煤矿生产中无轨胶轮车安全保护措施的研究

邱 华

（晋能控股煤业集团大斗沟煤业有限公司， 山西 大同 037001）

引言

无轨胶轮车运输时需求的人力较少，不仅具有较强的灵活性和爬坡能力，并且还有运输速度快、运输量较多等优点，不仅能够快速完成一次运输工作，保证了工作效率，而且成本较低，节省了开支，因此被大多数矿井所应用。但无轨胶轮车在进行工作时，由于制动时间较长，会导致刹车片过热造成制动失灵，发生跑车事故[1]，车辆失控的情况下，不仅会撞到巷道壁造成破坏，甚至会撞到员工造成人员伤亡。因此，需要设计好对无轨胶轮车发生跑车事故后的防范措施，保证生产安全进行。

1 无轨胶轮车应用中存在的问题

1.1 污染问题

目前，大多数煤矿应用的都是以柴油发动机为动力源的无轨胶轮车，虽然保障了运输动力，但是排出的有害气体也相应较多，对空气污染严重，尤其是在矿井下空间有限，这些污染气体不能得到有效的处理，会对工作人员的身体健康造成很大的影响。如果长时间的工作，巷道中的有害气体不断堆积不仅对环境污染严重，而且会导致整个矿井停工。

1.2 温度过高问题

无轨胶轮车在工作时，需要装下众多的运输物品，尤其是无轨胶轮车在长时间爬坡的过程中，由于车辆一直处于负载的状态，使发动机一直处于高负荷的运转，导致发动机的温度不断升高，加重了零件磨损，减少了发动机使用寿命，严重的会发生爆缸[2]等故障，对整个运输效率造成严重影响，车辆的冷却以及排气系统也会带来一些问题，加重尾气排放，造成更严重的污染问题，车辆承载能力也会下降。

1.3 溜车问题

无轨胶轮车大多数时间是在上下坡路段工作，下坡时要频繁使用制动器制动，会发生刹车片过热的问题导致刹车失灵，从而发生溜车事故[2]。部分情况下胶轮车也要在较大坡度的地方停车，拉起驻车制动器时，车辆因制动不足出现了溜车问题。还有因为驾驶员在下车后没有及时拉起驻车制动器而导致溜车问题。

2 预防措施

1）多数胶轮车大都是由于柴油发动机而产生的污染问题，所以要加大对电力无轨胶轮车的使用力度。电力无轨胶轮车不仅带来的污染小，而且噪声方面也比柴油无轨胶轮车要小。两种车型的废气产生对比如表1 所示[3]。

表1 电力无轨胶轮车和柴油无轨胶轮车产生的废气对比图

通过表1 可以看出电力无轨胶轮车能够很好地解决环境污染问题，但电力无轨胶轮车缺点也较明显，就是动力方面不足，持续工作时间不长，所以需要后续继续加大研究力度，努力克服这些问题。

2）在使用胶轮车的过程中，要明确无轨胶轮车的承载规定，做到科学使用，不长时间超负荷工作，工作一段时间后对车身进行全方面的检查，排除一切安全隐患。

3）对驾车司机进行技术培训与考核，考核合格者方能参与工作，不合格者不予上车工作。车辆在下长坡路段时不仅会对驾驶人造成很大的心理上影响，而且光线不好，环境单调，导致驾驶员注意力不集中，进而产生错误操作，从而引发事故。因此，司机的心理和驾车技术需要有一定的要求。

4）使用的车辆需要制动效果可靠，运行稳定。不能出现任何使用方面的问题。因为需要长时间的使用制动器，所以势必会对刹车片造成影响。所以要合理的购买车辆，还需要有备用车辆进行换班。

5）创建合理的制度。加装对车辆运行的定位与检测。及时清理路面障碍。所有车辆须有配有无线电装备，保障通讯功能。时刻服从总体调度，保证运输效率。

6）搭建良好的运行环境。必要的引导、警示、禁止标志要存在，这样可以使驾驶员相对注意力集中。还可以在道路中涂抹一些黄色涂料，保证驾驶员视野不会过于单调，预防驾驶疲劳导致的交通事故。

3 针对胶轮车溜车后的防护措施

对于溜车问题，除了正确的操作方式可以避免外，还是会有意外情况导致事故的发生，因此，需要有避险车道来预防溜车后可能出现的意外。

3.1 避险车道的设计

无轨胶轮车在巷道中避险车道的设置方法有两种，一种是在巷道转弯出设计，如图1 所示。此设计方法可以车辆无操作时直接溜下驶入避险车道，避免二次事故的发生。

图1 避险车道设计方式一

另一种是在直线下坡路段设计的道路，如图2所示。此设计方案一般放在道路右侧，溜车时司机只要操纵好方向盘即可驶入避险车道，防止事故的发生。

避险车道设计的剖面如图3 所示。

图3 避险车道设计剖面图

3.2 避险车道长度确定

避险车道的长度应根据车辆下坡时的速度、坡道材料类型以及避险车道所设置的坡度而定。一般情况下失控车辆的停车距离和路面滚动阻尼系数、坡道的坡度有重大关系。失控车辆的停车距离可按下式计算[4]：

式中：L 为停车距离，m；V 为车辆行驶速度，km/h；R为避险车道阻尼系数；G 为车道纵坡坡度，%。

4 实际应用效果

表2 不同材料的避险车道阻尼系数

为验证该避险车道的使用效果，对矿井中进行了为期一个月的测试，实验过程中通过大量的现场模拟，不断对避险车道的长度和坡度做调整，得出的数据显示，车辆速度越大，避险车道的距离越长，坡度不大，溜车距离不长，车道长度控制在6 m 左右并且配有防撞轮胎，坡度为10°左右时，如果车辆在120 km/h 以内，车道距离就要设计到500 m 以上。

5 结论

通过车辆自身，人为以及环境原因分析了无轨胶轮车出现的问题，并结合大量的模拟数据，结果显示如下：

1）无轨胶轮车的合理应用，能减少很多不必要的安全问题，提高运输安全和效率。

2）避险车道能有效防止溜车事故发生的意外伤害，但坡度达到10°以上，速度达到120 km/h，避险车道需要的距离就会更长，还是有意外发生的可能性，所以要安全操作车辆尽量避免溜车事故的发生。