关键词：井下；无轨设备；发展趋势
引言
新技术的不断进步，有力地促进了地下无轨设备的发展，节能、新材料、环保、自动化和智能化等先进技术的广泛应用使无轨设备性能更加完善，自动化水平更高，更加安全、可靠、舒适，更加环保；设备的适应性、实用性不断增强，有力促进了地下采矿工艺的技术进步，促进了采矿业的改变。
1无轨设备的分析
（1）铲运机的概念、特点及其应用。无轨铲运机是在地下矿体的采掘作业时必需的一种主题设备，它的主要特点是灵活、高效、多用途、生产费用比较低，就是因为这些优点，使得无轨铲运机得到了广泛的使用。无轨铲运机的制造最重要的一步就是对焊接结构件的质量的要求，只有很好地完成这一要求，才能生产出合格的产品。无轨铲运机的生产工艺十分复杂，它需要经过工艺人员的设计，然后绘制工艺草图，进行校对，审核等。这就需要生产人员花费大量的时间去钻研，所以生产出好的铲运机，要消耗的人力、物力是十分庞大的。（2）运矿机以及其特性。运矿机是指在地下矿井中的各个巷道中挖掘出矿石后，进行搬运的一种设备，这种设备不仅节省了人力，而且也节省了了地下矿井中的空间，进一步提高了工人的安全系数。这种无轨运矿机具有灵活性、高效性，而且它的操作比较简单，容易上手。在使用无轨运矿机的矿井下，运输矿石的工人数量已经大大减少了，这样就为企业节省了一笔不小的开支。（3）碎石机的概念以及它的一般特性。碎石机是在地下矿井中用来击碎大块岩石的一种设备，这种设备需要比较大的冲击力，这样才能顺利地击碎石头，进行下一步的开采工作，无轨碎石机的特点就是冲击性比较大，制造的噪声比较大，但是工作效率比较高。在矿山开采的工作中起到了重要的作用。
2井下无轨设备发展趋势
2.1产品体积两极化
所谓产品体积两极化指的是，无轨设备发展的一个明显趋势就是体积追求大型化和小型专业化。世界上，地下矿山数量有很多。其中年产超过千万吨的地下大型矿山一直受到国际上一些大的集团开发商的追捧，越来越多的国际大品牌开发商将目光聚焦在开发大型无轨设备上。然而，由于地质构造原因，巷道小于3m的小型矿山更多。在我国湖南、江西、贵州、云南等地区，小型矿山星罗密布，据不完全统计仅非煤小型矿山就可达到14000座，经过近些年的关停、并转，还有10000余座。这些小型矿山缺乏小型专业化井下无轨设备，当然，还要满足经济成本的需求，这也是对小型专业化无轨设备的开发厂商提出的一种挑战。
2.2清洁能源动力技术
20世纪末，我国就已经把电为动力的能源设备引入井下无轨设备当中，这一创新应用极大地减少了工业污染，降低了作业时产生的噪音，大大地提高了能源转换效率，减少了井下无轨设备的成本，最重要的是给国家带来了很高的经济效益。最新的清洁能源有燃料电池、生物柴油、天然发动机和混合动力装置。其中最具有发展潜力的就是燃料电池。燃料电池产生电能的原理就是在密闭装置当中，氢气和氧气发生反应生成水，同时产生电能。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆并且燃料电池的重现性特别好，能量转换效率较高，可以实现零污染排放，生成物只有水，并且几乎没有噪音产生。目前我国的燃料电池为模块结构，通过不同功率的燃料电池组合能够支持不同动力的井下无轨设备。
2.3模块化、集成化设计及局部“微”设计
当前无轨设备发展的一个特点是整机的模块化集成化设计和局部“微”设计。通过采用世界顶级的零部件完成整机的模块化集成设计，确保了整机性能的可靠性、安全性。比如：选用Deutz公司、Caterpillar公司、Cummins公司的发动机；选用DANA公司、Caterpillar公司的传动件；选用Bridgestone公司、Michelin公司轮胎；采用BoschRexroth公司的液压件等等。在模块化集成设计基础上，对产品进行局部“微”设计，突出自己的技术特色，使其性能优越，维修方便，运营成本低、零部件利用率高。比如Caterpillar公司的地下卡车AD55B设计，整机模块化集成优化设计，性能优越，局部“微”设计使其较AD55有了一个完美提升。Caterpillar公司的AD55B变速器、发动机和燃油滤清器位置改进设计后，更加便于工作人员维修；空气滤清器位置合理，便于触及；径向密封的空气滤清器易于更换，可大大缩短空气滤清器的维护时间；为方便维护工作，设有折盛式梯子便于上下机器，并安装了标准配置的扶手；散热器护罩通过螺栓固定,使冷却系统可方便打开等等。
2.4数字化与无人化
近些年，井下无轨设备的发展越来越趋向于数字化和无人化。所谓数字化是指在传统的机械装备中，引入了信息技术，嵌入了传感器、集成电路、软件和其它信息元器件，从而形成了机械技术与信息技术、机械产品与电子信息产品深度融合的系统。比如Can总线技术，整车装配网络，涉及到计算机控制器、传感器、数据传输等高端技术。这种数字化技术也是目前无轨设备发展的主流技术，它为设备提供了自诊断和自检测功能，设备运行数据随时可以调取查看，这对设备运行轨迹、生命周期、档案检查等各项指标提供了坚实依据。因此，数字化技术是无轨设备发展的一种必然趋势，这种趋势也将导致整体产品技术的飞速发展。在设备管理方面，数字化为产品开发商及用户均提供了一手数据，方便开发商及时发现并提醒用户设备状态，加强开发商与用户间的沟通。此外，井下矿的发展越来越趋向于无人化，这里所说的无人化并不等于完全无人，而是指某个采区无人。发展无人化矿山，主要原因有几个：第一，劳动力成本极具上升。对于井下矿而言，特别是井下煤矿，矿工数量及劳动强度均高于金属矿山，因此，发展无人化智能矿山显得尤为重要。第二，安全问题。塌方、火灾、水患等井下安全问题时有发生，利用机械化、智能化减少下井工作人员，也是提高安全生产的一种方式。第三，深部采矿的推进。随着采矿行业的大力发展，越来越多地下矿山的开采逐步走向深部，深入地下千米以外、甚至在地下3000m的深部矿山逐渐增多。由于深部地质条件的制约，地压、地热、巷道变形等客观因素不再适合人员下井工作。发展无人化矿山也可解决深部开采的实际操作问题。因此，井下无轨设备的发展趋势必然涉及到智能技术，究其根本就是以智能来替代实际人员下井工作的问题。
结语
综上所述，地下矿山采装运主体设备和辅助设备配套的不断进步和发展是地下矿山开采现代化的重要标志，无轨设备正朝着高效、可靠、节能、环保、安全、舒适、自动化及智能化方向发展。
参考文献
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[2]李宇,贺建国.井下无轨运人设备车厢防护结构试验方法的研究[J].矿业研究与开发,2017,37(10):1-4.
论文作者:初晓峰 王春磊 陶春源
论文发表刊物:《科学与技术》2019年14期
论文发表时间:2019/12/5
标签：设备论文; 井下论文; 矿山论文; 地下论文; 技术论文; 公司论文; 燃料电池论文; 《科学与技术》2019年14期论文;