美国井下的无轨运输系统

2006/9/12 17:42:41

今天，变化多端已成为井下无轨运输系统的重要特征。主要制造商之间传统的分界线已经消失或正在变得模糊，原因是每一个厂家都在拓宽自己的产品种类，寻找新的方法，以使批量运输更加连续，并使连续的运输适用于更多的煤层。

　　总的来说，按煤层厚度来确定设备的方法并没有太大的改变。梭车和铰接式运输原适于中厚煤层，而连续运输则更适于中薄煤层。在中薄煤层的连续运输中，朗艾道公司提供种类最全的运输设备，而久益采矿设备公司则主要生产中厚煤层所用的运输设备。费尔查德国际公司和杰弗里采矿产品公司专注于开发中薄煤层的运输设备。此外，奥登伯格·斯坦勒公司生产适于各种煤厚的运输设备。

　　主要的变化发生在运输设备与制造厂商之间传统的联系之中。一个公司的名字不再表示一种运输设备，但有一个例外——梭车。梭车仍然是久益公司的天下。而且，虽然有些人主张“把梭车停下来”，但是梭车仍然是这个领域的主力，占据各种井下无轨运输中78%的份额。
　　久益公司甚至声称梭车的销售已不那么重要，现场还有大量的梭车仍在使用的原因是设备的寿命比技术进步的周期更长。目前，久益公司正在着手改变这种状况，开展一系列技术革新，包括取消拖曳电缆卷筒、设计“时髦车轮”辅助转向系统等。与其他制造厂商的所作所为类似，久益公司正在设计新一代的运输设备。除了前几年推出的连续运输系统外，该公司又开发了铰接式运输车的样机。这种大型运输车采用240V的蓄电池——几乎是128V电池的两倍，据说能连续工作10～12h。

　　其他制造商也在开拓井下运输的新领域。朗艾道公司，曾经拥有并仍然主导着连续运输系统的市场。兼并施明志兰公司后，该公司又增加了蓄电池驱动的铰接式运输系统。费尔查德国际公司原来以生产连续采煤机为主，现在成了美国井下铲车的主要供应者。杰弗里，一个主要与铰接式柴油运输车相关的公司名字，也许在某一天会生产蓄电池车辆。因为该公司从1969年起就开始从事连续运输设备的开发。艾姆科，除了它的电池车外，正在回到梭车业务上来，并在寻找与其薄煤层采煤机相配套的连续运输设备的制造厂商。奥登伯格·斯坦勒公司，四年前还没有进入这个领域，如今已能提供蓄电池铰接式车辆和连续运输系统了。此外，还有亚奇维尔公司(Archveyor)艾汀顿·艾德卡公司(Addington Addcar)，以及其他特殊应用的连续运输系统。

　　不过，为什么要选用这一种系统而非另一种系统呢?既然大部分缺点和拖曳电缆可以由蓄电池或柴油铰接式运输车所克服，为什么梭车还是那么流行?为什么选择或不选择可以消除交叉和双方等待时间的连续运输系统?这里有不同的原因和条件。底板越软，坡度越大，校车的持续动力和柴油车相对于电池车的强劲有力就越能体现。煤层越薄，连续运输系统的效率就越高。煤层越厚，底板越好，就越适用于批量运输。当然，这里还有距离的因素，而这一点，恰恰是电池寿命很头痛的，电缆也只有这么长。

　　其次是成本。一般来说，梭车购买、运行和维护向来都是最便宜的。一套梭车的采购成本要比相应的铰接运输车便宜25%，一般在100到130万美元之间。而连续运输系统可在140万美元到200万美元之间选择。最后是个人偏好问题：“一旦成了梭车司机，就永远也是梭车司机了。”

　　肯塔基州的亚瑞沙矿(Jarisa)自1993年8月开始使用3台Eimco 5810运煤车。哈根先说：“这是我见过的最好的运输设备。”他和他的合作伙伴共同经营这个位于艾尔克洪第3号煤层(42英寸厚)的克瑞格·福克矿。“这些设备自它们进矿后就没拖出来过。我觉得这有些不平常。”他说只对这些运煤车进行了例行的维修保养。虽然对结构进行了轻微的改动，但是这些设备没有进行大修就已运了250万t煤。

　　这些运煤车中，带侧板的额定运量为7.5t，不带侧板的额定运力为7t。虽然所有的制造厂均推荐采用三组电池倒用(一组服务，一组充电，一组冷却)，但他们只用了两组电池跟在Eimco 2810 Dashone 连续采煤机后使用。原配的高尔德(Gould)电池用了三年。

　　该矿运营一个采区，每天一个8小时的生产班，一个设备维修班，每周6天。人员和设备通过轨道运入2.5英里的矿中，而煤则由延伸13 350英尺、带有10个驱动点的皮带系统来运输。该矿采高保持在42英寸，回采率为53%～54%，每月生产22 000t精煤。煤用卡车运到大约10英里以外的固本煤炭公司设在帝内市(Deane)的选煤厂。

“我们的开采布置要求掘进超前4 000英尺”，哈格说。“这样皮带就要17 350英尺长，我希望我们的单台风机能行。我们有幸把风门堵得较好，有助于减少漏风。

”
　　虽然他考虑了连续运输方式，但通风要求和维修保养使哈根放弃了柴油驱动设备。“初期投资比3台运煤车大也是我们仍然采用运煤车的一大原因，“他说。”其次，我们喜欢怎么简单怎么干。如果使用一辆车坏了，就把它拉出来修，但你仍然能够出煤。而用连续运输系统的话，设备坏了你就没办法，就得停下来。这样，初期投资、停机时间和吨煤成本都会高得多。我们的开机率在85%到90%之间。大部分停机故障是管路问题或正常磨损。考虑到机器的寿命，我们还是满意的。”

　　在这种争论的另一边，有些人则持不同的看法。他们说如果采煤机、锚杆机或者入料破碎机坏了，采区也得停下来。如同其中一人所说，“如果在半个运输车系统运行一个班和一个连续运输系统运行半个班之间选择，我们将选择后者。”

　　在他的职业生涯中，哈格用过梭车、铲车和运煤车，但没有用过连续运输车。“我主要喜欢运煤车的多用性，不用拴在一条电缆上，并且可以原地调头。

　　艾姆科运煤车的另一个特点是更换电池时可以把电池卸到地上，而以前则必须把电池放到电池架上。现在这已成为各厂商普遍的做法。虽然艾姆科公司既生产柴油支架搬运车又生产蓄电池支架搬运车，但是他们不生产柴油运煤车。据说是美国对柴油运煤车需求十分有限，因此只有杰弗里公司生产。

　　杰弗里公司三年前向宾州的一个矿供应了4台16t连续运输系统的样机。“他们现在向100万t努力”，杰弗里公司的总裁比尔·赛伯特说。“虽然我们证明我们可以生产这种系统，但是我们在设计中放弃了太多，并在制造过程中被许多人品头论足。我们生产另一套时，我们会做得更好。同时，我们仍然生产薄煤层(10～12t)的连续运输系统及柴油运煤车。”

　　在截止1997年6月底的12个月的时间内，杰弗里公司完成了向一种更强有力的柴油驱动的锐木车(Ramcar)的过渡。这种车的额定载荷增加到18t。至今，已在美国卖出6台。今年7月，9台中的第1台也已发运到澳大利亚。“结果表明生产更大更重型的车辆的决定是正确的”，赛伯特说。

　　艾姆科的海顿(Hyden)说，西弗吉尼亚州有可能允许柴油设备下井，这样就有可能改变阿巴拉契山脉一带的煤矿对此缺乏兴趣的状况。“对于适合这些设备的煤层来说，就有可能需要柴油车。设备的大小是一个问题；在薄煤层中通风量你很难保证。”

　　柴油车面临的另一个主要问题是联邦政府的颗粒排放标准。赛伯特说，这也许会要求强制使用过滤器。“政府将制定一个指标，比如说每立方米1毫克。。柴油机制造商声称80%～90%的颗粒都可被过滤器捕捉。这就使我们想到0.3mg至0.5mg将会成为标准”，他说。“另外的要求是另外的问题。宾州已声明它要求滤掉90%至95%的颗粒。我认为这做不到，也没人知道西弗吉尼亚洲的要求是多少。过滤与通风一直是井下柴油设备发展中最大的两个障碍。”

　　赛伯特认为，虽然干式和湿式净化器都在使用，但湿式净化器在美国更受欢迎。”客户告诉我们说，湿式净化器如果不好，就不用去管它。他们对目前的湿式净化器是满意的。与此同时，新客户则强调要最新的最棒的，不管它是干式的还是湿式的，或者是湿式带过滤器的。我们正在设法满足这两种客户。”赛伯特说。“海顿认为，不管它的动力设备如何，艾姆柯公司与其竞争对手在设计上的主要区别之一在于它的传动系统。“我们用的传动系统与我们的铲车相同——1台52马力的电机，而不象其他公司那样用2台30马力的电机。前后两轴间是链式传动，这样四个车轮都连续牵引”，海顿说。“必要时，可以确定一定的差速装置，以把100%的扭矩分配到4个车轮，每根轴50%，每个车轮25%。便于延长电池寿命。”

　　艾姆科公司以后不打算进入连续运输领域。“我们进入这个项目代价太高，我们没有现成的技术、工程或设备能力”，海顿说。不过，该公司已回到了梭车市场上。“1993年我们生产了新型梭车。现在我们供应的梭车与竞争厂家的外型和特征已相差无几。我们正在生产的新型号具有不少特点，例如SCR驱动和四轮悬挂。”

　　菲力普机器公司位于西弗吉尼亚的贝克里市。该公司正在试验一种柴油—电动梭车，并带有Saminco电子驱动控制系统。这种梭车的车架与典型的久益梭车类似，目前尚处在开发阶段。

　　“在适当的应用条件下，梭车是最好的运输方式”，海顿说。“虽然你会看到越来越多的连续运输，尤其在薄煤层，可是你也会看到更多的梭车投入使用，特别是在外国。对于房柱式开采和掘进来说，先进的国家都用梭车。电池运煤车将较多地用于薄煤层，因为灵活性在这里更为重要，而运输能力则受到了作业高度的限制。”

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