辅助运输,“辅助”地位?
今年1月底,国家安全生产监督管理总局和国家煤矿安全监察局专门下发通知,要求加强煤矿井下防爆柴油机无轨胶轮车的安全管理。
近年来,煤矿井下无轨胶轮车引发的事故时有发生,造成重大人员伤亡和财产损失,教训十分深刻。
2013年6月5日,山西离柳鑫瑞煤业有限公司发生一起无轨胶轮车失控导致的运输事故,造成6人死亡。2013年8月23日,内蒙古西蒙集团电力满都拉煤矿一辆运送喷浆材料的防爆胶轮车搭载施工人员入井时,行至副斜井井底拐弯处失控,撞在巷帮上,造成4人死亡。
据国家煤监局统计,近年来,包括无轨胶轮车在内的井下辅助运输事故多发,事故总量仅次于顶板事故,重特大事故存在增加的趋势;辅助运输工伤事故约占井下工伤事故总数的30%,也仅次于顶板事故。
我国采煤技术、采掘机械化程度以及主运输系统的装备水平近年来不断提升,辅助运输系统的技术发展和安全现状如何呢?2013年,国家煤监局对此进行了专项调研,结果颇令人担忧。
各类辅助运输方式均有大量使用
约1300处矿井在使用斜井人车,约2000处矿井使用架空乘人装置,700余处矿井使用无轨胶轮车
煤矿辅助运输主要指井下除煤炭运输以外的人员、材料、设备等的运输。按铺设轨道的不同,可分为轨道运输、单轨吊运输、无轨运输和架空乘人装置4种。
目前各类辅助运输方式在我国煤矿均有大量使用。调查显示,约1300处矿井在使用斜井人车,约2000处矿井使用架空乘人装置,700余处矿井使用无轨胶轮车。
斜井人车作为煤矿井下运输人员的重要设备,在国内外有近60年的使用历史。国家煤监局根据本次调查的2300多处煤矿及各地煤矿管理部门反馈的信息综合分析,认为目前我国约有1300处矿井正在使用斜井人车,使用总量在6000台以上,设备类型以插爪式为主。斜井人车主要在东北、中南等地区的老矿井和中小型煤矿使用,新建及大型矿井很少使用。记者从采访中得知,很多曾经使用斜井人车的矿井已将其淘汰更新,改用架空乘人装置。
我国架空乘人装置的应用始于上世纪60年代。发展之初,产品简易、粗糙,2000年以后,产品设计制造逐步专业化,总体技术趋于成熟。调查称,我国井下架空乘人装置的最大适用坡度已达35度,最长输送距离达到3500米。目前,架空乘人装置在我国25个省(自治区、直辖市)的煤矿有应用。其中,山西、四川、贵州、河南的矿井使用最多。全国约有2000处矿井使用架空乘人装置,总量4200套左右。据有关专家估计,全国煤矿井下每天约有40万矿工乘坐架空乘人装置。
20世纪80年代末,无轨胶轮车开始进入我国市场,其特点是运行机动灵活,装卸方便、速度快,载重量大,在国外应用较普遍。目前我国有13个省(自治区、直辖市)的煤矿在使用无轨胶轮车,以内蒙古、陕西、山西、宁夏、山东5个省(自治区)的使用量最大。全国使用无轨胶轮车的矿井有700余处,使用量8000台以上,其中进口量约500台。就用途而言,井下无轨胶轮车71%作为材料运输车,人员运输车约占17%,另有1000台左右为支架搬运车等特种车辆。
除此以外,调查显示,单轨吊车、新型电机车、卡轨车等辅助运输新装备也在逐步涌现。
整体上仍处于上世纪七八十年代水平
起步较晚,相比采掘设备并未得到同步发展
井下辅助运输是整个矿井生产系统的重要环节。但相比采掘设备的快速发展,我国煤矿井下辅助运输技术装备未得到同步发展。
调查称,我国煤矿辅助运输作业人员占井下职工总数的1/3以上,有些矿井甚至达到一半。综采矿井每采百万吨煤辅助运输用工500人至1200人,是世界先进水平的7倍至10倍。辅助运输条件严重影响了我国煤矿的全员效率,与安全高产高效矿井建设很不适应。
据介绍,我国的煤矿井下辅助运输机械化起步较晚。早期建设的大中型矿井辅助运输系统主要由运输大巷中的电机车和采区中的矿用绞车、小型蓄电池机车等构成。直到上世纪70年代后期,才开始轨道辅助运输系统的研制工作,且一直没有形成定型产品。上世纪80年代,“矿井高效辅助运输设备的研制”曾被列入“七五”国家科技攻关计划。上世纪80年代后期,国内企业在大量引进德国、捷克、英国等国的绳牵引槽钢轨卡轨车、柴油机单轨吊车、架空乘人装置等成套技术装备的基础,研制出相关辅助运输产品,并在一些矿井得到应用。无轨胶轮车的引进则始于上世纪80年代末,上世纪90年代后期,国内企业先后成功研制了多种柴油机无轨胶轮车及其配套设施。
调查称,由于近二三十年来相关标准对产品技术和性能要求基本没有变化,我国斜井人车的产品技术基本仍处于上世纪80年代的水平,与前苏联的产品相比,我国产品仍缺少超速制动装置及防脱轨机构等强制性要求;架空乘人装置除少数几家生产企业技术实力较强、具备设计研发能力外,大多数企业仍处于抄袭、仿制阶段,整体设计制造水平与进口产品相比还有一定的差距,主要反映在安全性、运行平稳性、可靠性等方面;柴油机无轨胶轮车进入21世纪后得到了较快发展,但调查特别提到,目前仍有部分非防爆车辆在井下使用。
国家煤监局调查得出的结论是,我国煤矿辅助运输技术及装备整体上依然处于20世纪七八十年代水平。
安全性、舒适性跟不上时代要求
各类辅助运输设备均存在程度不同的缺陷,且设计上未能充分体现“以人为本”的理念
据统计,辅助运输事故近年来较多发。2010年至2012年,全国煤矿发生辅助运输事故630起,死亡761人,在煤矿事故总数中居第二位,仅次于顶板事故。近年来辅助运输工伤事故约占井下工伤事故总数的30%,也仅次于顶板事故,且呈上升趋势。
调查称,我国煤矿井下各类辅助运输设备均存在程度不同的缺陷。
斜井人车系统组成复杂,部件分散,运行速度控制完全依靠提升绞车,本身没有限速装置,安全保障程度较差。井下架空乘人装置在设计、安装、验收、使用维护上的监控明显不及地面架空客运索道严格,设计方法比较简单,维护管理缺乏相关标准和规范,容易出现打滑、飞车、掉绳等,且不能有效防止乘坐时因疲劳瞌睡而可能造成的伤害,调查中38.9%的煤矿企业认为安全性是井下架空乘人装置使用过程中存在的最大问题。无轨胶轮车防爆改装后自重增加,在长距离重载下坡时,“刹车软”是通病,且尾气排放高、噪音大、故障率高、效率低的特征明显。
另外,井下辅助运输设备未能充分体现“以人为本”的理念,舒适性亟待提高。
调查称,斜井人车高度普遍较低,致使上下车不方便,座椅空间狭窄,材质多为铁板,乘坐很不舒适,尤其在冬季的北方煤矿。架空乘人装置座椅结构简单,多为铁板焊制,很少提及舒适性,由于受巷道条件限制,上下车时也不方便。无轨胶轮车操控性差,普遍存在驾驶盲区较大,倒车视线差,驾驶室不封闭,空间小,噪音大,车辆震动大等问题。
关注度处于真正的“辅助”地位
煤矿对其关注度远不及采掘、通风以及主运输;规范标准落后,产品水平良莠不齐
我国煤矿地质条件较复杂,有些矿井随着开采年限的增加,采深越来越深。据介绍,有煤矿已经达到5级提升。这给井下辅助运输带来了很大的压力。
煤矿井下辅助运输技术和装备近年来得到了一定发展,相比过去人拉肩扛、骡子运输,辅助运输已有不小的进步。但总体而言,受到的重视还普遍不够。
调查称,煤矿对其关注度远不及采掘、通风以及主运输,更不及灾害防治和重特大事故防范,辅助运输真正处于“辅助”地位。此外,辅助运输系统员工整体素质较低,在煤矿地位不高,待遇相对较差。
调查显示,出现这种情况的另一个原因是辅助运输设备标准规范落后,安全性、舒适性指标跟不上时代要求。
例如,斜井人车标准已经使用20余年,在这20余年里技术要求基本未变;架空乘人装置现有6个标准和法规,但彼此间技术要求不一致,甚至存在相互矛盾,整体安全要求明显低于地面架空客运索道;无轨胶轮车技术标准内容不全,不能满足所有产品,产品检验过程中仅注重对井下特殊使用环境涉及的安全性能的考核,对车辆本身性能的考核严重不足。
与之相应的,是辅助运输设备生产企业众多,产品水平良莠不齐,整体技术水平较低。
调查称,国内有斜井人车生产企业21家,但仅有5家年产值达到3000万元;架空乘人装置生产企业28家,其中2家市场占有率超过50%,大多数企业处于抄袭、仿制阶段;无轨胶轮车生产企业55家,仅有5家有新产品研发能力。由于市场竞争激烈,低价竞标特征明显,导致品质好的产品推广困难,质次价廉仍是市场主流。
链接
煤矿辅助运输新装备
单轨吊车
单轨吊车的轨道是一种特殊的工字钢,悬吊在巷道上。单轨吊车运输是将材料、设备等通过承载车或起吊梁吊在巷道顶部的单轨吊上,由牵引机构牵引运输。
单轨吊车可用于水平和倾斜巷道运输。主要特点是受底板因素影响较小,具有一定的爬坡能力和载荷能力,机动性较强,可以在运输过程中随意停靠卸载物品。单轨吊车受巷道支护强度和稳定性以及巷道顶板状况、轨道悬吊强度等的影响较大,不适合长时间大坡度运行。
单轨吊车正朝齿轨化、智能化和多元化方向发展,注重开发大功率、大牵引力的单轨吊车,德国等国正在致力于开发用于窄小巷道的单轨吊车。
卡轨车
卡轨车的特点是全部载重都落在巷道底部的双轨上,与巷道支护条件无关,对底板有一定的要求。
卡轨车因具有防掉道的卡轨轮及可靠的制动系统,能以较快的速度在轨道上安全运行。突出优点是承载能力大,爬坡能力强,运行速度快,在失控的情况下能自动紧急制动停车,安全性能高。
卡轨车只适用于固定段的运输,进入多条分支巷道时必须经过车场或转载站,而形成多段运输。卡轨车不适用于底鼓明显、积水较多的巷道。
新型电机车
随着技术的不断进步和发展,使用不同调速方式及动力的新型电机车逐渐出现。例如,以超级电容器作为动力源的矿用一般型超级电容电机车。
超级电容器具有储能容量大、充电时间短(一次充电仅需10分钟)、使用寿命长(循环寿命可达5万次)、能量利用率高、无腐蚀性气体释放等特点,因此超级电容电机车具有成本低、安全、环保的优点。目前这种车已有产品投入工业性试用。
国外煤矿井下辅助运输发展历程
20世纪五六十年代,美国、澳大利亚、德国等采煤技术先进国家着手研制新型高效井下辅助运输设备。20世纪七八十年代,相继建立起先进的井下辅助运输系统。
目前,德国、英国、捷克等国的煤矿井下辅助运输多以轨道运输为主。美国、澳大利亚等国煤矿井下则大量使用防爆柴油机无轨胶轮车。国外煤矿井下辅助运输牵引方式由钢丝绳牵引向柴油机、蓄电池牵引发展,设备类型由轻型向重型设备发展,设备功能由单一向多种功能发展,运输方式由有轨运输向无轨运输发展。