矿用防爆设备范文

矿用防爆设备范文（精选8篇）

矿用防爆设备 第1篇

双方分别介绍了自己的发展历程和业务范围后, 就促进检测认证机构之间的国际交流与合作、扩大检测认证机构市场、拓展业务范围和国际市场等内容进行了交流互动, 并对充分利用现有资源, 加强基础能力建设, 开展交流合作与国际互认, 提升专业化检测认证服务水平等工作达成初步共识。

欧陆检测专家实地考察了常州检验中心的本安实验室、隔爆实验室、例行实验室、通信实验室、监控实验室, 并认真听取了常州检验中心各检验所负责人关于实验能力的讲解和介绍。欧陆检测专家对常州检测中心的人员、设备配置、实验能力等都给予了充分肯定。

矿用防爆设备 第2篇

一、电气设备入井前检查：

1、入井使用的电气设备必须对隔爆结合面的粗糙度、间隙及接线引入装置等隔爆部位进行详细检查。隔爆性能必须符合防爆标准的要求，严禁失爆设备入井。

2、防爆电气设备入井前，应检查其“产品合格证”、“防爆合格证”、“煤矿矿用产品安全标志” 及安全性能。

3、必须填写入井设备检查记录，合格的设备方可签发入井合格证。

二、井下电气设备的检查：

1、防爆检查员在井下检查电气设备时，应与所在地区负责人或维护人员一起检查。

2、设备周围环境是否清洁，有无妨碍设备安全运行和检修的杂物。

3、是否有良好的通风散热条件，外壳有无缺损。

4、安装是否牢固可靠，有无歪斜及震动现象。

5、设备完好，符合防爆性能和要求，做到：

（1）电源电缆、控制线和信号线电缆接线规范，引出引入密封良好，不用的喇叭口应用档板封堵严密，无失爆现象；（2）有无异常声响、过热、异味；（3）控制部分、闭锁装置、信号显示是否正常、有效；（4）接地（接零）应规范、牢固、无锈蚀。

6、检查工作完毕后，填写检查卡片或检查记录。在检查中发现失爆或重大问题时，必须责令被检查单位当场处理，检查员在现场监督直至处理完后方可离去。

7、防爆检查员将检查结果及处理意见向主管人员汇报，并填写检查报告单，送交有关单位限期解决。

哈沙图煤矿

阻燃胶带、电缆检验制度

一、阻燃胶带检验制度

1、采用胶带输送机运输时，必须使用阻燃胶带。

2、采购胶带时，必须采购具有资质的专业胶带生产厂家生产的阻燃胶带，不准在市场上随意采购阻燃胶带，谨防采购假冒伪劣产品。

3、阻燃胶带入井前，必须取样经过具有资质的检验机构检验合格，并出具检验合格报告后方准入井使用。

二、电缆检验制度

1、凡用于井下的各类电缆，必须符合《煤矿安全规程》有关要求，必须有国家质量监督检验检疫总局核发的《工业产品生产许可证》、国家采煤机械质量检验中心核发的《产品检验合格证》、矿用产品安全标志办公室核发的《煤矿矿用产品安全标志》和生产厂的《出厂检验合格证》。

2、电缆连接装置必须采用具有《煤矿矿用产品安全标志》的产品。

矿用防爆设备 第3篇

煤矿井下运输货物主要采用轨道机车运输方式, 存在运输环节多、速度慢、占用设备和人员多、调度复杂、装卸货物麻烦等特点[1]。矿用防爆无轨胶轮车具有运输效率高、灵活机动性强、不受轨道限制等特点, 适合在平硐、斜井或低瓦斯体积分数矿井开采环境中应用。目前, 具备条件的煤矿井下辅助运输均以防爆无轨胶轮车取代轨道机车[1]。

防爆无轨胶轮车一般没有地面汽车上的传统电气仪表, 保留的仪表大多数是气压或液压驱动的指针式仪表, 且数量有限。防爆无轨胶轮车在故障情况下, 维护人员往往难以判断故障存在地方。早期的防爆无轨胶轮车气保护方式采用节点式气保护传感器, 气保护传感器监测的物理参数点是固定的, 当监测点的参数指标超过设定数值时, 通过相关执行机构切断防爆发动机进排气回路, 达到停车熄火目的。气保护传感器所监测的物理参数非常有限, 仅实现了MT/T 9892006《矿用防爆柴油机无轨胶轮车通用技术条件》 (以下称MT/T 9892006) 中规定的几个重要参数, 同时传感器故障点需要逐一排查, 无法实现人机交互、观察监测点物理参数变化预警过程。

为了掌握防爆无轨胶轮车系统如发动机、传动系统、液压系统等参数, 需要一整套数据采集装置自动采集防爆无轨胶轮车的电气参数。传统防爆无轨胶轮车的数据采集仅限于自动保护装置上规定的项目, 且采用集中式采集方式, 导致无法增减变送器。因此, 本文设计了一种矿用防爆无轨胶轮车数据采集装置, 提出了以总线节点形式互联数据采集装置内各变送器, 并给出了各类型数据采集方案。

1 防爆无轨胶轮车数据采集装置设计要求

1.1 相关行业标准分析

根据MT/T 9892006的要求, 防爆无轨胶轮车需装备自动保护装置。在该标准的4.3.6条中规定了单缸类防爆柴油机和多缸类防爆柴油机需要自动保护的项目。目前, 防爆无轨胶轮车装配的是4缸或6缸防爆柴油机, 单缸类柴油机基本没有使用。多缸类防爆柴油机自动保护项目包括:① 排气温度最高至70℃;② 最高表面温度至150℃;③ 冷却水位 (蒸发冷却) 低至设定最低水位或冷却水温度 (强制冷却) 最高至95 ℃或设计值;④ 冷却净化箱水位低至设定最低水位;⑤ 机油压力低于设定最低压力;⑥ 瓦斯体积分数达到1% (有煤 (岩) 与瓦斯突出矿井和瓦斯喷出区域中瓦斯体积分数达到0.5%) 。当监测参数具备上述其中一种情况时, 自动保护装置应能给出声光报警, 并在1min内使无轨胶轮车动力系统自动停止运转[2]。

在GB 20800.32008 《爆炸性环境用往复式内燃机防爆技术通则第3部分:存在甲烷和 (或) 可燃性粉尘的地下矿区巷道用Ⅰ类内燃机》中除了MT/T 9892006规定的6个自动保护项目外, 自动报警和停机装置的项目中还增加了空气压缩系统进排气口温度和压力、水基阻火器的水位、内燃机油温和液压油油温的自动监测等项目。当监测参数超标时, 自动报警和停机装置应能自动报警并同时使内燃机停机[3]。

1.2 采集数据类型

根据MT/T 9892006的强制要求和常用故障诊断分析数据需求, 防爆无轨胶轮车需要监测的数据可分为以下几种类型:

(1) 温度类型数据。发动机冷却水温度、表面温度、发动机进排气温度、燃油温度、液压油温度、前桥左右边轮制动温度、后桥左右边轮制动温度、变矩器温度。

(2) 液位类型数据。补水箱水位、水洗箱水位、燃油油位、液压油油位。

(3) 压力类型数据。机油压力、发动机进排气压力、桥制动压力、变速箱压力、变矩器压力、液压系统压力。

(4) 开关类型数据。发动机转速、行车速度、倒车状态、刹车状态识别。

2 防爆无轨胶轮车数据采集装置设计

2.1 数据采集变送器互联方式

采集数据类型涉及温度、液位、压力、开关共4种类型数据, 并不一定所有的车型全部采集上述监测参数, 也可以选择部分参数监测。这要求数据采集装置能够动态选择监测参数用的变送器, 即插即用, 动态添加和删除。

通常的电阻、电流、电压、开关等信号输出格式无法满足要求, 通过将电阻、电流、电压、开关信号转换成CAN总线方式连接各个监测变送器可解决上述问题。在协议制定时应充分考虑各个部件之间的独立性, 需优先占用总线时, 独立给出控制标志。通过CAN总线连接各个数据采集变送器, 使得装置中变送器数量可以动态增减, 方便其他变送器接入。

2.2 温度类型数据采集设计

防爆无轨胶轮车发动机表面温度、前后桥制动温度在工作状态下较高, 其中发动机表面温度报警点为150℃。传统的接触式集成温度传感器由于监测温度范围限制在-20~+125 ℃, 无法满足要求;红外非接触式温度监测方式无法满足具体安装要求;工业铂电阻由于其物理性能稳定、反应速度快、监测范围宽、电阻阻值与温度变化线性关系好, 广泛应用于工业现场[4]。

铂电阻元件属于精密元件, 温度每变化1℃, 电阻阻值变化0.37~0.39Ω, 允许通过铂电阻的电流非常小。通过电阻分压方法采集温度变化无法做到精确的温度测量, 一般通过惠更斯电桥平衡方法采集差分电压, 通过运算放大器放大微小变化, 在控制器中还需通过软件修正等手段来保证误差。温度采集原理如图1所示。

考虑到防爆无轨胶轮车应用现场环境湿度大、振动剧烈, 故采用螺纹方式安装温度传感器, 在接线上不可采用接插方式, 可将本质安全电缆与温度探头焊接一体以浇封方式引线。

2.3 液位类型数据采集设计

应用在防爆无轨胶轮车上的液位传感器主要用于监测水位和油位。胶轮车排放的气体经过废气处理箱水洗后, 在水洗箱形成油泥混合物质, 导致静压式、电容式、超声波式的液位传感器无法使用。因此, 通常使用连杆浮球式液位传感器来采集液面深度, 通过法兰盘固定方式使机械强度得到保证。

液位传感器采用梯形电路结构, 内部通过电阻和磁性开关阵列组合而成, 如图2所示, 可满足连续液位监测要求;对于开关量液位监测, 可通过减少内部电路结构, 仅在底部保留1 对电阻和磁性开关即可。

计算证明[5], 液位传感器内部电路器件R1与R参数满足式 (1) 时, 液位传感器监测液位分辨率达到最高。

式中:N为磁性开关个数。

2.4压力类型数据采集设计

压力传感器选型时需根据量程选择合适的范围。机油压力、进排气压力、变矩器压力的范围在1MPa以内;制动压力、液压系统压力的范围为20~30MPa。

目前, 防爆无轨胶轮车应用的压力传感器都是以变送器形式呈现, 当液体或气体作用于压力应变片时, 应变片晶体由于压电效应输出微弱的电压信号, 通过信号调理放大后, 输出标准的电压信号格式。压力信号采集原理如图3所示。

2.5 开关类型数据采集设计

开关类型数据主要来自发动机转速和车速传感器, 地面车辆上转速和车速传感器主要有磁电式和霍尔式2种。磁电式传感器根据转速快慢输出信号的幅度不同, 检测低速转速信号能力差;霍尔式传感器根据霍尔效应研制, 低速特性好, 输出信号经过整形滤波后为标准方波。因此, 防爆无轨胶轮车选用霍尔式传感器监测车速和发动机转速。开关信号采样原理如图4所示。

3 结语

根据矿用防爆无轨胶轮车行业标准要求和需采集数据类型, 设计了一种矿用防爆无轨胶轮车数据采集装置。装置内各个变送器都是独立的CAN总线上的节点, 变送器地址按照监测量的优先级编排, 数据发送速率和时间间隔可设定。目前, 该数据采集装置装配在10t防爆无轨胶轮车上, 现场使用情况良好, 运行稳定。

摘要：针对传统防爆无轨胶轮车数据采集有限、采集方式集中的问题, 设计了一种矿用防爆无轨胶轮车数据采集装置。介绍了相关行业标准中自动保护数据要求, 指出防爆无轨胶轮车应采集温度、液位、压力、频率4种类型数据;给出了采集数据所用传感器的选型思路和信号采集原理框图。应用结果表明, 该装置能够动态增减变送器数量、性能稳定、应用可靠。

关键词：防爆无轨胶轮车,数据类型,信号采集,动态增减

参考文献

[1]戴志晔.煤矿井下无轨胶轮车的现状及应用[J].煤炭科学技术, 2003, 31 (2) :21-24.

[2]MT/T 989—2006矿用防爆柴油机无轨胶轮车通用技术条件[S].

[3]GB 20800.3—2008爆炸性环境用往复式内燃机防爆技术通则第3部分:存在甲烷和 (或) 可燃性粉尘的地下矿区巷道用Ⅰ类内燃机[S].

[4]李飞.防爆柴油机车自动保护装置测温方法研究[J].工矿自动化, 2012, 38 (11) :81-83.

矿用防爆电磁流量计检定方法研究 第4篇

关键词：矿用,防爆,电磁流量计,检定方法

一、矿用防爆电磁流量计概述

矿用防爆电磁流量计具备无压力损失,无阻塞,节能效果明显,准确度高,承压能力强等优点,以唐山大方汇中仪表有限公司生产的LZD127型矿用隔爆兼本安型流量计为例,测量精度达到±0.5%,测量压力最高可达到10MPa(高压可定制),基本满足煤矿复杂情况。所以矿用防爆电磁流量计广泛应用于煤矿给排水系统,对煤矿水文监测和安全生产起着至关重要的作用。

二、检定原理

管径一定时,则截面积固定,流速就与流量(单位时间的体积)成正比关系。

当有流体通过流量计时,流量计测得感应电动势,通过对测得信号的放大、采集处理,得到一个与流速成正比的电压值,经过模拟—数字量转换,把电压值转换成计数值,所以计数值就是瞬时数据的反应[1]。

实践中我们发现,由于励磁线圈等硬件的偏差,当被测介质相对静止时,流量计所测得的瞬时数据(计数值)并不是为绝对的“0”,会有一个稍微的偏移,通常把此时的计数值称为零点值。

式(1)Q与标准流量QS与系数K值关系:Q=C-ZN*k

式中:

Q——测得流量;C——流量计实测计数值;Z——流量计所设置零点值;N——流量计换算的常数;K——流量计的系数;

三、提高精度的方法

3.1 分段计算法。由于矿用防爆型电磁流量计的测量范围非常广泛。例如常用型一般测量范围0.3m/s到10m/s。为了满足每个点的测量精度,可以引入一个分段系数,采用分段计算的运算方式。

式(2)分段计量系数与流量关系:Qf=Q*kf

kf—— 分段计量系数;Qf——分段计量后显示的流量值;

计量过程中,把整个流量范围给分解成若干个分段的范围,每个分段范围内都有一个对应的分段计量系数kf,以此来保证每个范围的精度。

当流量计经过式(3)计算出流量Q,对Q的值进行分析,根据已分的分段范围进行比对后对号入座,例如14.13m3/h到28.26m3/h为一个分段范围,此范围的分段系数kfn=1.012,有一个瞬时流量计测得的流量为 Q=10.00m3/h,此流量在上述分段范围内,则最后的显示流量为Qf=Q*kfn=10.12m3/h。由此可知,在检定过程中,可以校准设定每个范围的分段计量系数,从而保证了更加准确的计量。

3.2 微调零点法。流量计检定时,静态零点值只是在开始时校正后设定,在后来的检定过程中,默认零点值就是标准值,但实际上,每次设置的零点的偏移量会有稍微的变化。所以在先确定零点的检定方法中,会存在设置的零点值与实际零点值有偏差,有一种方法是微调零点法,微调零点是通过计算和微调让设置的零点值更加接近于实际零点值[2]。

由式(1)可知,计数值一定时,对瞬时流量显示的影响因素有两个,零点值Z和流量计系数K,不同流量点,即计数值大小不同时,两个因素的影响力是变化的。如一台流量计的零点值为50,系数为80.0%,同样的系数k变化0.5%时,不同计数值时零点相应变化量如下,当测得计数值为6000时,零点偏移ZP=(6000-50) *0.5%=29.75。当测得计数值为1000时,零点偏移ZP=(1000-50)* 0.5%=4.75。由此可知,当瞬时流量Q值很大,则C值很大,那么Z值与系数k值中,对流量影响最大的因素为流量计系数k。当瞬时流量Q值很小,则C值很小,那么Z值与系数k值中,对流量影响最大的因素为流量计零点值Z,所以检定过程中微调零点值,能起到保证精度的作用。

3.3微调零点值的计算:Zp=C-Z*E;Zp——微调的零点值;C——流量计实测计数值;Z——流量计所设置零点值;E——检定的误差值。

在检定过程中,如果流量值偏大的流量点检定正常,只是在流量值小的流量点有稍微偏差时,可以用微调零点法,但必须注意的是,虽然零点值对大流量点的影响力小,但也不可忽略,所以在微调零点值时,要充分的考虑到所调节的零点对其他流量点的影响,一般情况,所调节零点值不能超过所测流量点计数值的1%,如果有再大的偏移,则要重新检定,来确保流量计的准确度。

四、结束语

矿用隔爆电磁流量计的检定,可以把多种方法混合运用,有针对性地对影响精度的主要因素进行修正,从而来保证每个点的精确计量,有助于提高流量计的整体性能和检定过程的工作效率。

参考文献

[1]宫通盛.新型电池供电电磁流量计设计[D].杭州:中国计量学院,2014.

矿用防爆设备 第5篇

关键词：煤矿,应急电源,防爆外壳,关键参数,设计

随着煤炭工业的不断发展和矿山应急技术的进步, 监测通信系统、紧急避险设施、井下运输车辆、应急救援装备等对防爆电源的容量要求越来越高, 而GB 3836.2—2010《爆炸性环境第2部分:由防爆外壳“d”保护的设备》中已明确禁止“在正常使用时可能释放电解气体的电池”在防爆外壳内使用。为满足煤矿装备的迫切需要, 已进行矿用隔爆 (兼本安) 型锂离子蓄电池电源的试点应用[1]。

防爆外壳是指能承受内部的爆炸压力, 并能阻止爆炸火焰向周围环境传播的外壳。电气设备外壳的内部由于呼吸作用会使周围的爆炸性气体进入, 当设备产生电火花及危险高温时, 将引燃壳内的爆炸性气体, 形成巨大的爆破力及冲击波。因此, 要求防爆外壳具有2个作用: (1) 耐爆性, 即内部爆炸性气体爆炸的压力和高温不使外壳有影响防爆性能的永久变形, 由材质的强度和外壳机械结构强度来保证。 (2) 不传爆性, 即内部爆炸后, 传出的火焰不使外部爆炸性气体点燃或发生爆炸, 由隔爆面的间隙和宽度来保证[2,3,4,5]。

目前国内对矿用电气设备防爆外壳的设计基础理论研究不足, 一般依据GB 3836.2—2010标准并参考机械设计手册进行设计, 更多的则是根据经验进行设计, 待做出样品后再进行水压试验来验证设计是否符合要求。采用这种方法设计的产品往往安全系数过高, 造成产品笨重和材料浪费, 或因样品达不到要求而反复进行设计和试验验证, 造成产品设计周期过长。根据文献[1]的要求, 矿用应急电源防爆外壳需经1.5 MPa的水压试验, 比以往的矿用产品防爆外壳要求更高。为此, 笔者对矿用应急电源防爆外壳设计的基础理论进行研究, 提出防爆外壳的关键参数设计方法。

1 数学模型的建立

根据文献[1]的要求, 锂离子蓄电池应放置在独立的隔爆腔内, 且该隔爆腔内不应放置除电池管理系统中检测单体电池温度的传感元件和防止锂离子蓄电池安装时发生短路的熔断器以外的其他电气元件。因此, 一旦确定了锂离子蓄电池的容量及单体电池规格, 就容易确定隔爆腔的外形。由于锂离子蓄电池一般为矩形结构, 为了充分利用壳内空间和产品使用现场空间, 同时也为了减小壳体内部爆炸压力, 防爆外壳通常也采用矩形外壳结构, 如图1所示, 其主要由壳体、盖板、连接螺栓等组成。壳体与盖板围成若干防爆腔, 腔壁承受由内向外的垂直于板面的压力。连接螺栓则承受法兰与盖板施加的径向拉力作用。

1.1 壳体壁板的计算

防爆外壳的外壁可简化为在整个板面上作用均布载荷, 四边固定的等厚矩形板模型, 如图2所示。根据弹性力学知识, 最大应力点在矩形长边的中心位置, 即图2中的N点;最大挠度位置在板面中心位置, 即图2中的O点[6]。

根据弹性力学知识, O点的弯曲正应力为:

板面中心O点的挠度为:

按材料力学第三强度理论, σ3= (σy) 0=0, σ1= (σz) 0=c4q (hb) 2, σ2= (σx) 0=c5q (hb) 2, 且:

整理后有:

式中:c3、c4、c5为应力系数;b为矩形板宽度, mm (b<a, a为矩形板长度) ;q为均布载荷, MPa;h为矩形板厚度, mm;E为材料弹性模量, MPa;[σ]为材料许用应力, MPa;σs为材料屈服极限, MPa;n为安全系数。

在实际设计中, 常用较薄的钢板作壁板, 以节省材料和减轻质量, 再用筋板加强, 提高刚度。筋板横向和纵向交叉布置 (简称两方向梁) , 壁板与筋板组成平面板架。为避开复杂的数学运算, 可不必求出梁的弯曲要素, 只要根据结构力学极限载荷理论, 求出梁的极限载荷, 考虑适当的安全系数后求出梁的许用载荷, 据此选择梁的合适断面尺寸。假设平面板架是由多根 (大于等于5) 相同方向的横向梁和1根经过板架宽度中点的纵向梁组成, 两方向梁刚性固定, 在板架上作用极限均布载荷q[7], 如图3所示。

假设纵向梁足以承受加在其上的极限反作用力, 在极限载荷作用下, 横向梁与纵向梁的交叉点将形成塑性铰, 如图4所示。

因为在极限状态下, 支点断面中的弯矩等于在跨度中点的弯矩, 而符号相反, 由图4可得:

又横向梁的极限弯矩为:

将其代入式 (6) , 得横向梁极限载荷:

式中:σs1为横向梁材料屈服极限, MPa;Wu1为横向梁横截面极限截面模数, mm3;b为横向梁长度 (即矩形板宽度) , mm;a'为横向梁间距, mm。

考虑安全系数后, 横向梁许用载荷为:

当[q1]≥q时, 选择的横向梁截面尺寸可用。

横向梁受q1作用时, 纵向梁上的反作用力为:

纵向梁极限载荷为:

式中:σs2为纵向梁材料屈服极限, MPa;Wu2为纵向梁横截面极限截面模数, mm3;b2为纵向梁横截面宽度, mm;a为纵向梁长度 (即矩形板长度) , mm。

同理, 考虑安全系数后纵向梁许用载荷为:

当[q2]≥q时, 选择的纵向梁截面尺寸可用。

加强筋确定后, 加强筋所围成的区域可看成是在整个板面上作用均布载荷, 四边固定的等厚矩形板。可按以上方法对板厚进行优化计算。

1.2 法兰的强度及刚度计算

法兰与壁板之间为焊接连接, 法兰与盖板之间用螺栓连接, 两相邻连接螺纹孔中心距离为c;当壳体内发生爆炸或进行压力试验时, 盖板受内部载荷作用, 此载荷通过螺栓传递给法兰面上的螺纹孔, 其受力如图5 (a) 所示。

F是螺栓作用在螺纹孔的力, 沿螺纹孔的中心线等距均匀分布。螺纹孔到壳体壁板中心的距离为L。可以认为, 法兰受到一个弯矩的作用, 弯矩中心位于O点。

弯矩M=FL, 抗弯截面模量ω=ct2/6, 弯曲应力σ=M/ω, 法兰应满足强度条件σ≤[σ]=σs/3, 即法兰厚度t应满足:

法兰应有足够的刚度, 无大的变形, 以保证隔爆面间隙要求。法兰可被看作两相对边简支 (长度为c) , 一边固定, 另一边自由的矩形板, 板上受均布载荷q作用, 当L/c>1.6时, 最大挠度在自由边中点A处, 如图5 (b) 所示。

A点挠度为:

式中α为挠度系数。

法兰刚度条件为:

式中[f]为许用挠度。

影响许用挠度的因素有: (1) 隔爆接合面最大间隙ic, mm; (2) 焊缝系数φ; (3) 平面度B, mm。

可得许用挠度:

在使用中, 法兰隔爆面会受外力损伤或锈蚀等影响, 需进行修复。在设计时要留一定的维修余量, 考虑因素有:受损因素C1;腐蚀因素C2;钢板负公差C3。

考虑以上因素后, 法兰的厚度应满足:

1.3 法兰连接螺栓的选择与校核

1.3.1 法兰连接螺栓的选择

防爆外壳法兰与盖板通常都采用螺栓紧固, 有两种隔爆面结构:平面式和止口式。对于平面结构, 螺栓既起固定作用, 又须保证隔爆间隙。法兰连接螺栓同时受预紧力和轴向拉力作用。单个螺栓受到的总拉力PΣ= (K0+Kc) F。

由材料拉伸强度条件可知螺栓直径需要满足:

式中:K0为预紧系数;Kc为螺栓相对刚度系数;σl P为螺栓的许用拉应力, σl P=σs/n, MPa。

1.3.2 法兰连接螺纹的校核

法兰连接可看作静连接, 其失效形式多为螺纹牙根部发生剪切破坏和螺纹牙的弯曲破坏。通常法兰材料强度低于螺栓, 所以螺纹牙强度校核以法兰螺纹为对象。将一圈螺纹沿螺纹大径处展开, 即可视为一悬臂梁, 危险截面为螺纹牙根部ABCD, 如图6所示。

若螺纹旋合圈数为N, 每圈螺纹承受的平均作用力PΣ/N作用在中径D2的圆周上, 则危险截面ABCD的强度条件为[6]:

式中:D为螺纹大径, mm;bc为螺纹牙根部宽度, mm;τp为许用剪应力, MPa;H1为基本牙型高度, mm;σbp为许用弯曲应力, MPa。

2 矿用应急电源防爆外壳设计结果与试验验证

2.1 外壳设计结果

防爆外壳材料选用普通碳钢Q235A, 材料屈服极限σs=235 MPa, 抗拉强度σb=375~460 MPa, 弹性模量E=200×109Pa, 安全系数n=1.5。蓄电池腔内腔尺寸要求长338 mm, 宽392 mm, 高280 mm。蓄电池腔壳体要求能承受1.5 MPa水压试验, 控制腔与接线腔壳体能承受1 MPa水压试验。

经计算, 各关键参数取值如表1所示。

2.2 试验验证

对样品进行水压试验与爆炸试验, 防爆外壳完全满足设计要求, 并经防爆检验站检验合格。采用该方法设计的防爆外壳比完全凭经验设计的防爆外壳质量更轻, 材料更节省。设计的产品见图7。

3 结语

通过理论分析计算, 探讨了矿用应急电源防爆外壳壁板、筋板、法兰和螺栓的设计计算方法, 较准确地推导出满足设计要求的防爆外壳关键技术参数。并据此完成了矿用应急电源防爆外壳设计, 经试验验证符合要求, 且质量有所减轻。需要说明的是, 在计算过程中, 防爆外壳设计压力采用了试验压力而不是壳体内部的爆炸压力, 因为试验压力为稳定静压力, 而爆炸压力为瞬态冲击压力, 作用时间极短, 且其数值远小于试验压力, 因此, 用试验压力进行设计, 其结果更为可靠。

参考文献

[1]安标国家矿用产品安全标志中心.矿用隔爆 (兼本安) 型锂离子蓄电池电源安全技术要求 (试行) [S].2012.

[2]柳春生.隔爆外壳不传爆机理的研讨[J].矿业安全与环保, 2000, 27 (6) :27-29.

[3]吴长康.浅谈隔爆型电气设备防爆外壳的设计要求[J].电器防爆, 2011 (1) :22-24.

[4]王启龙.隔爆壳体的设计研究[J].煤矿机械, 2004 (3) :12-14.

[5]顾惠君.隔爆型电气设备外壳的隔爆参数分析[J].煤炭技术, 2004, 23 (4) :16-17.

[6]成大仙.机械设计手册[M].4版.北京:化学工业出版社, 2002.

矿用防爆设备 第6篇

随着科学技术的发展, 我国煤矿井下作业向着长距离大断面掘进巷道方向发展, 这种发展趋势要求煤矿井下作业的必备装备通风机具有大风量、高风压[1]。煤矿井下作业要求工作环境安全, 矿井通风良好, 减少能源消耗, 因此急需开发出新型的通风机。对旋式轴流风机具有压力特性陡、结构简单、反风量可达正风量的70%~90%等主要特点, 这使其成为隧道工程、矿井通风的理想通风设备[2]。本文在单级轴流通风机的基础上设计了对旋式轴流通风机, 介绍了对旋式轴流通风机的工作原理, 并完成了对旋式轴流通风机主要结构, 包括叶轮、集流器、导流罩以及扩散器等的结构设计, 通过计算验证了叶轮叶片根部及后导流器叶片根部不会产生气流分离, 叶轮叶片满足强度要求。

1 对旋式轴流通风机的工作原理

通常, 单级轴流通风机由集流器1、流线罩2、前导流器3、叶轮4以及后导流器5组成[3], 图1为典型单级轴流通风机的结构示意图。由P+R+S组成的一个完整的级。对旋式轴流通风机是在单级轴流通风机的基础上, 由两个轴流通风机叶轮串联安装, 彼此相对转动, 它不需要导叶, 能产生相当于二级风机的压力, 整个结构十分紧凑。它需要两个单独的、转向相反的原动机 (近来也使用柴油机) ;或使用一个装在风机外面的电动机带传动;也可以用装在轮毂内的反转机构驱动。对旋式轴流风机系列的工作原理是第一级叶轮与第二级叶轮之间仅有较小的距离, 它们均由隔爆专用电动机驱动, 其电动机的容量以及型号完全相同, 两级叶轮工作时的转向相反, 且安装的叶片数量不同, 叶片形状采用机翼型, 其气流性能良好, 第一级叶轮的扭曲角以及安装角均大于第二级。空气流过第一级叶轮的过程中获得能量, 而在流经第二级叶轮后释放, 而第二级叶轮也拥有在普通轴流风机中静叶的作用, 既获得整直圆周方向的速度分量, 也提高了气流的能量, 从而获得了高效率和高风压, 远远超过普通的轴流式风机[4]。

1.集流器2.流线罩3.前导流器4.叶轮5.后导流器

多级轴流风机为2~4级, 大多数是2级。一般是一个叶轮和一个导叶组成一个级, 也可在第一级前装置前导叶。在进行通风机方案选择时, 可大致参考风机的压强系数ψ或比转速ns进行:

当ψ<0.3或ns>32.5 (180) 时, 一般采用单独叶轮的级;

当ψ=0.3~0.5或ns=20.8~32.5 (115~180) 时, 可采用叶轮加后导叶级;

当ψ>0.5或ns=14.5~20.8 (80~115) 时, 用前导叶加叶轮加后导叶级。

多级通风机的级数i可参考下式确定:

式中:ut为叶轮外缘圆周速度, m/s。

从以上介绍可以看出, 多级轴流风机比普通轴流风机具有更高的风压、风量和效率, 风机的压力风量特性曲线陡峭, 斜率较大, 在高效区域, 风量变化量较小却可以获得较大的风压变化量, 这种特性可以满足矿井主通风和局部通风的要求。

3 对旋式轴流通风机结构设计

设计要求风机流量为10.5~28.7 m3/s, 风压为600~1 500 Pa, 现取流量为28.7 m3/s, 风压为1 500 Pa进行计算, 取空气密度为1.2 kg/m3。计算主要参考文献[5]进行。

3.1 叶轮直径和叶片数目

1) 叶轮直径计算。

(2) 叶片个数和计算截面积。

3.2 其它主要部分设计

1) 扩散器设计。

2) 集流器与导流罩。

本文采用简化的集流器。试验表明, 简化集流器在损失较小的情况之下, 能得到均匀的速度场, 并且便于制造;采用流线形导流罩, 线形由图2所示流线体最大直径的前端 (其长度等于0.4l部分) 绘制, 该流线体的型线坐标值列于表1。设计时使dmax等于轮毂直径d。

%

4 对旋式轴流通风机结构设计验证

1) 叶轮叶片根部及后导流器叶片根部气流分离验证。

2) 叶轮叶片强度校核。

轴流风机工作过程中, 叶轮转动时, 叶片受到离心力以及气流流动压力的共同作用;离心力使叶片拉伸, 而气流流动压力使叶片弯曲。扭曲叶片中, 离心力对叶片也会产生弯曲。离心力及其产生的应力从叶片顶端向根部递增, 在顶端时为零, 而在到达叶片根部时, 其值达到最大。作用在叶片上的总离心力为Pc (N) , 如图2所示。作用在叶片上的总离心力Pc=mω2rc。m为叶片质量, kg;rc为叶片中心至叶轮中心之距离, m;ω为叶轮角速度, rad/s。

5 对旋式轴流通风机的三维实体设计

利用三维建模软件Pro/E对轴流风机进行了三维实体建模和装配, 为后续的产品分析、处理以及模拟仿真做好了准备。由于Pro/E具有单一数据库和全相关性等特点, 因此能够在轴流风机设计过程的任意阶段对设计进行修改, 同时带动相关设计部分的变化, 并且借助特征管理树来掌握产品的设计思想, 有利于实现产品的并行设计, 减少了产品的开发时间。对旋式轴流通风机的叶轮组件机构和总装配图如图4、图5所示。

6 结论

本文在单级轴流通风机的基础上设计对旋式轴流通风机, 介绍了对旋式轴流通风机的工作原理, 并完成了对旋式轴流通风机主要结构, 包括叶轮、集流器、导流罩以及扩散器等的结构设计, 并通过计算验证了叶轮叶片根部及后导流器叶片根部不会产生气流分离, 以及叶轮叶片满足强度要求。把Pro/ENGINEER造型与产品概念设计结合起来, 为产品的系列化奠定了基础。

参考文献

[1]华耀南, 巨广刚.矿用通风机的现状及评价[J].风机技术, 2008 (4) :60-65.

[2]李金华.国内矿用通风机的现状与发展[J].煤矿机械, 2013, 34 (5) :2-4.

[3]何耀华, 邓娟.通风机的结构与效率[J].中国水运, 2008, 8 (6) :139-140.

[4]凌志军.对旋式轴流通风机内部流场测试与分析[J].矿山机械, 2013, 41 (3) :36-38.

矿用防爆设备 第7篇

关键词：防爆柴油机,尾气污染,机内净化,排气后处理

以矿用防爆柴油机为动力的煤矿辅助运输车辆具有动力充足、方便灵活和效率高等优点, 目前在煤矿得到了广泛使用。矿用防爆柴油机是在地面柴油机基础上改造而成, 最主要的措施是增加了进排气防爆系统, 该措施保证了防爆柴油机缸内燃烧后的火星或火焰不会从柴油机的进排气口排出, 但使柴油机的进排气阻力增大, 充气效率降低, 缸内燃烧恶化, 尾气中CO、NOx和颗粒 (PM) 污染严重。

CO、NOx和颗粒 (PM) 对人体危害较大。当空气中CO浓度在超过0.3%时, 30 min内就会致人死亡;NOx是空气中的氮气与汽缸内的富余氧气在高温条件下产生的, NOx中90%以上是NO, 近10%是NO2, NO浓度较大时会造成中枢神经的损害, NO很容易在空气中被氧化为NO2, 其毒性是NO的5倍, 很容易对人体的呼吸系统造成损伤, 严重时会引起肺气肿甚至死亡;微粒也是燃料不完全燃烧的产物, 微粒中黏附有SO2及致癌物苯并芘等有机化合物和臭气, 严重威胁人体健康[1]。

由于井下通风条件受限, 有害气体积聚不易扩散, 局部浓度增大, 使井下工作者的生命安全和身体健康受到危害, 影响着煤矿的正常生产和运输。为防止有害气体对井下工作者造成伤害, 需对矿用防爆柴油机尾气污染问题进行有效控制。本文针对矿用防爆柴油机尾气污染问题, 从燃油改善、机内净化控制和排气后处理3方面进行探讨。

1 燃油改善

燃油改善主要是通过对柴油燃料进行替代或者通过提高柴油油品质量来改善燃烧过程, 降低防爆柴油机尾气中的有害排放量。

1.1 使用替代燃料

目前, 柴油机替代燃料有液化石油气 (LPG) 、液化天然气 (LNG) 、甲醇、乙醇、生物柴油、二甲醚 (DME) 、碳酸二甲酯 (DMC) 等燃料, 此外, 替代燃料还包括以上燃料与柴油按一定比例混合制成混合燃料。替代燃料含有较高的氧含量, 进入汽缸内改善了燃烧过程、使燃烧更充分, 减小了尾气有害物质的排放。醇类燃料可以有效降低柴油机的微粒和NOx, 在柴油中添加15%的乙醇和一定助溶剂后, 可降低NO含量约46.2%, 降低微粒含量约50.7%[2]。DME的自燃性很好, 能直接代替柴油, 实现柴油机的高效燃烧, 上海交通大学在某柴油机上进行了二甲醚燃料使用试验, 试验结果证明该替代燃料可以降低NOx含量约50%, 并且烟度排放接近无烟排放[3]。目前, 替代燃料在煤矿用防爆柴油机上的应用还处于试验研究阶段, 还有一些问题需要解决, 如燃料在煤矿中使用时其闪点不能低于70℃, 目前绝大多数替代燃料的闪点都比柴油低, 安全性能与排放性能兼顾还需要进一步研究;多数替代燃料会使防爆柴油机的动力性降低, 降低排放指标的同时如何将柴油机的动力性能影响减小, 以及替代燃料是否会对防爆柴油机喷油泵、气门以及橡胶管等有腐蚀作用等一系列问题还需要考虑。

1.2 提高油品质量

油品质量对矿用防爆柴油机的排放具有重要影响, 减少燃油中的硫和芳烃含量, 提高燃油中的十六烷值等措施, 都可以有效降低有害成分的排放。在柴油中添加一定的十六烷增值剂, 可以缩短着火延迟期, 提高点火质量, 能有效降低尾气中的微粒、CO和NOx浓度。降低柴油中芳烃含量可以提高柴油着火性能, 有效降低微粒和NOx含量;降低柴油中的硫含量能有效降低排气中的硫酸盐微粒浓度;向柴油中添加一定的消烟添加剂, 如金属钡、镁、锌等可溶性碱化盐或中性盐, 可以促进碳烟颗粒在膨胀过程中再燃烧, 可降低柴油机的碳烟30%~50%。此外, 在柴油中添加一定比例的乳化剂可以降低NOx含量, 乳化剂中的水分在缸内汽化可以有效降低缸内燃烧温度, 从而降低NOx的排放[4]。

2 机内净化控制

机内净化控制是通过对矿用防爆柴油机的结构进行改进或者增加附加装置来改善燃烧过程, 使柴油机燃料混合均匀、燃烧充分, 达到降排效果, 主要方法有优化喷油系统、采用涡轮增压中冷技术和采用废气再循环 (EGR) 。

2.1 优化喷油系统

提高喷油压力和减小喷孔直径可以增加柴油的雾化效果, 使燃油和空气的接触更充分, 燃烧更完全, 可以显著地降低微粒和CO的排放。推迟柴油机的喷油提前角可以一定程度上降低排气中的NOx浓度, 但会使CO浓度升高, 实际中可以将推迟喷油正时与提高喷油速率相结合, 这样可以有效降低NOx和CO的排放。随着对喷油系统研究的不断发展, 目前正在研究的电控喷油系统通过对柴油机转速、温度、压力等信号的实时监测反馈, 可以对喷油时刻、喷油量进行准确计算, 并对喷油规律和速率进行优化, 能有效降低防爆柴油机的微粒、CO和NOx排放, 该方法是目前矿用防爆柴油机减小尾气污染的一个重要研究方向。

2.2 采用涡轮增压中冷技术

采用涡轮增压中冷技术不仅可以改善防爆柴油机的排放性能, 还可以提高动力性能和经济性能。由于防爆柴油机自身进气阻力大, 为了克服进气阻力, 采用涡轮增压技术可以有效提高进气流量和过量空气系数, 增加缸内空气的平均压力和密度, 改善燃烧过程, 减小微粒和CO排放。为了降低排气中NOx含量, 采用涡轮后中冷技术, 降低进气温度和燃料预燃温度, 从而降低排气中NOx的含量, 该方法是目前治理矿用防爆柴油机尾气污染的一个主要手段。

2.3 采用废气再循环 (EGR)

废气再循环 (EGR) 是将一部分排气导入进气系统中, 和新鲜空气混合后再进入缸内参加燃烧, 一方面使进气中的氧气含量降低, 另一方面使排气中的N2、CO2、H2O等高比热气体混入进气中, 增加了进气混合气体的比热容, 降低了燃烧室的最高燃烧温度, 从而有效抑制了NOx的生成。利用废气再循环 (EGR) 来降低NOx的排放, 需要与电子控制 (ECU) 相结合, 根据柴油机的转速、负荷、温度等传感器信号来启动开关信号, 由ECU对EGR率和EGR时机进行控制, 从而降低尾气中NOx的排放, NOx平均降幅约20%[5], 效果优于延迟喷油。矿用防爆柴油机废气再循环 (EGR) 原理如图1所示。从图1可看出, 废气从防爆柴油机排气口排出后, 一部分废气经EGR冷却器和EGR阀门返回进气管, EGR冷却器为带循环水套的冷却装置, 可降低尾气进入汽缸内温度, 降低燃料预燃温度, ECU通过控制EGR阀门来控制EGR时机和EGR率。

3 排气后处理

排气后处理主要是在矿用防爆柴油机排气口后增加尾气净化装置, 通过物理或化学反应的方法来净化已生成的有害排放物, 目前主要方法有水洗法、加装氧化型催化器 (DOC) 、颗粒捕集器 (DPF) 和选择催化还原法 (SCR) 。

3.1 水洗法

水洗法是目前防爆柴油机尾气后控制的常用方法, 它是在矿用防爆柴油机排气管后加装废气处理箱, 废气处理箱内装有一定容积的冷却水, 防爆柴油机排出的尾气通过废气处理箱的进气管进入废气处理箱, 在排气压力作用下, 废气处理箱内部的水中上下绕流后将尾气排出。该方法不仅可以降低防爆柴油机的排气温度, 还可以将易溶于水的NOx、HC和微粒进行净化, 该方法对于降低尾气中的微粒效果可以达到80%。从图2可以看出废气经处理箱进气管进入箱体底部后在排气压力作用下向上部挡板迂回运动, 在水中循环净化后, 净化后的尾气从排气管排出[6]。

3.2 加装氧化型催化器 (DOC)

由于防爆柴油机尾气中的氧气含量为8%~16%, 可以通过在排气歧管后加装氧化型催化转化器来净化尾气中的微粒、CO和HC, 氧化型催化器以铂、钯等贵重金属作为催化剂, 催化器以蜂窝陶瓷为载体, 载体内部有许多平行小通道供排气通过, 空气阻力小, 贵金属催化剂通过氧化铝涂层附着在陶瓷载体上, 氧化催化器将CO和HC转化为CO2和H2O, 氧化型催化器对NOx影响较小, 氧化型催化转换器可以使排气中的HC和CO减少约50%, 微粒减少20%~30%, 同时DOC还可以降低尾气中的多环芳香烃和乙醛等有害成分。该方法可作为治理矿用防爆柴油机尾气中的微粒和CO污染的一个有效途径。

3.3 加装微粒捕集器 (DPF)

微粒捕集器也称微粒过滤器 (PDF) , 是一种能显著减少柴油机排放微粒的装置, 由微粒过滤器和再生装置组成。它通过内部有极小孔隙的过滤介质 (滤芯) 捕集柴油机排气中的微粒, 最常用的微粒捕集器是壁流式蜂窝陶瓷微粒捕集器, 这种微粒捕集器采用多孔状陶瓷为作为过滤介质, 该方式对碳烟微粒的过滤效果在80%以上, SOF微粒也可以被部分捕集。但在过滤过程中会导致滤芯堵塞, 柴油机排气背压升高, 燃烧恶化, 所以必须定期去除滤芯上的微粒, 使过滤器恢复到正常工作状态, 即过滤器再生。再生方式可分为被动再生和主动再生, 被动再生, 是在过滤器载体上浸渍催化剂或在柴油中加入添加剂来降低微粒的氧化反应的活化能, 降低微粒的起燃温度来实现微粒过滤器的再生;主动再生方式又称为“热再生”, 通过外部热源使积存在过滤体内的微粒升温、自燃, 以减少过滤器内的微粒。由于该方法存在再生过程效果不好、滤芯易堵塞的问题, 在使用上受到了一定限制, 还需要进一步研究。

3.4 选择催化还原法 (SCR)

选择催化还原法 (SCR) 利用尾气中的NO、NO2、O2和喷入的尿素 (在排气中水解为NH3) 在催化剂作用下生成N2和H2O来降低排气中的NOx, 催化剂常用金属氧化物V2O5, 反应温度在250~500℃, SCR原理如图3所示。

选择催化还原法 (SCR) 中的NH3与NOx发生的主要化学反应如下:

式 (1) 为SCR标准反应, 由于排气中的NO占NOx总量的90%, 所以SCR标准反应为SCR催化反应器中的主要反应;式 (2) 为SCR快速反应, 此反应可以在较低温度下进行, 其反应速率是标准反应速率的17倍, 因此, 提高尾气中NO2的含量可以提高NOx的转换效果。

4 结语

综上分析认为, 通过改善燃油、采取机内净化控制手段和排气后处理净化控制三方面协调配合、合理匹配, 可以治理矿用防爆柴油机排气中微粒、CO和NOx污染。改善燃油可以从提高柴油的油品质量、降低油品中的硫和芳香烃含量、提高十六烷值等方面来考虑;机内净化控制采用电控高压喷油泵, 并配合涡轮增压和废气再循环装置来优化燃烧过程;排气后处理净化控制采用水洗法和氧化催化法结合。提高柴油油品质量可以从源头尽可能减少微粒和CO排放, 采用涡轮增压系统可以克服矿用防爆柴油机固有的进气阻力大的缺点, 增加过量空气系数, 促进燃烧;采用电控高压喷油系统可以对喷油规律进行优化控制, 使燃油与空气充分燃烧, 有效降低微粒、CO和NOx含量;为了增强NOx减排效果, 增加EGR系统, 而EGR控制也往往需与电控喷油系统配合使用, 系统兼容性能好, 降排效果明显。

水洗箱是矿用防爆柴油机降低排气温度和微粒的必备装置, 试验中发现经过水洗箱后矿用柴油机尾气中的微粒浓度值还是较高, 为了强化降低微粒效果, 在水洗箱前增加氧化催化装置 (DOC) , 这样就可以进一步降低微粒的含量。将以上尾气净化控制方法相结合, 即提高油品质量+电控高压喷油泵+涡轮增压+EGR+水洗箱+DOC, 可以有效降低矿用防爆柴油机尾气中的微粒、CO和NOx含量, 该方法也可以作为矿用环保防爆柴油机设计研究的一个方向。

参考文献

[1]郭猛超, 姜大海, 王琛, 等.柴油机排放控制技术发展综述[J].内燃机, 2008 (2) :7-10.

[2]王海军.乙醇柴油混合燃料在柴油机上的应用研究[D].大连:大连理工大学, 2005.

[3]乔信起, 张光德, 黄震, 等.柴油机燃用二甲醚喷射与燃烧的试验研究[J].农业机械学报, 2004, 35 (1) :30-33.

[4]蒋镇宇, 朱会田, 张建军.车用柴油机尾气排放与综合控制[J].内燃机, 2002 (1) :29-33.

[5]平银生, 张逸敏, 蔡东波, 等.利用EGR降低柴油机排放的研究[J].内燃机工程, 2000 (4) :6-10.

矿用防爆设备 第8篇

关键词：辅助运输,无轨胶轮车,矿井

1 我县煤矿辅助运输近年来的现状

河曲县煤炭资源丰富,煤炭开采历史悠久,但由于地处偏远,煤炭外运条件差,2001年以前大部分煤矿的运输采用畜力车运输,部分煤矿采用三轮车运输,矿井运输条件十分简陋。2001年以后部分煤矿引进农用车(俗称三改四),由于煤矿规模小,大部分都是小型煤矿,年生产能力大部分为9万t/年,开采技术比较落后,所用辅助运输设备也一直没有改进,一直使用陈旧的农用三轮车、四轮车,效率低、安全条件差、运输能力差,而且不时有三轮车事故的发生。由于我县煤矿为低瓦斯矿井,从煤矿本身到管理人员对非防爆车入井的危害性无足够的认识,因而在当时煤价较低、效益不太好的情况下,大量使用三轮车、农用车。使用这些设备给煤矿造成了以下危害:

1)三轮车、农用车在井下使用过程中产生大量的一氧化碳、二氧化碳、一氧化氮等有害气体,大量有害气体进入工作面,对工人的身体健康造成极大的伤害,有时造成人员中毒和窒息事故的发生;2)农用车、三轮车等非防爆车的使用,容易产生明火,而井下工作面和大巷中积聚的煤尘如果在不及时清除的情况下,极易产生煤尘爆炸;3)农用车、三轮车等非防爆设备车在井下恶劣环境下使用时,极易产生机械事故,造成驾驶人员伤亡。从2005年后,我县煤矿响应省政府号召,煤矿进行了采煤方法改革,对井下运输设备进行了彻底革命,首先主运全部使用带式输送机,辅助运输强制使用矿用无轨胶轮车。

2 矿用防爆无轨胶轮车在辅助运输中的应用

1)煤矿辅助运输:泛指煤矿生产中除煤炭运输之外的各种运输之总和,主要包括材料、设备、人员和矸石等的运输,它是整个煤矿运输系统不可或缺的重要组成部分。近几年来,我县上榆泉煤矿、沙坪煤矿在这方面进行了积极的实践和推广,初步取得了较好的效果,体现出无轨胶轮车作为辅助运输高效能、多用途、机动灵活、运送效率高和技术先进等特点,为我县其他煤矿的辅助运输改进无轨胶轮车运输起了不小的作用;2)无轨胶轮车与传统的辅助运输设备——矿用三轮车相比,无论在技术特性、运输效率,还是在安全性能方面等都有明显的优越性。俗话说“后来者居上”。目前,我县煤矿不仅有比较完善的配套设备和各种运输车辆,而且适用范围和条件也不断拓宽,几乎涵盖了煤矿辅助运输的各个领域,能满足矿井对人员、材料、设备和物料的运输需要。具体地说,矿用防爆无轨胶轮车与传统的辅助运输相比,具有以下优点:a.系统简单,运输高效,适应性强。矿用防爆无轨胶轮车实现单一化及连续化,彻底改变了运输效率低、安全性差的状况。轻型车辆装载后可直接运到使用地点,而中型和重型胶轮车,中间只需经过一次换装,便可连续不断地到达目的地。b.既减少人员,又提高效率,安全生产。采用无轨胶轮车运输方式,大量减少了专职运输人员和采掘队辅助人员,极大地改善了工人作业条件和安全环境,从根本上清除了各类运输事故的发生。c.高投入,高产出,经济效益显著。采用矿用无轨胶轮车虽较三轮车一次性投入高,但总体经济效益要远远高于矿用三轮车运输方式。

3 矿用无轨防爆胶轮车的外观和种类

矿用无轨防爆胶轮车从外观看,很像地面行驶的汽车,但是,它不需铺设轨道,运距长,运输机动灵活,而且具有较大的爬坡能力,可实现从地面直至工作面不经转载的直达运输,因而效率高。

矿用无轨胶轮车的车型有很多种:有专门运输支架的支架运输车、支架铲运车;有专门运输设备和材料的重型材料车、轻型材料车,也有既可以运送货物,也可运送人员的客货胶轮车。煤矿井底场还设有专门维修、保养无轨胶轮车的硐室,并成立专门管理,使用无轨胶轮车的区队。无轨胶轮车启动后,时而正向牵引,时而反向推送,时而左右拐弯,时而爬坡、下坡,从井底车场到综采工作面,几千米的巷道,很快就到。在这里,我们体验到了现代化运输(设备)工具带给人们的方便、快捷。但这还不是最主要的,无轨胶轮车最为突出的特点是整体运送和安装支架,做到折除、铲装、运输、卸载和调整就位,一个机车即可完成。既减轻了工作的劳动强度,又大幅度提高了生产效率和安全性。

4 矿用无轨爆胶轮车运输的不足之处

同任何一种运输方式一样,矿用无轨防爆胶轮车运输也存在一定的不足或问题:1)噪声大;2)排气有污染,需要加大通风量;3)防爆低污染柴油机排气栅栏较难清洗;4)胶轮车轮胎耐磨性能差;5)缺少大功率、低污染柴油机。

5 无轨辅助运输发展的趋势

我县在矿用防爆无轨辅助运输——无轨胶轮车的应用较晚,但随着神华集团,上榆泉煤矿矿井辅助运输方式的彻底变革,大规模引进无轨辅助运输的技术和设备,为胶轮车构建了平台。带动其他煤矿相继也引进了矿用防爆无轨胶轮车,使得无轨胶轮车有了更大的发展空间。同时也确立了无轨辅助运输在我县煤矿辅助运输领域现代化极其重要的地位。煤矿井下辅助运输无轨化是井下辅助运输的一场革命。无轨胶轮车在技术上,不仅要求科学造型,匹配合理,而且要不断创新、完善,从而保证无轨胶轮车的技术先进性和性能的可靠性。而且,它的安全性是至关重要的环节,无轨胶轮车的发展必须依赖技术进度。煤矿井下环境恶劣,工作区域多变,路面质量、巷道断面及弯道和坡道的情况都受地质和采掘条件的制约,这些都要求我们要应用动力性和机动性能良好的无轨胶轮车。

煤矿井下辅助运输无轨化是一场革命,方兴未艾,柴油机驱动的矿用胶轮车具有广泛的应用前景。我们要坚持高起点,多创新的路子,既要保持传承性,不断完善和丰富已有的品质,也要紧跟其他煤矿先进技术发展的步伐,根据市场的变化不断创新提高。而且,柴油机驱动的防爆胶轮车,集内燃机、机械、电气、液压和气技术为一体,技术难度较大,而煤矿现有的操作和维护人员的素质偏低。所以我们要建立一支专业化队伍,而且要组织专业知识培训学习,为矿井的生产和建议提供技术支持和专业化服务是必要的。

6意见和建议

1)无轨胶轮车运输作为辅助运输方式,一旦设备选型选定,就要使矿井和采区设计符合设备选型,改变以往设备选型跟着设计走的思路。2)井下辅助运输是一个复杂的系统,应多方考察研究、论证。既要符合和反映我们的实际,又要借鉴其他兄弟县煤矿的经验和教训。3)没有一种辅助运输方式是万能的,无论采用何种运输方式如无轨胶轮车都有其利弊。重要的是要采取什么措施来消除它的不利影响,拿来为我所用。