燕子山矿无轨胶轮人车的安全实用性设计与改造应用

2022-10-13薛锦龙

山东煤炭科技 2022年9期

薛锦龙

（晋能控股煤业集团燕子山矿，山西大同 037000）

无轨胶轮人车主要担负着矿井生产人员的运送工作，与传统轨道运人以及架空人车运人相比，可大大缩短生产人员到达作业地点的时间。但部分车型驱动方式为两驱，在泥泞的巷道中往往存在打滑和抛锚现象；缺少辅助制动装置，发生刹车失灵事故后无法制动；部分车型为单驾驶室，应急处置安全系数低；车厢高度偏低，乘坐人员的舒适感较差，车辆颠簸时乘坐人员易与车厢顶碰头等等。以上问题都会造成人员伤亡和财产损失。

1 方案优化目标

按照无轨胶轮人车现场运行中存在的问题，提出以下优化目标：（1）所有车辆必须采用四轮驱动方式。（2）在满足《矿用防爆柴油机无轨胶轮车通用技术条件》（MT/T 989-2006）标准对制动系统要求的基础上[1-2]，再增加一套独立的辅助制动系统。辅助制动系统应采用操作手把控制方式，安装在主、副驾驶位置中间方便操作的位置。（3）无轨胶轮人车必须设有副驾驶室（仓），配备副驾驶人员，在车辆失速后能够辅助主驾驶人员实现车辆应急操作。（4）无轨胶轮人车车厢必须全部进行加高改造，车厢内部净高不小于1480 mm，并对车厢座椅、扶手（拉手）进行科学优化，满足人体工学要求，确保乘坐安全舒适。

2 方案设计

燕子山矿在用无轨胶轮人车车型共3 种，分别为：9 座整体式人车、20 座整体式人车、24 座双向铰接式人车。具体改造内容如下：

2.1 四轮驱动设计

由于整体式车辆属于轻型车辆，均采用两轮驱动的方式，而铰接式车辆属于重型车辆，均采用四轮驱动的方式，因此应对整体式人车进行四轮驱动设计改造，具体为：设计四轮驱动的底盘车架，底盘车架可以选择成熟的越野轻卡底盘；设计转向驱动承载桥，二驱的前桥为转向承载桥，无驱动功能，采用四轮驱动后，前桥将变成转向驱动承载桥；设计传动系统，整体式四轮驱动可以采用机械传动、液力机械传动、全液压机械传动、全液压传动以及电传动5 种方式，本次从机械传动入手，机械传动需要增加分动箱，由原来的后轮驱动变成前、后四轮驱动；调整后悬架，因前桥结构差异，前板簧安装面上移，为保证整车姿态角，后悬架处需增加垫块处理；发动机选择符合国Ⅲ排放标准柴油发动机即可。

2.2 增加辅助制动系统

按照《矿用防爆柴油机无轨胶轮车通用技术条件》（MT/T 989-2006）的要求，在此标准基础上，再增加一套独立的辅助制动系统，并且辅助制动系统应采用操作手把控制方式，安装主、副驾驶位置中间，档位手把后方与阻车制动并排，方便操作的位置。通过多次讨论研究，确定了“行车制动+驻车制动+紧急制动+第四套辅助制动”的方案，如图1 制动系统设计图。具体为：

图1 制动系统设计图

行车制动：采用液压制动、弹簧释放的方式，通过设置于驾驶员侧的脚踏液压制动阀实现；

驻车制动：采用弹簧制动、液压释放的方式，通过设置于驾驶员座位右侧的驻车制动阀（手动控制液压阀）实现；

紧急制动：采用弹簧制动、液压释放的方式，通过设置于主驾驶侧仪表台处的手拍式气动按钮阀（气控液）实现；

第四套辅助制动：采用弹簧制动、液压释放的方式，通过设置于主驾驶座位与副驾驶座位之间的手动控制液压阀实现。

2.3 增配副驾驶室

为提高无轨胶轮车运输安全，推行副驾驶模式，要求所有车辆均应配置副驾驶或副驾驶舱。目前，整体式车辆已经具备副驾驶位置，铰接式均无副驾驶位置，因此需要对铰接式车辆的副驾驶位置进行研究设计，共提出了三种方案：分别是主驾驶与副驾驶横向并排方案、主驾驶与副驾驶横向并排分驾驶室方案、主驾驶与副驾驶纵向并排方案。综合考量实际情况，最终确定了主驾驶与副驾驶横向并排方案，即副驾驶与主驾驶在同一个驾驶室内，两个横向并排布置。

2.4 优化乘人车厢结构

在用的无轨胶轮人车车厢高1320 mm，人员乘坐净高790 mm，下井工人乘坐后，安全帽常常与车内扶杆碰撞，且座椅是平板，乘坐后不舒服。经过多次研究调研，并依据《人机工程学》，将车厢内部高度增加到不小于1480 mm，乘坐的座椅设计成曲面，扶手仿照公交车，采用吊环式，并配有磁铁可吸附在车顶上，具体如图2。

图2 车厢设计图

3 应用效果

燕子山矿对原有的9 座整体式人车、20 座整体式人车、24 座铰接式人车按照设计进行了改造，并联合车辆厂家对新购置的车辆进行了优化升级，实现了两驱变四驱、增加了辅助制动系统、配备了副驾驶室及副司机、加高了车厢等人性化改造，车辆的安全性和舒适性极大提升，取得了较好的现场应用效果，得到了井下作业人员的一致认可。