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以康明斯動力為基礎機的增壓防爆柴油機在黃陵一號煤論文
摘要：從黃陵一號煤礦JCP-8/600型膠套輪齒軌卡軌車防爆柴油機國產化改造的成功，簡要闡述了實現我國煤礦輔助機械化現代化發(fā)展的必要性，以及實現煤礦輔助運輸設備國產化率的迫切性。
關鍵詞：煤礦輔助運輸康明斯動力防爆柴油機現代化國產化
煤礦輔助運輸，泛指煤礦生產中除煤炭運輸之外的各種運輸之總和，主要包括材料、設備、人員和矸石等的運輸。它是整個煤礦運輸系統(tǒng)不可或缺的重要組成部分。雖然在國外采煤技術先進的國家，無軌輔助運輸技術已被廣泛應用，并且發(fā)展勢頭越來越迅猛，但我們應當清楚的看到，我國的煤礦整體綜采技術水平還相當落后，加之我國幅員遼闊，煤礦繁多，煤層地質條件復雜多變，井型各異，機械化程度也各不相同，因此，輔助運輸也出現多元化的局面。目前仍有相當部分的大中型煤礦沿用著過去的卡軌車及齒軌車的運輸方式，但這部分卡軌車與齒軌車搭載的防爆柴油機都是國外六、七十年代的進口產品，其產品性能也不能與國內現在的產品同日而語。并且在用的國外進口柴油機，其價格十分昂貴，維修成本高，使用成本投入太大，其中更讓人擔憂的是不少煤礦的防爆柴油機防爆部件已經殘缺或損壞，但為了降低使用成本，增加生產盈利，仍然下井使用，這無疑給煤礦安全生產帶來極大的隱患，因此，這部分卡軌車與齒軌車的防爆柴油機的改造勢在必行。
黃陵一號煤礦則存在著同樣的問題。其目前在用的JCP-8/600型膠套輪齒軌卡軌車有八臺，裝載的防爆柴油機均為德國七十年代MWMD916-6柴油機，經石家莊某機械公司改造后成為防爆柴油機。該機從投入使用至今，維修及運營成本十分昂貴，70%以上的部件均需要進口，并且該柴油機目前在國內市場已被淘汰，加之其煤礦生產能力的逐年加大，該齒軌卡軌車輔助運輸已經嚴重制約了黃陵一號煤礦輔助運輸的發(fā)展。鑒于無軌膠輪運輸技術的局限性及黃陵一號煤礦煤層分布的結構，卡軌車輔助運輸已成為其傳統(tǒng)的主導運輸方式，因此黃礦不得不對其在用的卡規(guī)車進行防爆柴油機改造。經多方考研，決定采用以康明斯動力為基礎機的防柴油機為其改造的首選產品。
一、JCP-8/600型膠套輪齒軌卡軌車防爆柴油機的選型
JCP-8/600型膠套輪齒軌卡軌車先前使用的是德國七十年代MWMD916-6柴油機，為六缸自然吸氣式，其使用凈功率為69Kw，目前該卡軌車的日常運載能力為12噸左右，這種機車在5°以下坡道上用膠套輪高速牽引，在大于5°和小于12°的坡道上用齒軌牽引，可直接進入上下山及工作面運輸巷，實現大巷—上下山—采區(qū)運輸巷軌道一條龍運輸。若為平硐或斜井開拓時可實現從地面至采區(qū)工作面不經轉載的直達運輸。但就一般煤礦來說，大都沒有使用齒軌牽引，黃陵一號煤礦同樣如此，因此對于5°～10°的坡度該機車已明顯感到動力不足，加之該防爆柴油機現已嚴重老化，維修費用十分昂貴，因此不得不尋找新的代替品。
1、以康明斯動力機為基礎的防爆柴油機改造技術方案
經黃礦領導的積極尋求與市場考察探索，很快與襄樊某公司達成一致協(xié)議，由其為黃礦目前在用的膠套輪齒軌卡軌車防爆柴油機進行改造。該公司給予了積極的響應，并在很短的時間內拿出了改造方案，其具體舉措是：打破以往傳統(tǒng)的自然吸氣方式，采用廢氣渦輪增壓式的康明斯6缸柴油機，對柴油機的進氣系統(tǒng)增加了進氣阻火柵及進氣阻斷閥，對柴油機的排氣系統(tǒng)進行了全部冷卻，使柴油機的機體表面溫度最高不超過150℃，達到了國家礦用防爆柴油機的要求；同時還增加了廢氣處理箱與補水箱，使得柴油機排出的廢氣溫度不超過70℃；并在廢氣處理箱內增加了排氣阻火柵，這樣十分有效的增大了柴油機的防爆安全系數；不僅如此，還增加了一套氣動保護裝置，即對柴油機的機體溫度、冷卻液溫度、廢氣溫度及補水箱水位進行保護，其中任意一項指標超出設定值時，柴油機都會發(fā)出報警信號并同時停機，這無疑為礦井下作業(yè)增大了安全砝碼。另外，還打破以往傳統(tǒng)的氣啟動方式，采用防爆電啟動裝置，在任意地點、時段，3秒之內可以輕松啟動柴油機，這樣完全不必擔心在礦井下作業(yè)柴油機難以啟動的狀況。再有，像發(fā)電機、蓄電池、電纜線及前后照明燈均采用的是防爆產品，像加機油口位置、機油標尺及曲軸箱通風孔均進行了防爆改造并達到國家礦用防爆柴油機的要求。對于前后駕駛室，還配置了機油壓力、機油溫度、液壓油溫度及冷卻液溫度等儀表，還有停機按鈕與鳴笛按鈕，這些都十分人性化，對車輛駕駛十分方便。通過以上改造后的康明斯動力防爆柴油機其凈功率可達85Kw，同時其儲備功率大，具有較強的超載運輸能力，對于5～7°的坡度也能輕松應對，其油耗低，升功率大，防爆性能可靠，噪聲低、排放好也是其一大亮點，堪稱“綠色動力”，十分符合我國煤礦膠套輪齒軌卡軌車的需要，也有力的解決了黃礦輔助運輸的燃眉之急。
2、康明斯動力防爆柴油機改造的關鍵技術
以康明斯動力為基礎機的防爆柴油機為目前國內最為領先的礦用防爆產品，其采用美國康明斯6BT柴油機為基礎機，在其基礎上對進氣、排氣系統(tǒng)等進行防爆改造，經過一系列嚴格試驗，并取得防爆合格證書與國家礦用產品安全標志證書。其產品的關鍵技術在于：
1、采取合理而有效的措施降低了柴油機的機體表面溫度；
2、裝載了進氣與排氣阻火柵，大大增加了產品的防爆安全系數；
3、采用了獲得專利的廢氣渦輪增壓方式，十分有效的提高了防爆柴油機的功率；
4、采用了獲得專利產品的廢氣處理裝置，使柴油機排出的廢氣溫度控制在最低值；
5、采用了燃油噴射泵斷油與進氣系統(tǒng)斷氣裝置，為柴油機在緊急情況下停機提供了雙重保障；
6、采用了先進而可靠四大保護，使柴油機在任何狀況下工作都十分安全；
7、打破傳統(tǒng)啟動方式，采用了防爆電啟動方式，使得每次的啟動都輕松自如。
通過以上各項研究、改造，以康明斯動力為基礎機的防爆柴油機其科技含量高、安全系數高，并且其操作方便、簡單，十分人性化，從而使得該產品走在國產防爆柴油機的最前列。
二、JCP-8/600型膠套輪齒軌卡軌車試運行狀況
JCP-8/600型膠套輪齒軌卡軌車防爆柴油機更換為康明斯動力防爆柴油機后，完全脫胎換骨成了全新的產品，就好比其心臟已由原來的老年人變?yōu)楝F在的青壯年人一樣。通過近四個月的試運行，沒有出現任何大的故障，表現出了康明斯柴油機強勁的動力、穩(wěn)定可靠的性能。具體試運行情況如下：
1、首次進入黃礦一號煤礦大巷5Km，往返一個來回，運載12噸重的矸石、水泥等輔料，從進入大巷到返回地面用時3.5小時，期間柴油機經歷啟動、停機各一次，沒有出現任何異常狀況，冷卻液溫度、機油壓力、機油溫度及液壓油壓力均沒有出現異常，保護系統(tǒng)沒有出現異常報警，駕駛員操控手感良好。
2、第二次試運行時運載矸石、磚塊、砂子等輔料，重量約14噸，在大巷中運行7.5Km，往返一個來回。期間經歷兩個5～7°的斜坡，柴油機沒有表現出吃力，打滑的現象，其中冷卻液溫度達到94℃，也在正常溫度范圍之內，其余儀表讀數也十分正常。
3、第三次進入大巷試運行時運載質量達到18噸重左右，運行距離為8Km，往返來回。期間同樣經過兩個5～7°的斜坡，柴油機運轉正常，也沒有表現出動力不足的跡象。
通過以上三次的試運行，幾乎已經可以肯定JCP-8/600型膠套輪齒軌卡軌車防爆柴油機的改造是可行的，也是基本成功的，得到了黃陵一號煤礦領導及員工的一致認可。經過近四個月的后續(xù)正常使用，以康明斯動力為基礎機防爆柴油機也都表現出了平穩(wěn)、可靠的良好性能。鑒于首臺3號JCP-8/600型膠套輪齒軌卡軌車防爆柴油機的改造成功性，黃陵一號煤礦又將其1號、9號機車進行改造，現已改造完成交付使用。
三、結論
隨著我國社會主義市場經濟的發(fā)展和經濟的全球化趨勢，煤礦輔助運輸只能是沿著機械化現代化的方向發(fā)展。然而煤礦輔助運輸機械化又是個很復雜的問題，它與各國各礦的具體地質條件及井巷開拓方式密切相關，因此，各國實現煤礦輔助運輸機械化道路不盡相同，也不能一刀切，走一個模式。尤其像我國幅員遼闊，煤礦繁多，煤層地質條件不一，井型各異，機械化程度也各不相同。因此，輔助運輸形式不能單一，要多樣化，單軌吊、卡軌車、齒軌車和無軌膠輪車等都可以發(fā)展。各種設備都有自己的性能特點和使用范圍，我們要根據我國的具體國情，采用最適合于自己的輔助運輸系統(tǒng)和設備。為了加快我國煤礦輔助運輸機械化現代化的步伐，一方面要大膽采用高新技術，努力推廣適合我國煤礦需要的高效輔助運輸設備，另一方面要根據我國礦井類型和生產技術條件，尤其應考慮采區(qū)的巷道條件，繼續(xù)開發(fā)多品種、多系列、能夠用于綜采快速搬家，綜掘高效運料和運人的新型高效輔助運輸設備，盡可能的實現輔助運輸設備的國產化。同時，在礦井和采區(qū)開發(fā)時也應該嚴格按照運輸設備的技術要求進行巷道布置，確保選用的設備能夠充分發(fā)揮其最大的經濟和社會效益。
黃陵一號煤礦膠套輪齒軌卡軌車防爆柴油機的改造成功，不僅解決了黃陵煤礦的輔助運輸之急，指明了我國煤礦輔助運輸設備的發(fā)展方向，更重要的是為我國煤礦輔助運輸設備的國產化奠定了一定的基礎，為我國煤礦設備國產化率的提高做出了一定的貢獻！
參考文獻：
1、陳煥锳姜漢軍《加速我國煤礦輔助運輸現代化建設的幾個問題》
2、陳煥锳《采用高新技術加速實現我國煤礦輔助運輸現代化》
附圖：搭載康明斯動力防爆柴油機的膠套輪卡軌車在黃陵一號煤礦運行狀態(tài)
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