井下人员运输工具概述

井下人员运输工具概述井下人员运输工具，是用来执行从地面经斜井或者直井，到达井下工作面以及工作面之间往来的运输任务。随着矿井的发展扩大以及安全法的推行加强，人员安全和运输效率的提高方面的需求都存在着潜在的威胁。运载工具可分为两大类：轮式运载工具，包括四轮驱动的拖拉机类型、四轮驱动卡车、轨道运载工具，诸如火车机车、单轨吊、卡轨车以及升降椅等。地面运输工具除非经特殊设计，符合井下运输条件才能胜任井下的运输任务，由于本文主要介绍井下运输工具，因此上面提到的地面运输工具将不在本文中提及。比较而言，很多制造商在生产适合井下运输的电力驱动和柴油机驱动的运输工具。这些运输工具经特殊设计后，可在粗糙的底板上通行，且可防止井下高水压的威胁，保护人员不受顶板落物和矿井设备带来的危险。在选择井下人员运输设备时，必须考虑一下几个因素：巷道分布、巷道横截面的高度和宽度、矿井开采方式等等。在煤炭行业，矿井比较狭窄，运输设备体积必须小巧，能够机动灵活的通过巷道。在硬岩矿井中，巷道可以建造成，头高充分，空间较大、便于掉头转弯等。必须保证人员运输工具的制动系统和驱动系统的高质量，从而保证井下陡坡过高等复杂工况的安全通过性。巷道底板条件非常重要，运输工具的底盘和车身必须使用坚固耐用的材料，并经防锈处理。这些要求同样适用于轨道运输工具，从而保证运输工具不受堕化影响。轮式运输工具要求高强度的悬挂系统和底盘，从而保证在复杂底板条件和光线不足情况下的高通过性。运输设备的安全性能也是必须要考虑的。井下经常遇到大量岩石掉落的情况，封闭式人车舱的使用可以起到很好的保护作用，而非全封闭的人车舱也可以起到一定程度的保护作用。而这两种类型的人车舱必须符合防翻滚保护结构和防坠物伤人结构的要求。井下运输工具安全法规的应用，随矿井地理位置不同而有不同的要求。在一些以采掘业为主要工业的国家，特别是发达国家，监察机关制定标准的决定必须符合这一要求。在美国，由矿业安全和健康管理委员会对安全方面进行监管，标准的增强提高必须与运输工具在井下瓦斯环境和爆炸特性方面的工况相符合。对于存在潜在爆炸威胁的井下环境，欧洲制定推行了ATEX防爆标准，而澳大利亚则采用了ISO标准。许多制造商开始根据客户要求量身打造人员运输工具，因此可对运输工具安全性方面做进一步的加强。柴油机驱动/电力驱动井下运输工具的使用会产生尾气排放的问题。由于柴油机强劲的动力输出和机动灵活性，大多数运输工具采用柴油机动力。然而柴油机会产生有害气体和颗粒物质。根据欧洲环境保护局的Tier要求，井下柴油发动机必须符合其3或3b等级的要求。除此之外，德国和瑞士则制定了使用尾气颗粒物过滤器装置的要求。在美国，除了Tier标准之外，美国矿业安全与健康管理机构也制定了发动机排放标准，所有井下发动机都必须符合上述标准。柴油发动机颗粒物排放量检测值必须小于2.5g/h，鉴于此类设备的全球性生产，所有制造商必须符合其标准，而不考虑地理位置的不同。大多数发动机需要安装配件装置，因此在使用之前加装了水刷器和热交换器以及过滤器和净化器。很多制造商目前提供电力或者柴电混合动力驱动的设备来替代柴油发动机。制造商井下轮式运输工具制造商包括:Getman;MacleanEngineering;Minemaster;BreakerTechnology;Aramine等。美国的Damascus公司，主要向西佛吉尼亚州的煤矿提供运输工具，并拥有一系列截面积小、高度只有66cm的设备。Brookvile公司不仅提供轨道式运输工具，也提供几种类型的轮式人员运输工具。轨道式运输工具制造商包括:BeckerMining;SmtScharf;Famur集团的Pioma公司，MiningEquipmentInternational;Ferrit;GIA;MTI;RAWarren;IrwinCarandEquipment;Octa;ClaytonEquipment;以及Galison公司等。除此之外，一些制造商对他们的运人工具进行外观改装，。这些设备加装相关设备部件后，可以用于井下人员运输。这些设备可用作人员运输工具，剪式升降工具，提升工具，吊篮等，可根据运输任务的要求，进行灵活组合改装。制造商包括：NorthernNevadaEquipment;TracksandWheels;Dux;OldenburgGroup;Normet;Paus;IndustialFabricationsInc等。以Dux公司的DuxS1运输工具为例，加装盒式单元后，适用于最多22人的人员运输。SMTSCHARFSMT沙尔夫公司拥有三种类型的井下人员运输工具：电力或者柴油机液压驱动的单轨吊机车；轨道式柴油机液压驱动和绳牵引卡轨车；电力液压和电力机械驱动的升降椅等。SMTScharf公司的单轨吊和卡轨车产品的主要特征是：柴油机液压驱动，可向多达6套的驱动部提供20-129KN的牵引力。驱动系统经过ATEX防爆认证，节省燃油，装配尾气冷却清洁系统。所有驱动部都安装有弹簧承载的，液压抱闸制动装置，紧急情况下可实现自动制动。提升梁作为承载装置，安置于机车主机后方，并可与其他装置交替使用，包括：人车和人车舱；在不执行人员运输任务时，可用于井下不同区域的设备和物料的运输。特殊设计的重载提升梁可承载最大45吨的重量。系统的模块化设计，可对机车结构进行快速调整，灵活的执行不同的运输任务。机车可牵引的提升梁和运输舱的数量，由巷道坡度和总载荷来决定。例如，坡度14°时，三组提升梁可承载15吨重量。单轨吊主要用来搬运重型液压支架和物料，卡轨车的设计则可达到重载条件下爬坡能力达到35°。这两套系统也可用来进行人员运输。Scharf公司也向中国、印度、南非、墨西哥等地的矿井提供升降椅系统，这些系统被永久性固定安装在巷道中，在最多载人情况下爬坡能力达到45°Scharf公司StefanMeyer对本杂志说：“我们沙尔夫公司的可拆分的人车（单轨吊），人车舱（卡轨车）是最受欢迎的人员运输工具。执行人员运输任务时，这些装置安置在提升梁或者运输平板车上，到达工作面后，这些装置可被拆下，而机车可以继续执行设备和物料的运输任务。功能多样性是我们产品特殊的科技优势之一”。Scharf公司也提供电力驱动的单轨吊产品，电力来源于沿轨道安装的导线所提供的电力。然而，电力驱动单轨吊系统不适合于煤矿行业使用。Scharf公司的每一套单轨吊或者卡轨车系统，都是按照客户需求进行配置的，机车高度和宽度可按照客户需求进行调整。Scharf公司目前已向南非的矿业客户提供封闭式人车，该人车配置了金属丝网用以保护工人在运行中的安全。通信系统可实现乘客和司机之间的交流。该系统经历了由传统的铃铛到语音转换的历程。也可安置甲烷浓度探测器，从而进一步保证工作环境的安全性。单轨吊系统和卡轨车系统都使用了导位系统，从而保证即使在湿滑条件下也不会发生脱轨现象。驱动部上的摩擦轮通过液压动力夹紧在工字轨道上。Meyer先生解释说：“单轨吊系统与胶轮车相比，可以实现更大坡度的负载运输，而且由于轨道悬挂于巷道顶部，可以节约用于平整巷道所耗费的时间和费用。轨道都是预先安装的，可重复利用，安装和拆卸都非常容易。唯一局限性在于，所到之处必须安装轨道才可以运行。我们正在专注于轨道运行系统的在不同地理条件下的表现，而并非简单的煤/岩区别。我们可以对系统进行简易快速的调整来适应当地的法规要求，如果某一地区还没有关于单轨吊系统的法规，我们乐意帮助和建议当地行政机构建立起这一体系”。目前Scharf公司的主要市场包括：波兰、俄罗斯、中国、南非，在南美洲和北美洲建立分公司的计划也已提上议事日程。公司目前正在向中国的矿井发运用于人员运输用途的单轨吊产品。该机车系统包含4组提升梁单元和可拆分的人车单元。每个人车单元有20个座椅，可一次运送80人。Scharf公司还将于2010年对其人车和人车舱进行全面升级改造，升级后的产品在声音和数据传输方面将拥有更好的通信系统。行业状况IFI公司为加拿大安大略省的萨德伯里矿区生产特殊用途的运输工具。该公司的MineCat系列运输工具中，有两种适合人员运输的产品，每种设备都配备有MSHA和Canmet许可的发动机以及四轮驱动湿式盘式刹车系统。MineCatMC100型号的运输车可运输7-11人，该型号运输车还可加装电缆卷轴、炸药填装器、剪式升降机和装载篮等。加载项包括防侧翻/落物加强型顶板、填装式坐椅，以及高等级的悬挂系统等，从而保证员工的舒适感。驾驶室内装有制冷，制热空调系统，视野开阔的车窗以及后视摄像机等。UT99是一种体积较小的多用途运载工具，驾驶室后方配置了承载平台，该平台可按照客户要求进行定制，最多可运输6人，并可装载维保和润滑部件。MineCat公司的这两种型号的运输车的前置部分都是倾斜的，此设计是为了增强操作者的视野和能见度，此外，大功率轮轴和刹车系统的应用，可使车辆在很短的距离内制动，特别是在狭小空间内行驶时。PAUSPaus公司生产Minca系列人员运输矿车。该系列的四轮驱动车辆有两种规格：车长4.6米的Minca5，和车长5.7米的Minca18。基本车型经设计改进后，可拖挂人车舱，带起吊设备的装载平台，以及消防单元等。Minca18由于其强悍粗旷的外观和高强的灵活性而广受欢迎。驾驶室和人车舱分隔和填充式车体，以及制冷制热装置的设计，增强了舒适性，也可根据需要安装寒冷环境启动程序。Minca系列的特征是在前后轴都安装了卷式弹簧和减震器，并在前轴悬挂垂直仪用以保证良好的行驶状态。车辆还装备了侧向保护、顶部轨道安全、底盘保护装置。NORMETNormet公司提供多种井下多用途运输工具，包括柴油机驱动的Multimec和Utimec系列，以及特殊设计的，车型紧凑的，流体静力传动装置的运输车。Multimec系列中的多用途运输车可牵引各种不同的承载单元，例如人员运载车，润滑油/燃料油单元、工具箱等，可同时执行多项任务。人员运输车可承载16-20人，并可根据需要安装顶棚或舱体、加热设施、防噪音装置，照明设施等。Utimec系列包含车舱和拖车，是根据客户需要而特殊定制的。全部人员运输用车都是根据客户要求而特殊定制的，包括防翻滚/落物结构，并且配置了真空悬挂系统，增强了通过粗糙路面时的舒适性。车舱的后视摄像机设计使视野更加开阔。为了减少柴油尾气排放，Normet公司也提供电力驱动的机车。这些车辆的特征是，封闭式振荡轴使得底盘坚固无比，油侵式刹车可以阻止水的进入。该公司的市场主要分布于独联体国家、亚洲、拉丁美洲和欧洲。但是该公司的产品目前还不适用于煤矿业。Normet正致力于研发新型的人员运输车，并计划在2010-11年投放市场，目前已获得大量订单。MACLEANENGINEERING井下运输工具方面，Maclean公司提供PC-3人员运输车，可配置成12人、16人、22人的运输车型。乘员室和司机室设置了三点接触式入口，入口处有很明显的台阶、把手，还配置了防滑地板。PC-3车型还配置了高位保护挡板和安全带。司机坐在驾驶室中间位置，可以随时观察两侧情况。为了保证乘员上下车时的安全，PC-3车型还配置了驻车制动启动指示灯。PC-3车型也可以加装符合ISO3471和ISO3449标准，经ROPS/FOPS认证的顶棚，或者加装符合ISO3471和ISO3449标准的封闭式车厢。座椅下设计有工具箱，且座椅可随意拆除调节，从而增加运输量。Maclean公司还在设备上使用了氮气悬挂系统，当液压减震器控制回弹时，通过气压调节来调整该悬挂系统。Maclean公司的PC-3车型使用的是道依茨和梅赛德斯的发动机，电控系统与之匹配，可提供强劲的动力，并可节省燃料。发动机动力输出为110-155KW，是经MSHA认证，安装了附属装置从而减少尾气排放和噪音污染。150升的邮箱容积可确保尽可能多的运行时间，并且轮胎也有很大的选择范围。关于维保方面，PC-3车型安装了中央集成润滑油嘴，为连接处、转向关节和摆动架提供润滑作用。明显的维保预防功能，诸如电子引擎诊断和高效的润滑油嘴。车底盘使用了中央集成控制系统，增强了车辆机动性。重载框架和四轮驱动使得车辆在任何复杂湿滑的路面上都保持强劲的动力。Maclean公司产品经理JohnBotelho这样说道：“从地面到井下斜坡多路网的多功能运输，是井下轮式载运工具的最明显的优势，与轨道式运载工具相比，轮式运载工具的资金成本更低，而且轮式车也可以进入已经有轨道的矿井进行运输任务。另外轮式车辆灵活，且不依赖于永久性的基础设施系统”。PC-3车型目前不适用于煤矿井下运输任务。Maclean公司主要向加拿大的矿业客户提供人员运输车，并试图将业务开拓到墨西哥、美国、阿根廷、北非和亚洲。OCTAENGINEERINGOcta是南非的制造商，主要生产轨道式和机车牵引式井下人员运输工具。非常适合于4-65人的陡坡运输。其典型车型为一台机车牵引两到三节车厢的运输方式。多数车厢都配备防水隔水系统，用来减少和消除锈蚀影响。车厢顶部倾斜突出的设计，可使水顺利进入沟渠内。在侵水严重的矿井环境下，也可对车厢进行镀锌处理。Octa公司的机车主机是从国外采购，且大多数都是电力驱动的。为了增加安全性，车厢内铺设了防滑地板，安装了特殊金属板材和增设安全带，并以此作为标准。Octa公司项目经理JohanCornelissen告诉我们：“这个地区的大多数矿井使用四轮驱动车辆执行运输任务，因此我们试图销售其他类型的设备。我们的产品主要用来满足南非客户的需求。客户包括：英美铂业南非公司、南非金田公司、英美黄金阿散帝公司、LonminandHarmonyGoldMiningo除此之外，我们也向博茨瓦纳提供载人运输工具。我们的目标是为整个非洲大陆提供我们的产品。”BROOKVILLEENGINEERINGBrookville是一家提供轨道式和胶轮式人员运输工具的定制生产商。该公司产品主要输往美国东部地区的煤矿行业，目前也试图进军西部硬岩矿业市场。轨道式运输工具可运载4-18人，根据动力来源不同，可分为柴油机驱动、电池驱动、电力驱动、蓄电池/电力驱动等不同类型，轮式运载工具使用柴油机驱动或者电池驱动，并配置坚固车架的条件下，也可以运载和轨道式运载工具相同的人数。Brookville的机车牵引运输工具也可运载4-18人，机车种类有：柴油机驱动，蓄电池驱动、电力驱动、蓄电池/电力混合动力等。该公司载人运输车辆使用重载车架、行星轴，消防系统，液冷湿式刹车，安全特征方面，诸如门链和金属网窗罩等。也可根据需求安装全封闭式车厢或者顶蓬，另外，公司也向客户提供其专利产品JackWalker复轨器，用以保护颈部和背部的伤害。Brookville四驱胶轮车机动性非常出色，且转弯半径小。其煤矿井下运载工具经WestVirginiaDieselCommission认证和许可后才可使用。Brookville发言人ErinMckillip告诉我们：“2009年下半年，我们的电控，低排放的Tier3全系车型将安装LED显示系统。这将大大方便使用者和维修人员查看标准的发动机参数以及故障代码。电脑系统发出的检修指令，将大大提高故障诊断能