防爆无轨胶轮车配套选型
无轨胶轮车功能及参数
目前国内的防爆无轨胶轮车技术日趋成熟，已实现完全替代进口，其按照用途分为运人车、运料车、多功能铲运机、特种搬运车、专用作业车等5大类；按照驱动装置可分为防爆柴油机驱动和防爆蓄电池驱动两种，其中防爆柴油机车辆需满足非道路国Ⅲ排放标准。随着矿企对无轨胶轮车尾气污染问题的重视，蓄电池驱动的车辆已逐渐兴起，但目前充电技术及续航能力有待进一步提高。
运人车主要用于人员运输；运料车主要用于锚杆、锚索、锚网、矸石等各种材料的运输；多功能铲运机可实现叉、铲、卷电缆、输送带、升降平台、拖运平板车及货斗等多种功能，各工作机构间可快换；特种搬运车主要用于综采、综掘工作面的搬家倒面；专用作业车可实现混凝土搅拌运输、洒水、送餐、清扫等特殊功能。根据国家安标办网站2019年末公布的数据，全国共计66家企业有无轨胶轮车的安标申办记录，随着市场的不断淘汰，目前主流生产厂家有：山西强力矿用设备、山西天地煤机、常州科试、莱州亚通、连云港天明装备、湖北塞弗精工、航天重型工程装备、深圳德塔等，其中山西强力矿用设备是国内较早研制防爆无轨胶轮车的企业，也是国内具有全系产品的生产厂家，市场占有率超过40%。目前市场上主流防爆柴油机驱动车型和蓄电池驱动车型参数表分别见表1、表2，以供选型参考。
无轨胶轮车的选型
无轨胶轮车的选型应根据矿井巷道条件、采掘装备的重量、物料及人员的运量来配置，综合考虑运输效率及投资效益。当采用斜井辅运时，配置无轨胶轮车时应尽量满足所有装备及物料、人员等一次运输到位。当采用立井辅运时，主要根据罐笼的尺寸及运载能力来配置无轨胶轮车。以某矿条件为例，其选型过程如下:
已知该矿设计生产能力8.0Mt/a，采用副立井、主斜井综合开拓方式。大巷及工作面巷道坡度均小于6°，辅运大巷宽度5200mm，去除水管、电缆、沟槽后净宽约4500mm左右，净高4200mm，顶部为圆弧顶，各工作面平均运输距离3340m。罐笼尺寸为(L×W×H):7150mm×2750mm×5900mm，提升能力50t。采掘设备运输最大重量45t，支架中心距1.75m，共计115架；最大班下井人员：217人/班，共计10个队，材料运量(平均按6t/车计)：1个回采工作面，1车/班，瓦斯预抽面2车/班；4个综掘工作面，每个面2车/班；1个大巷综掘工作面，4车/班；1个岩巷普掘工作面，4车/班;通修队，3车/班；机运队2车/班。设备、备件，6车/班，其它，5车/班，矸石，9车/班(井下回填)，合计59车/班。
※无轨胶轮车选型
由于目前蓄电池驱动车辆续航能力有限，充电管理复杂，采购成本高，仅神东矿区有部分应用，因此暂不考虑蓄电池驱动车型，后续随着运量增大，可适当增配。
矿井日常生产用车配置：运送人员，选用WC20Ｒ型防爆运人车，在副立井底转载；运送散装物料、矸石、小型设备，选用WCJ8E铰接料车和WC5J整体自卸车，立井不用转载；工作巷运输、管件运送及井筒、大巷带式输送机检修，选用WC3Y整体顺槽车；井下生产调度指挥、紧急抢修时运送少量人员、物品，选用WC9Ｒ防爆皮卡车；井下矸石装载及10t级以下的机电设备运送、巷道清理维修、短途物料运输等，选用WJ－10FB防爆铲运机，并配有工作机构快换装置，同时配置铲斗、铲叉、升降平台、平板拖车、平板拖斗、卷电缆装置、卷带装置、破碎锤、吊臂等多种工作机构，矸石由自卸料车运至井下废旧巷道回填，WJ－10FB铲运机解体入井，仅在井下作业，不再升井；巷道降尘，选用WC4S洒水车，可直接入罐，无需转载；能够直接入罐升井的车辆采用地面加油，无法直接入罐升井的车辆可由其他车辆运输油料进行加油；井下送餐选用WC3J运餐车，无需转载；井下支护、路面硬化混凝土运输，选用JC2.5混凝土搅拌车，无需转载；
采掘工作面大型设备搬家倒面用车配置：采煤机、掘进机部分解体后运输，解体后重量最大不超过45t，选用2台WC55E铲板式搬运车运输；刮板输送机、转载机、*碎机破**、泵站、工作巷带式输送机等设备按尺寸局部解体后，选用WC25E铲板式搬运车或WJ－10FB防爆铲运机+平板拖车运输，入井时均需解体；液压支架总重不超过50t，选用WC50Y支架车整体运输，搬运车入井时需要解体。
※各型无轨胶轮车的数量配置
车辆往返一次总运输时间计算:
t=t1+t2+t3+ty
式中，t为无轨胶轮车往返一次所需时间，min；t1为装车时间，min;t2为卸车时间，取0.5～1.0min；t3为胶轮车调车等待停歇时间，影响因素较多，应按具体情况确定，可取2～4min。
无轨胶轮车台班运输能力为:
Q=60QWTtk1k2
式中，Qw为每台无轨胶轮车运载量；T为每班运行时间，按4.5h/班；k1为无轨胶轮车载重量利用系数，取0.9；k2为无轨胶轮车工作时间利用系数，每日一班取0.9，两班取0.85，三班工作取0.8。
运送矸石、物料、设备无轨胶轮车台数为:
N=k(Q1+Q2)/Qb
式中，Q1为矿井每班矸石运输量，取50t/班；Q2为矿井每班运输其他设备、材料折算量，按210t/班；k为运输不均衡系数，取1.15。
经上述计算，并借鉴某公司的管理模式，矿井初期达产时每班运送矸石和其它物料、设备的无轨胶轮车运行台数至少为35台，考虑设备故障时的备用车辆，中、轻型车辆共计配置41台，采掘工作面搬家倒面用重型车辆配置8台，合计49台，具体明细见表3。
结语
从系统的角度统筹考虑无轨辅助运输所涉及的巷道适用条件、巷道通风设计，并根据目前市场上主流车型参数给出无轨辅助运输适用的巷道断面参数、巷道路面及坡道条件、硐室的相关设计参数，为矿井设计及巷道、硐室的无轨化改造提供参考依据。最后，以某矿井条件数据为基础，详细的阐述无轨胶轮车配套选型计算过程，为煤矿辅助运输的设计及无轨胶轮车的选型配套提供参考依据。