鄭利本

（中煤科工集團(tuán)南京設(shè)計(jì)研究院有限公司，江蘇 南京 210031）

引言

液壓支架是綜采工作面主要設(shè)備之一，為了將液壓支架從地面運(yùn)輸至井下需要專用的運(yùn)輸小車，由于液壓支架質(zhì)量較大，普通礦用平板車不能滿足其運(yùn)輸要求，需要專用的重型平板車。

近幾年液壓支架重型平板車隨著液壓支架大型化的發(fā)展不斷改進(jìn)，原有的重型平板車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)難以滿足大型液壓支架運(yùn)輸?shù)男枰?，出現(xiàn)了規(guī)格、品種較多的軌道平板車，同時(shí)也出現(xiàn)了可以實(shí)現(xiàn)無軌運(yùn)輸?shù)哪z輪平板車。為了重型平板車能夠在煤礦中能夠更好的應(yīng)用，針對(duì)目前煤礦中液壓支架重型平板車的使用情況作以下綜合介紹。

1 平板車的種類

1）軌道平板車。車架是平板車的主要承載部件，在運(yùn)行過程中除承受液壓支架的重量外，還要承受震動(dòng)和牽引力，以及其他外部因素所造成的附加荷載；輪軸從結(jié)構(gòu)上可以分為開式輪軸和閉式輪軸；牽引裝置一般采用三環(huán)鏈，插銷固定，在保證強(qiáng)度滿足要求的前提下，還要求在使用過程中安全可靠，防止跳落[1]。

軌道平板車具有結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、堅(jiān)固耐用、維修方便等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)為了滿足提升容器或巷道斷面要求，可以很好地控制高度與質(zhì)量，在中小型礦井中應(yīng)用較為廣泛。由于采用軌道運(yùn)輸，在傾斜巷道和彎道運(yùn)輸時(shí)容易出現(xiàn)跑車、掉道、卡車等運(yùn)輸事故。

目前軌道平板車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)格包含600/900 mm軌距10、15、20、25及30 t。隨著大型液壓支架的出現(xiàn)，該標(biāo)準(zhǔn)中的平板車載重也難以滿足運(yùn)輸要求，仍然需要特殊設(shè)計(jì)（見表1）。

表1 平板車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中各種型號(hào)的額定載重質(zhì)量 t

2）膠輪平板車。隨著10.0 Mt/年以上等特大型礦井的出現(xiàn)，礦井的運(yùn)輸也與傳統(tǒng)發(fā)生了根本性的變化，不再采用傳統(tǒng)的軌道運(yùn)輸，在地面與井下都采用無軌膠輪車運(yùn)輸材料。在大型立井提升中，為了實(shí)現(xiàn)無軌化運(yùn)輸，也采用膠輪平板車運(yùn)輸液壓支架。平板車主要由車架、輪組和牽引裝置組成。

膠輪平板車與傳統(tǒng)的軌道平板車的主要區(qū)別是車輪為實(shí)心輪胎，不需要鋪設(shè)鋼軌。由于膠輪平板車未實(shí)現(xiàn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化，應(yīng)用中的是根據(jù)液壓支架及提升容器進(jìn)行的非標(biāo)設(shè)計(jì)。下頁圖1所示的類型是在內(nèi)蒙黃玉川礦井中使用的載重40 t的平板車，下頁圖2所示的類型是在內(nèi)蒙察哈素礦井中使用的載重50 t的平板車。

膠輪平板車由于不再采用鋼軌運(yùn)輸，不會(huì)出現(xiàn)掉道、卡車等運(yùn)輸事故；雙側(cè)浮動(dòng)橋式懸掛機(jī)構(gòu)，受力均勻，承載大；下部前后端設(shè)有導(dǎo)向定位裝置，能夠準(zhǔn)確進(jìn)入罐籠；牽引裝置采用可以快速連接的連接器，為關(guān)節(jié)軸承結(jié)構(gòu)，調(diào)整主車與拖車連接靈活性，結(jié)構(gòu)巧妙獨(dú)特，承載力大，連接穩(wěn)定可靠；壓配式實(shí)心輪胎，承載力大。但膠輪平板車比軌道平板車重量較大，尺寸也比軌道平板較高，這是在設(shè)計(jì)中需要進(jìn)一步改進(jìn)的方面。

圖2 50 t膠輪平板車

3）電動(dòng)平板車。卷筒供電電動(dòng)平板車，以電纜卷筒交流380 V供電，平板車運(yùn)行時(shí)電纜卷筒自動(dòng)將電纜卷起或放出，受卷線筒供電長度影響，一般最大運(yùn)行距離小于200 m；低壓軌道供電電動(dòng)平板車，以軌道滑觸線供電，由于不用電纜，故安全可靠、不怕燙，不怕砸，不妨礙交叉運(yùn)輸，易實(shí)現(xiàn)遙控和自動(dòng)化，給廠區(qū)運(yùn)輸布置以很大方便，但其軌道施工要求較高，須保證軌道絕緣，超過一定的運(yùn)行距離時(shí)軌道應(yīng)加銅排補(bǔ)償線；蓄電池電動(dòng)平板車，以蓄電池供電。蓄電池給直流牽引電機(jī)提供電力，直流電機(jī)拖動(dòng)平板車運(yùn)行。

以上三種類型的電動(dòng)平板車產(chǎn)品已經(jīng)系列化，基本能滿足各種載重量的要求。目前蓄電池電動(dòng)平板車在煤礦及煤機(jī)廠車間應(yīng)用較多，主要運(yùn)輸液壓支架等綜采設(shè)備，但由于井下防爆要求較高的原因尚不能在井下使用，使用空間有待進(jìn)一步拓展。

2 設(shè)計(jì)要求

1）外形尺寸在滿足運(yùn)輸液壓支架的基礎(chǔ)上，應(yīng)盡量設(shè)計(jì)的緊湊，降低平板車的高度，這樣可以占據(jù)較小的空間，減小立井提升容器的高度和巷道的斷面尺寸[2]。

2）盡量減小平板車的自重。不但可以節(jié)約制造材料，而且可以在運(yùn)輸過程中增加有效的運(yùn)輸重量，這一點(diǎn)對(duì)立井提升容器尤為重要。

3）平板車在軌道上運(yùn)行時(shí)，除了承受液壓支架重量及牽引拉力等固定負(fù)荷外，還會(huì)受到由于車輪行經(jīng)鋼軌接頭、道岔產(chǎn)生的震動(dòng)和搖動(dòng)，因此平板車必須具有高度的堅(jiān)固性和剛性，以保證在使用過程中不會(huì)受到破壞或變形。

4）平板車應(yīng)具有優(yōu)良的運(yùn)轉(zhuǎn)性能，連接器必須操作方便、簡單可靠。能適應(yīng)較小的彎道平曲線和豎曲線半徑，在運(yùn)行過程中不要發(fā)生掉道、抬車等情況。

5）應(yīng)盡量減小平板車的運(yùn)行阻力，采用合理的輪軸結(jié)構(gòu)，保證輪軸密封性能的可靠性。

6）平板車需要具有較大的穩(wěn)定性。一般可以盡量降低重心、增大軌距或軸距，

3 結(jié)語

目前在我國煤礦使用的液壓支架重型平板車雖然能滿足運(yùn)輸?shù)幕疽螅l(fā)展較為緩慢。軌道平板車與膠輪平板車仍然需要外部牽引，膠輪平板車還需要專門的拖車牽引，設(shè)備投資較高，電動(dòng)平板車雖然可以實(shí)現(xiàn)自行駛，但尚未能實(shí)現(xiàn)井下運(yùn)輸。

軌道平板車現(xiàn)有的重型平板車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)需要及時(shí)修訂以滿足大型液壓支架的要求；隨著大型礦井膠輪平板車的應(yīng)用，也需要編制相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；需要不斷改進(jìn)、創(chuàng)新重型平板車的設(shè)計(jì)，不僅在尺寸和重量上能滿足運(yùn)輸大噸位液壓支架的要求，而且具有機(jī)動(dòng)靈活、自行駛、高穩(wěn)定性、高通過性等性能，是一種可以在地面與井下都可以使用的自動(dòng)化程度較高的機(jī)、電、液一體化的先進(jìn)設(shè)備。

[1]王志勇,夏琴芬.煤礦專用設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算[M].北京:煤炭工業(yè)出版社,1984.

[2]胡美紅,宓德廣,孫健霞,等.液壓支架重型平板車的設(shè)計(jì)計(jì)算[J].煤礦機(jī)械,2009,30(6):1-3.