煤矿无轨胶轮车智能检测系统浅析

引言

煤矿辅助运输,是指在煤矿生产中除煤炭运输以外的各种运输的总称,主要包括人员、材料、设备和研石等的运输,它是煤矿运输系统中的重要组成部分。我国煤矿辅助运输机械化起步较晚,直至20世纪70年代后期才开始这方面的研制工作,近年来,我国不断进行引进、吸收消化,基本追上了国外煤矿辅助运输机械化的步伐,煤矿辅助运输设备种类得到了极大地丰富。目前,按照运输设备分类,国内常用的煤矿辅助运输方式包括两大类:轨道运输方式和无轨运输方式。其中,轨道运输设备主要有单轨吊、卡轨车、齿轨车、无极绳牵引车等,而无轨运输设备则主要是无轨胶轮车。

1无轨胶轮车的特点

与单轨吊、卡轨车、无极绳牵引车等相比,无轨胶轮车作为新兴的辅助运输方式有以下多方面的特点:

（1）运输效率高。无轨胶轮车可以将人员、材料、设备在井口和工作面之间一次运输到位,没有中间的转运环节,节省了时间,提高了运输效率。

（2）应用范围广。无轨胶轮车车型广,常用的无轨胶轮车按照功能可分为工程运输车、人员运输车、指挥车、支架搬运车、铲运装载车、特种装备车等,以上车型基本覆盖了煤矿辅助运输所需的所有功能,多种车辆各司其职,针对不同的运输场景都可以找到适合的车型。

（3）爬坡性能强。无轨胶轮车在满载情况下依然可爬24o左右的坡道,完全可以满足近水平井下使用需求。

（4）承载能力大。无轨胶轮车能够运输大型设备,运输承载能力达到30～40t,人员运输车每辆车能够运载人员多达20～30人。

（5）巷道布置简单。无轨胶轮车突破了电缆、轨道等的限制,不需要太多的辅助设备,只需对巷道底板进行硬化,即可满足辅助运输条件,能够将辅助运输从地轨、绞车等有轨系统中彻底解放出来。

(6）运输成本低。无轨胶轮车无须铺设轨道,无须重新铺设电缆,成本降低。根据相关统计,无轨胶轮车运送每吨煤的成本在3元左右,其运输成本大约为其他运输设备的1/4～1/3,而辅助运输成本在吨煤成本中大概占到15%,在一定程度上无轨胶轮车可以提升矿井经济效益。

2无轨胶轮车安全隐患

鉴于无轨胶轮车的以上优势,越来越多的煤矿开始选用无轨胶轮车作为辅助运输的主要设备。然而,近年来,煤矿无轨胶轮车的事故发生率呈上升趋势,对井下安全生产产生了非常大的影响,导致人身伤害、经济损失等情况的发生。

如何保证无轨胶轮车的安全、稳定、高效、智能运行已经成为煤矿企业亟待解决的问题之一,基于对近年来胶轮车事故的分析,无轨胶轮车的主要安全隐患存在于以下三方面:

2.1车辆制动问题

车辆的刹车存在漏气、异常磨损、附着油污等问题,导致无轨胶轮车刹车制动力不足,极易发生追尾、撞人、车辆失控等事故。2022年9月24日,陕西某煤矿作业人员乘坐四轮车从副斜井入井200m后,发现车辆不能正常换挡、刹车失灵,滑行中撞在左侧巷帮上,造成4人死亡。

2.2灯光问题

车辆前照灯、尾灯、信号灯偶发性关闭或损坏时,无轨胶轮车驾驶员视线不清,对障碍物和人员距离判断失误,引起追尾、撞人等事故。2017年5月,山西某煤矿在工作面撤除和安装期间,无轨胶轮车前照灯失灵,导致驾驶员在视线不清的情况下,与前车发生追尾事故,造成两辆车辆受损。

2.3电气线路问题

无轨胶轮车在高负荷运行的情况下,发动机表面温度极高,如遇车辆电气线路老化、短路,油管漏油或渗油等情况,容易达到油品燃点,造成车辆起火事故。

可以发现,以上三方面隐患均可以通过加强对无轨胶轮车的日常检测和维护进行排除,因此加强无轨胶轮车的检测就显得尤为重要。目前,多数煤矿企业对于无轨胶轮车的检测,采取"旬检＋月检＋年检"的模式,旨在对无轨胶轮车的发动机、传动系统、照明系统等进行持续、高频的检测,以保证无轨胶轮车的车况。所以,一套高效、智能的无轨胶轮车检测系统才能满足煤矿企业对于无轨胶轮车检测工作的需求。

3无轨胶轮车智能检测系统

根据无轨胶轮车的车辆构造特点,针对近年来煤矿无轨胶轮车发生事故的原因和相关经验,煤矿无轨胶轮车检测系统应主要包含以下几个部分:智能管理平台、外观检测系统、安全检测系统。

3.1智能管理平台

智能管理平台的主要功能是对整个检测系统进行智能化、互联网化的管理,其子系统包括:网上预约系统、车辆预检系统、多媒体系统、单据自动打印系统等。

(1）网上预约系统可以方便管理者通过后台获取实时的预约情况,根据实际情况安排预约车辆检测,实现在正式审车前通过网上预约平台向检测站体检预约,减少排队、等待占用的时间,同时为检测站管理者提供了便捷的管理功能。

(2）车辆预检系统可以自动获取并提交无轨胶轮车的车辆预检信息配置,允许管理者核对、修改、提交车辆预检信息,通过动态配置可实现及时更新预检信息列表及控制输入信息完整性,有效避免输入脏数据,提高信息录入效率。

(3）多媒体系统则对无轨胶轮车的检测过程进行全程视频播放及记录,在车辆检测过程中可通过终端(电视）观察车辆检测动态并语音播报车辆下线,也可播放电影、广告、宣传视频等。送检人将待检车辆交予引车员后,即可在候车厅通过终端(电视）了解送检车辆检测进度,同时可提供视频播放服务,提升检测站服务质量。

(4）单据自动打印系统主要提供了牌证申请表、委托单、检测结果单等单据自动打印功能,从而提升了检测效率,节省了人力,并降低了人工判定的出错率。

在传统检测流程中,车主需要填写牌证申请表和检测委托单,之后进行缴费,再进行正式上线:在车辆安检外检时,需要外检员填写车辆基本信息并针对每一项人工检验项目进行手工判定,大大增加了工作量且影响检测效率,甚至可能因为人工误判造成巨大损失。本功能旨在优化检测流程的同时避免出现人工误判的可能,为安全检测提供基础保障。

3.2外观检测系统

外观检测系统采用灵活的检测方法,可以绘制车身轮廓的三维图形。采用激光扫描传感器,将各测量单元测量数据传输至系统主机。

其中外廓尺寸测量仪的功能是检测汽车的长度、宽度、高度、轴距、栏板高度等,并与该车辆的外廓尺寸原始数据进行比对。整备质量测试仪主要用于检测无轨胶轮车的整备质量。轮重检测台用来检测左右轮静态轮重,计算出对应轴重,从而辅助计算车辆制动性能。

3.3安全检测系统

安全检测系统主要对无轨胶轮车的安全性能进行检验,包括无轨胶轮车车速表检验台、制动检测台、前照灯检测仪、侧滑检测台、底盘测功机。

(1）无轨胶轮车车速表检验台用于测量被检车辆车速表的示值误差。被检车辆驶上本检验台,可检测出无轨胶轮车在0～120km/h速度下行驶状态车速表的性能和误差值,从而判断被检车辆的车速表示值误差是否合格。

(2）制动检测台用于检测车轮最大制动力、车轮阻滞力、制动力平衡性(左右轮制动力差）等,以评价单轴制动性能和整车制动性能。

(3）前照灯检测仪用于检测无轨胶轮车的灯光发光强度及光轴偏移量。

(4）侧滑检测台用于检测转向轮横向侧滑量,从而判断被检车辆侧滑量参数是否合格。

(5）底盘测功机用于测量无轨胶轮车在额定扭矩工况下的驱动轮输出功率、无轨胶轮车额定功率工况下的驱动轮输出功率、多速度下无轨胶轮车车轮滚动阻力以及进行无轨胶轮车底盘传动系阻力检测、加速时间检测、滑行距离检测、车速表示值误差检测等。

4智能检测流程

在设计无轨胶轮车检测流程时,应尽可能做到自动化、智能化、少人化。

无轨胶轮车进站时号牌识别系统调取车辆预约状态,如果已经预约则自动打印无轨胶轮车外检表,并由驾驶员将无轨胶轮车开到预约通道等待上线。注册员将无轨胶轮车信息录入检测系统后,会自动分配当前空闲的引车员,在外检屏幕上进行提示及语音呼叫。

引车员刷引车员工作卡后,将无轨胶轮车驶入检测车间,进行无轨胶轮车外观检测和安全检测。无轨胶轮车检测完成后,引车员需要将车辆停在指定区域,并刷引车员工作卡交车。如无轨胶轮车检测不合格,则进入复检状态,检测流程与初检一致。

无轨胶轮车的智能检测流程如图1所示。

5结语

无轨胶轮车辅助运输,从20世纪80年代初引进国内到现在,经历了数十年的发展,已经成为我国煤矿辅助运输的一大重要方式。

随着当今世界采矿技术的不断发展,辅助运输领域也要紧跟技术前沿,无轨胶轮车智能检测系统的应用,能显著提升矿井辅助运输系统的安全性,针对煤矿用无轨胶轮车的主要安全隐患,智能检测系统可以快速、准确地找到危险源,在源头上降低安全风险。

在实际的煤矿生产中,必须对无轨胶轮车的日常运行进行科学、有效的管理,对车辆本身进行全面、系统的检测,才能做到环境安全、设备可靠、管理到位,为实现煤矿安全生产提供有力保障。