煤礦無(wú)軌膠輪車(chē)智能檢測(cè)系統(tǒng)淺析

引言

煤礦輔助運(yùn)輸,是指在煤礦生產(chǎn)中除煤炭運(yùn)輸以外的各種運(yùn)輸?shù)目偡Q,主要包括人員、材料、設(shè)備和研石等的運(yùn)輸,它是煤礦運(yùn)輸系統(tǒng)中的重要組成部分。我國(guó)煤礦輔助運(yùn)輸機(jī)械化起步較晚,直至20世紀(jì)70年代后期才開(kāi)始這方面的研制工作,近年來(lái),我國(guó)不斷進(jìn)行引進(jìn)、吸收消化,基本追上了國(guó)外煤礦輔助運(yùn)輸機(jī)械化的步伐,煤礦輔助運(yùn)輸設(shè)備種類(lèi)得到了極大地豐富。目前,按照運(yùn)輸設(shè)備分類(lèi),國(guó)內(nèi)常用的煤礦輔助運(yùn)輸方式包括兩大類(lèi):軌道運(yùn)輸方式和無(wú)軌運(yùn)輸方式。其中,軌道運(yùn)輸設(shè)備主要有單軌吊、卡軌車(chē)、齒軌車(chē)、無(wú)極繩牽引車(chē)等,而無(wú)軌運(yùn)輸設(shè)備則主要是無(wú)軌膠輪車(chē)。

1無(wú)軌膠輪車(chē)的特點(diǎn)

與單軌吊、卡軌車(chē)、無(wú)極繩牽引車(chē)等相比,無(wú)軌膠輪車(chē)作為新興的輔助運(yùn)輸方式有以下多方面的特點(diǎn):

（1）運(yùn)輸效率高。無(wú)軌膠輪車(chē)可以將人員、材料、設(shè)備在井口和工作面之間一次運(yùn)輸?shù)轿?沒(méi)有中間的轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié),節(jié)省了時(shí)間,提高了運(yùn)輸效率。

（2）應(yīng)用范圍廣。無(wú)軌膠輪車(chē)車(chē)型廣,常用的無(wú)軌膠輪車(chē)按照功能可分為工程運(yùn)輸車(chē)、人員運(yùn)輸車(chē)、指揮車(chē)、支架搬運(yùn)車(chē)、鏟運(yùn)裝載車(chē)、特種裝備車(chē)等,以上車(chē)型基本覆蓋了煤礦輔助運(yùn)輸所需的所有功能,多種車(chē)輛各司其職,針對(duì)不同的運(yùn)輸場(chǎng)景都可以找到適合的車(chē)型。

（3）爬坡性能強(qiáng)。無(wú)軌膠輪車(chē)在滿載情況下依然可爬24o左右的坡道,完全可以滿足近水平井下使用需求。

（4）承載能力大。無(wú)軌膠輪車(chē)能夠運(yùn)輸大型設(shè)備,運(yùn)輸承載能力達(dá)到30～40t,人員運(yùn)輸車(chē)每輛車(chē)能夠運(yùn)載人員多達(dá)20～30人。

（5）巷道布置簡(jiǎn)單。無(wú)軌膠輪車(chē)突破了電纜、軌道等的限制,不需要太多的輔助設(shè)備,只需對(duì)巷道底板進(jìn)行硬化,即可滿足輔助運(yùn)輸條件,能夠?qū)⑤o助運(yùn)輸從地軌、絞車(chē)等有軌系統(tǒng)中徹底解放出來(lái)。

(6）運(yùn)輸成本低。無(wú)軌膠輪車(chē)無(wú)須鋪設(shè)軌道,無(wú)須重新鋪設(shè)電纜,成本降低。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì),無(wú)軌膠輪車(chē)運(yùn)送每噸煤的成本在3元左右,其運(yùn)輸成本大約為其他運(yùn)輸設(shè)備的1/4～1/3,而輔助運(yùn)輸成本在噸煤成本中大概占到15%,在一定程度上無(wú)軌膠輪車(chē)可以提升礦井經(jīng)濟(jì)效益。

2無(wú)軌膠輪車(chē)安全隱患

鑒于無(wú)軌膠輪車(chē)的以上優(yōu)勢(shì),越來(lái)越多的煤礦開(kāi)始選用無(wú)軌膠輪車(chē)作為輔助運(yùn)輸?shù)闹饕O(shè)備。然而,近年來(lái),煤礦無(wú)軌膠輪車(chē)的事故發(fā)生率呈上升趨勢(shì),對(duì)井下安全生產(chǎn)產(chǎn)生了非常大的影響,導(dǎo)致人身傷害、經(jīng)濟(jì)損失等情況的發(fā)生。

如何保證無(wú)軌膠輪車(chē)的安全、穩(wěn)定、高效、智能運(yùn)行已經(jīng)成為煤礦企業(yè)亟待解決的問(wèn)題之一,基于對(duì)近年來(lái)膠輪車(chē)事故的分析,無(wú)軌膠輪車(chē)的主要安全隱患存在于以下三方面:

2.1車(chē)輛制動(dòng)問(wèn)題

車(chē)輛的剎車(chē)存在漏氣、異常磨損、附著油污等問(wèn)題,導(dǎo)致無(wú)軌膠輪車(chē)剎車(chē)制動(dòng)力不足,極易發(fā)生追尾、撞人、車(chē)輛失控等事故。2022年9月24日,陜西某煤礦作業(yè)人員乘坐四輪車(chē)從副斜井入井200m后,發(fā)現(xiàn)車(chē)輛不能正常換擋、剎車(chē)失靈,滑行中撞在左側(cè)巷幫上,造成4人死亡。

2.2燈光問(wèn)題

車(chē)輛前照燈、尾燈、信號(hào)燈偶發(fā)性關(guān)閉或損壞時(shí),無(wú)軌膠輪車(chē)駕駛員視線不清,對(duì)障礙物和人員距離判斷失誤,引起追尾、撞人等事故。2017年5月,山西某煤礦在工作面撤除和安裝期間,無(wú)軌膠輪車(chē)前照燈失靈,導(dǎo)致駕駛員在視線不清的情況下,與前車(chē)發(fā)生追尾事故,造成兩輛車(chē)輛受損。

2.3電氣線路問(wèn)題

無(wú)軌膠輪車(chē)在高負(fù)荷運(yùn)行的情況下,發(fā)動(dòng)機(jī)表面溫度極高,如遇車(chē)輛電氣線路老化、短路,油管漏油或滲油等情況,容易達(dá)到油品燃點(diǎn),造成車(chē)輛起火事故。

可以發(fā)現(xiàn),以上三方面隱患均可以通過(guò)加強(qiáng)對(duì)無(wú)軌膠輪車(chē)的日常檢測(cè)和維護(hù)進(jìn)行排除,因此加強(qiáng)無(wú)軌膠輪車(chē)的檢測(cè)就顯得尤為重要。目前,多數(shù)煤礦企業(yè)對(duì)于無(wú)軌膠輪車(chē)的檢測(cè),采取"旬檢＋月檢＋年檢"的模式,旨在對(duì)無(wú)軌膠輪車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等進(jìn)行持續(xù)、高頻的檢測(cè),以保證無(wú)軌膠輪車(chē)的車(chē)況。所以,一套高效、智能的無(wú)軌膠輪車(chē)檢測(cè)系統(tǒng)才能滿足煤礦企業(yè)對(duì)于無(wú)軌膠輪車(chē)檢測(cè)工作的需求。

3無(wú)軌膠輪車(chē)智能檢測(cè)系統(tǒng)

根據(jù)無(wú)軌膠輪車(chē)的車(chē)輛構(gòu)造特點(diǎn),針對(duì)近年來(lái)煤礦無(wú)軌膠輪車(chē)發(fā)生事故的原因和相關(guān)經(jīng)驗(yàn),煤礦無(wú)軌膠輪車(chē)檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)主要包含以下幾個(gè)部分:智能管理平臺(tái)、外觀檢測(cè)系統(tǒng)、安全檢測(cè)系統(tǒng)。

3.1智能管理平臺(tái)

智能管理平臺(tái)的主要功能是對(duì)整個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行智能化、互聯(lián)網(wǎng)化的管理,其子系統(tǒng)包括:網(wǎng)上預(yù)約系統(tǒng)、車(chē)輛預(yù)檢系統(tǒng)、多媒體系統(tǒng)、單據(jù)自動(dòng)打印系統(tǒng)等。

(1）網(wǎng)上預(yù)約系統(tǒng)可以方便管理者通過(guò)后臺(tái)獲取實(shí)時(shí)的預(yù)約情況,根據(jù)實(shí)際情況安排預(yù)約車(chē)輛檢測(cè),實(shí)現(xiàn)在正式審車(chē)前通過(guò)網(wǎng)上預(yù)約平臺(tái)向檢測(cè)站體檢預(yù)約,減少排隊(duì)、等待占用的時(shí)間,同時(shí)為檢測(cè)站管理者提供了便捷的管理功能。

(2）車(chē)輛預(yù)檢系統(tǒng)可以自動(dòng)獲取并提交無(wú)軌膠輪車(chē)的車(chē)輛預(yù)檢信息配置,允許管理者核對(duì)、修改、提交車(chē)輛預(yù)檢信息,通過(guò)動(dòng)態(tài)配置可實(shí)現(xiàn)及時(shí)更新預(yù)檢信息列表及控制輸入信息完整性,有效避免輸入臟數(shù)據(jù),提高信息錄入效率。

(3）多媒體系統(tǒng)則對(duì)無(wú)軌膠輪車(chē)的檢測(cè)過(guò)程進(jìn)行全程視頻播放及記錄,在車(chē)輛檢測(cè)過(guò)程中可通過(guò)終端(電視）觀察車(chē)輛檢測(cè)動(dòng)態(tài)并語(yǔ)音播報(bào)車(chē)輛下線,也可播放電影、廣告、宣傳視頻等。送檢人將待檢車(chē)輛交予引車(chē)員后,即可在候車(chē)廳通過(guò)終端(電視）了解送檢車(chē)輛檢測(cè)進(jìn)度,同時(shí)可提供視頻播放服務(wù),提升檢測(cè)站服務(wù)質(zhì)量。

(4）單據(jù)自動(dòng)打印系統(tǒng)主要提供了牌證申請(qǐng)表、委托單、檢測(cè)結(jié)果單等單據(jù)自動(dòng)打印功能,從而提升了檢測(cè)效率,節(jié)省了人力,并降低了人工判定的出錯(cuò)率。

在傳統(tǒng)檢測(cè)流程中,車(chē)主需要填寫(xiě)牌證申請(qǐng)表和檢測(cè)委托單,之后進(jìn)行繳費(fèi),再進(jìn)行正式上線:在車(chē)輛安檢外檢時(shí),需要外檢員填寫(xiě)車(chē)輛基本信息并針對(duì)每一項(xiàng)人工檢驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行手工判定,大大增加了工作量且影響檢測(cè)效率,甚至可能因?yàn)槿斯ふ`判造成巨大損失。本功能旨在優(yōu)化檢測(cè)流程的同時(shí)避免出現(xiàn)人工誤判的可能,為安全檢測(cè)提供基礎(chǔ)保障。

3.2外觀檢測(cè)系統(tǒng)

外觀檢測(cè)系統(tǒng)采用靈活的檢測(cè)方法,可以繪制車(chē)身輪廓的三維圖形。采用激光掃描傳感器,將各測(cè)量單元測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸至系統(tǒng)主機(jī)。

其中外廓尺寸測(cè)量?jī)x的功能是檢測(cè)汽車(chē)的長(zhǎng)度、寬度、高度、軸距、欄板高度等,并與該車(chē)輛的外廓尺寸原始數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)。整備質(zhì)量測(cè)試儀主要用于檢測(cè)無(wú)軌膠輪車(chē)的整備質(zhì)量。輪重檢測(cè)臺(tái)用來(lái)檢測(cè)左右輪靜態(tài)輪重,計(jì)算出對(duì)應(yīng)軸重,從而輔助計(jì)算車(chē)輛制動(dòng)性能。

3.3安全檢測(cè)系統(tǒng)

安全檢測(cè)系統(tǒng)主要對(duì)無(wú)軌膠輪車(chē)的安全性能進(jìn)行檢驗(yàn),包括無(wú)軌膠輪車(chē)車(chē)速表檢驗(yàn)臺(tái)、制動(dòng)檢測(cè)臺(tái)、前照燈檢測(cè)儀、側(cè)滑檢測(cè)臺(tái)、底盤(pán)測(cè)功機(jī)。

(1）無(wú)軌膠輪車(chē)車(chē)速表檢驗(yàn)臺(tái)用于測(cè)量被檢車(chē)輛車(chē)速表的示值誤差。被檢車(chē)輛駛上本檢驗(yàn)臺(tái),可檢測(cè)出無(wú)軌膠輪車(chē)在0～120km/h速度下行駛狀態(tài)車(chē)速表的性能和誤差值,從而判斷被檢車(chē)輛的車(chē)速表示值誤差是否合格。

(2）制動(dòng)檢測(cè)臺(tái)用于檢測(cè)車(chē)輪最大制動(dòng)力、車(chē)輪阻滯力、制動(dòng)力平衡性(左右輪制動(dòng)力差）等,以評(píng)價(jià)單軸制動(dòng)性能和整車(chē)制動(dòng)性能。

(3）前照燈檢測(cè)儀用于檢測(cè)無(wú)軌膠輪車(chē)的燈光發(fā)光強(qiáng)度及光軸偏移量。

(4）側(cè)滑檢測(cè)臺(tái)用于檢測(cè)轉(zhuǎn)向輪橫向側(cè)滑量,從而判斷被檢車(chē)輛側(cè)滑量參數(shù)是否合格。

(5）底盤(pán)測(cè)功機(jī)用于測(cè)量無(wú)軌膠輪車(chē)在額定扭矩工況下的驅(qū)動(dòng)輪輸出功率、無(wú)軌膠輪車(chē)額定功率工況下的驅(qū)動(dòng)輪輸出功率、多速度下無(wú)軌膠輪車(chē)車(chē)輪滾動(dòng)阻力以及進(jìn)行無(wú)軌膠輪車(chē)底盤(pán)傳動(dòng)系阻力檢測(cè)、加速時(shí)間檢測(cè)、滑行距離檢測(cè)、車(chē)速表示值誤差檢測(cè)等。

4智能檢測(cè)流程

在設(shè)計(jì)無(wú)軌膠輪車(chē)檢測(cè)流程時(shí),應(yīng)盡可能做到自動(dòng)化、智能化、少人化。

無(wú)軌膠輪車(chē)進(jìn)站時(shí)號(hào)牌識(shí)別系統(tǒng)調(diào)取車(chē)輛預(yù)約狀態(tài),如果已經(jīng)預(yù)約則自動(dòng)打印無(wú)軌膠輪車(chē)外檢表,并由駕駛員將無(wú)軌膠輪車(chē)開(kāi)到預(yù)約通道等待上線。注冊(cè)員將無(wú)軌膠輪車(chē)信息錄入檢測(cè)系統(tǒng)后,會(huì)自動(dòng)分配當(dāng)前空閑的引車(chē)員,在外檢屏幕上進(jìn)行提示及語(yǔ)音呼叫。

引車(chē)員刷引車(chē)員工作卡后,將無(wú)軌膠輪車(chē)駛?cè)霗z測(cè)車(chē)間,進(jìn)行無(wú)軌膠輪車(chē)外觀檢測(cè)和安全檢測(cè)。無(wú)軌膠輪車(chē)檢測(cè)完成后,引車(chē)員需要將車(chē)輛停在指定區(qū)域,并刷引車(chē)員工作卡交車(chē)。如無(wú)軌膠輪車(chē)檢測(cè)不合格,則進(jìn)入復(fù)檢狀態(tài),檢測(cè)流程與初檢一致。

無(wú)軌膠輪車(chē)的智能檢測(cè)流程如圖1所示。

5結(jié)語(yǔ)

無(wú)軌膠輪車(chē)輔助運(yùn)輸,從20世紀(jì)80年代初引進(jìn)國(guó)內(nèi)到現(xiàn)在,經(jīng)歷了數(shù)十年的發(fā)展,已經(jīng)成為我國(guó)煤礦輔助運(yùn)輸?shù)囊淮笾匾绞健?

隨著當(dāng)今世界采礦技術(shù)的不斷發(fā)展,輔助運(yùn)輸領(lǐng)域也要緊跟技術(shù)前沿,無(wú)軌膠輪車(chē)智能檢測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用,能顯著提升礦井輔助運(yùn)輸系統(tǒng)的安全性,針對(duì)煤礦用無(wú)軌膠輪車(chē)的主要安全隱患,智能檢測(cè)系統(tǒng)可以快速、準(zhǔn)確地找到危險(xiǎn)源,在源頭上降低安全風(fēng)險(xiǎn)。

在實(shí)際的煤礦生產(chǎn)中,必須對(duì)無(wú)軌膠輪車(chē)的日常運(yùn)行進(jìn)行科學(xué)、有效的管理,對(duì)車(chē)輛本身進(jìn)行全面、系統(tǒng)的檢測(cè),才能做到環(huán)境安全、設(shè)備可靠、管理到位,為實(shí)現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)提供有力保障。