù)數(shù)據(jù)。電控系統(tǒng)的操作界面可采用多次通過試驗系統(tǒng)原理圖進行顯示，這樣各個位置的數(shù)據(jù)非常直觀，如在泵出口壓力表符號處顯示泵出口壓力值，試驗濾器上下游處均可表示出實時的顆粒污染物濃度，以及過濾比、壓差等，流量計處顯示流量，試驗容器可以顯示油液的液面高度和溫度。2傳感器20第20頁/共36頁

保護裝置就其工作介質(zhì)而言可以分為氣壓(液壓)式和電氣式兩種。兩種保護裝置工作原理的共性都是利用設置在發(fā)動機各個警戒點(表1)的溫度和壓力傳感器來時時檢測柴油機工作情況，一旦發(fā)現(xiàn)有表中所列非正常情況出現(xiàn)，保護裝置就會自動驅(qū)動氣缸(或液壓缸)來切斷柴油機進氣和燃油通道，從而實現(xiàn)發(fā)動機自動熄火，達到安全保護發(fā)動機，進而消除安全隱患的目的。傳感器用途保護熱電阻柴油機表面溫度保護150℃熱電阻冷卻水溫度保護95℃熱電阻排氣溫度保護70℃壓力開關機油壓力保護O．15

MPa水位傳感器補水箱最低水位保護最低水位速度傳感器柴油機最高轉(zhuǎn)速保護2500

r/min甲烷傳感器甲烷濃度超標保護0—4％21第21頁/共36頁表1安全保護情況3控制原理22第22頁/共36頁

其核心部件就是利用單片機原理制成的集檢測、顯示、報警和保護控制為一體、高度集成的裝置主機。其工作原理(圖2)是利用由保護主機和壓力、位置、速度以及甲烷等傳感器組成的保護裝置。當裝置通電后，主機中的微型計算機通過溫度傳感器及其他傳感器對溫度壓力、水位和轉(zhuǎn)速等參數(shù)進行采樣和運算，處理結(jié)果送顯示電路進行顯示，同時與設定值進行比較。如果某一路的檢測參數(shù)超過設定值，則保護裝置發(fā)出聲光報警，并經(jīng)過一定的延時后(甲烷濃度超標時，不延時立即報警)輸出控制信號，驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)工作，使柴油機停止工作。安全保護裝置23第23頁/共36頁這種保護的優(yōu)點在于全部涵蓋了國家安標辦要求的各項柴油機保護項目，由于增加了反饋電路，所以誤差率大大降低，保護

準確及時到位。同時，由于采用了液晶顯示屏，極大的方便了駕

駛員和維修人員及時判斷保護原因，大大降低了勞動強度。另外

由于功能高度集成在一個箱體內(nèi)，使得裝置安裝靈活，位置節(jié)省，接線簡單，使用維護方便。4結(jié)論裝備這兩種形式保護裝置的膠輪車經(jīng)過在許多煤礦的大量應用，電氣保護形式相比其他保護形式表現(xiàn)出了很好的優(yōu)越性，反映出了今后膠輪車保護裝置的發(fā)展趨勢。當然也有一些不足和缺點，主要是由于無法準確選擇定位警戒點，致使柴油機的保護不能在正確的時刻起作用，導致頻繁關機。影響了車輛的正常工作。這些都需要通過今后的研究工作加以解決。24第24頁/共36頁防爆柴油機無軌膠輪車的安全使用2023/10/225第25頁/共36頁???（一）、一般要求1、膠輪車司機必須經(jīng)過技術培訓，考試合格，持證上崗。

2、膠輪車司機必須熟悉本設備的結(jié)構(gòu)、性能、參數(shù)及完好標準，并會進行一般性的檢查、維修、保養(yǎng)及故障處理。3、膠輪車司機必須熟悉各種車輛行使路線范圍、巷道參數(shù)、支護形式，掌握各種安全標志和信號的有關規(guī)定。4、膠輪車司機必須甲烷便攜儀；當瓦斯?jié)舛瘸瑯藭r，應立即熄火停機，查明原因；確保瓦斯?jié)舛炔怀蓿娇砷_車運行。5、膠輪車必須配齊消防裝置，并確保消防裝置安全、可靠。啟動前的檢查：1、外觀檢查：查看機殼、輪胎等有無損壞。2、消焰器清潔檢查，清理現(xiàn)有的消焰器或者更換消焰器。3、發(fā)動機油位檢查，用油尺查油位。如油位低，可補入合格的油到油尺標志位。4、通過高、低位可視窗檢查液壓油位。5、通過油尺檢查傳動齒輪箱油位。6、通過油量表檢查油箱油位。7、通過高、低位可視窗檢查機器冷卻水位；如需要，則加入清潔水到高位可視窗的中間位。8、清理空氣過濾器中積存的灰塵，必要時，則更換之。2023/10/226第26頁/共36頁（二）、機車操作2023/10/29、檢查瓦斯便攜儀和滅火器材是否完好有效。10、檢查啟動氣壓表的讀數(shù)應顯示為規(guī)定值，如果壓力低于此值，需要重新充壓。11、檢查輪胎和輪軸螺栓的緊固狀況。12、排氣柵欄間的積碳用高壓水將其沖洗干凈。13、打開電源總開關，全車充電，觀看電流表有無電流顯示。14、開啟膠輪車前必須檢查消防設備是否齊全、可靠。第27頁/共36頁27啟動后的檢查：2023/10/228第28頁/共36頁1、旋轉(zhuǎn)起動手柄起動柴油機，起動后三秒內(nèi)松開手柄，起動后應保持怠速運轉(zhuǎn)一段時間。2、將方向選擇手柄前推或后拉，檢查方向指示燈工作情況。3、檢查前進/后退操縱把手是否靈活可靠。4、觀察各油壓表顯示壓力是否符合規(guī)定。5、檢查各油溫表所示溫度是否符合規(guī)定。6、檢查喇叭是否靈敏完好。7、檢查工作制動閘及停車閘是否靈敏可靠。8、檢查機車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是否正常。9、通過目測、耳聽，檢查柴油機工作是否正常，如有不正常情況，做及時處理。10、檢查各系統(tǒng)有無滲漏、松動或異響。11、柴油機起動后應怠速預熱，使柴油機水溫達到55℃。確認機車無問題后方可準予進入運行狀態(tài)。2023/10/229第29頁/共36頁2023/10/2機車運行：1、拔出緊急按鈕，液壓系統(tǒng)開始工作2、起步時將高低油門閥換在低速位置，高低速換向閥打在低速位置（左側(cè)），要使車輛從低速起步。3、運行中操縱行車手柄進行前進或后退，來完成工作運輸。4、運行中需要制動時，將行車手柄回到中位，低速運行時，制動距離不大于2.5米，高速運行時除行車手柄回中位以外，要踩下工作制動踏板，進行輔助制動。5、車輛行駛過程中，應經(jīng)常注意儀表指示是否正常。柴油機水溫應保持80℃～96℃的范圍內(nèi)。6、行駛過程中應注意車輛各部件工作狀況，若發(fā)現(xiàn)不正常聲響，應及第時檢查和排除。30頁/共36頁30停車操作：2023/10/231第31頁/共36頁1、柴油機熄火前，應低速運轉(zhuǎn)2-3min，使柴油機均勻冷卻后再熄火。2．停放時，應按下緊急制動制動閥，確保駐車制動。（三）、安全注意事項1、車輛必須前有照明，后有尾燈。2、不得背對前進方向操作行使。2023/10/232第32頁