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以康明斯动力为基础机的增压防爆柴油机在黄陵一号煤论文
摘要：从黄陵一号煤矿JCP-8/600型胶套轮齿轨卡轨车防爆柴油机国产化改造的成功，简要阐述了实现我国煤矿辅助机械化现代化发展的必要性，以及实现煤矿辅助运输设备国产化率的迫切性。
关键词：煤矿辅助运输康明斯动力防爆柴油机现代化国产化
煤矿辅助运输，泛指煤矿生产中除煤炭运输之外的各种运输之总和，主要包括材料、设备、人员和矸石等的运输。它是整个煤矿运输系统不可或缺的重要组成部分。虽然在国外采煤技术先进的国家，无轨辅助运输技术已被广泛应用，并且发展势头越来越迅猛，但我们应当清楚的看到，我国的煤矿整体综采技术水平还相当落后，加之我国幅员辽阔，煤矿繁多，煤层地质条件复杂多变，井型各异，机械化程度也各不相同，因此，辅助运输也出现多元化的局面。目前仍有相当部分的大中型煤矿沿用着过去的卡轨车及齿轨车的运输方式，但这部分卡轨车与齿轨车搭载的防爆柴油机都是国外六、七十年代的进口产品，其产品性能也不能与国内现在的产品同日而语。并且在用的国外进口柴油机，其价格十分昂贵，维修成本高，使用成本投入太大，其中更让人担忧的是不少煤矿的防爆柴油机防爆部件已经残缺或损坏，但为了降低使用成本，增加生产盈利，仍然下井使用，这无疑给煤矿安全生产带来极大的隐患，因此，这部分卡轨车与齿轨车的防爆柴油机的改造势在必行。
黄陵一号煤矿则存在着同样的问题。其目前在用的JCP-8/600型胶套轮齿轨卡轨车有八台，装载的防爆柴油机均为德国七十年代MWMD916-6柴油机，经石家庄某机械公司改造后成为防爆柴油机。该机从投入使用至今，维修及运营成本十分昂贵，70%以上的部件均需要进口，并且该柴油机目前在国内市场已被淘汰，加之其煤矿生产能力的逐年加大，该齿轨卡轨车辅助运输已经严重制约了黄陵一号煤矿辅助运输的发展。鉴于无轨胶轮运输技术的局限性及黄陵一号煤矿煤层分布的结构，卡轨车辅助运输已成为其传统的主导运输方式，因此黄矿不得不对其在用的卡规车进行防爆柴油机改造。经多方考研，决定采用以康明斯动力为基础机的防柴油机为其改造的首选产品。
一、JCP-8/600型胶套轮齿轨卡轨车防爆柴油机的选型
JCP-8/600型胶套轮齿轨卡轨车先前使用的是德国七十年代MWMD916-6柴油机，为六缸自然吸气式，其使用净功率为69Kw，目前该卡轨车的日常运载能力为12吨左右，这种机车在5°以下坡道上用胶套轮高速牵引，在大于5°和小于12°的坡道上用齿轨牵引，可直接进入上下山及工作面运输巷，实现大巷—上下山—采区运输巷轨道一条龙运输。若为平硐或斜井开拓时可实现从地面至采区工作面不经转载的直达运输。但就一般煤矿来说，大都没有使用齿轨牵引，黄陵一号煤矿同样如此，因此对于5°～10°的坡度该机车已明显感到动力不足，加之该防爆柴油机现已严重老化，维修费用十分昂贵，因此不得不寻找新的代替品。
1、以康明斯动力机为基础的防爆柴油机改造技术方案
经黄矿领导的积极寻求与市场考察探索，很快与襄樊某公司达成一致协议，由其为黄矿目前在用的胶套轮齿轨卡轨车防爆柴油机进行改造。该公司给予了积极的响应，并在很短的时间内拿出了改造方案，其具体举措是：打破以往传统的自然吸气方式，采用废气涡轮增压式的康明斯6缸柴油机，对柴油机的进气系统增加了进气阻火栅及进气阻断阀，对柴油机的排气系统进行了全部冷却，使柴油机的机体表面温度最高不超过150℃，达到了国家矿用防爆柴油机的要求；同时还增加了废气处理箱与补水箱，使得柴油机排出的废气温度不超过70℃；并在废气处理箱内增加了排气阻火栅，这样十分有效的增大了柴油机的防爆安全系数；不仅如此，还增加了一套气动保护装置，即对柴油机的机体温度、冷却液温度、废气温度及补水箱水位进行保护，其中任意一项指标超出设定值时，柴油机都会发出报警信号并同时停机，这无疑为矿井下作业增大了安全砝码。另外，还打破以往传统的气启动方式，采用防爆电启动装置，在任意地点、时段，3秒之内可以轻松启动柴油机，这样完全不必担心在矿井下作业柴油机难以启动的状况。再有，像发电机、蓄电池、电缆线及前后照明灯均采用的是防爆产品，像加机油口位置、机油标尺及曲轴箱通风孔均进行了防爆改造并达到国家矿用防爆柴油机的要求。对于前后驾驶室，还配置了机油压力、机油温度、液压油温度及冷却液温度等仪表，还有停机按钮与鸣笛按钮，这些都十分人性化，对车辆驾驶十分方便。通过以上改造后的康明斯动力防爆柴油机其净功率可达85Kw，同时其储备功率大，具有较强的超载运输能力，对于5～7°的坡度也能轻松应对，其油耗低，升功率大，防爆性能可靠，噪声低、排放好也是其一大亮点，堪称“绿色动力”，十分符合我国煤矿胶套轮齿轨卡轨车的需要，也有力的解决了黄矿辅助运输的燃眉之急。
2、康明斯动力防爆柴油机改造的关键技术
以康明斯动力为基础机的防爆柴油机为目前国内最为领先的矿用防爆产品，其采用美国康明斯6BT柴油机为基础机，在其基础上对进气、排气系统等进行防爆改造，经过一系列严格试验，并取得防爆合格证书与国家矿用产品安全标志证书。其产品的关键技术在于：
1、采取合理而有效的措施降低了柴油机的机体表面温度；
2、装载了进气与排气阻火栅，大大增加了产品的防爆安全系数；
3、采用了获得专利的废气涡轮增压方式，十分有效的提高了防爆柴油机的功率；
4、采用了获得专利产品的废气处理装置，使柴油机排出的废气温度控制在最低值；
5、采用了燃油喷射泵断油与进气系统断气装置，为柴油机在紧急情况下停机提供了双重保障；
6、采用了先进而可靠四大保护，使柴油机在任何状况下工作都十分安全；
7、打破传统启动方式，采用了防爆电启动方式，使得每次的启动都轻松自如。
通过以上各项研究、改造，以康明斯动力为基础机的防爆柴油机其科技含量高、安全系数高，并且其操作方便、简单，十分人性化，从而使得该产品走在国产防爆柴油机的最前列。
二、JCP-8/600型胶套轮齿轨卡轨车试运行状况
JCP-8/600型胶套轮齿轨卡轨车防爆柴油机更换为康明斯动力防爆柴油机后，完全脱胎换骨成了全新的产品，就好比其心脏已由原来的老年人变为现在的青壮年人一样。通过近四个月的试运行，没有出现任何大的故障，表现出了康明斯柴油机强劲的动力、稳定可靠的性能。具体试运行情况如下：
1、首次进入黄矿一号煤矿大巷5Km，往返一个来回，运载12吨重的矸石、水泥等辅料，从进入大巷到返回地面用时3.5小时，期间柴油机经历启动、停机各一次，没有出现任何异常状况，冷却液温度、机油压力、机油温度及液压油压力均没有出现异常，保护系统没有出现异常报警，驾驶员操控手感良好。
2、第二次试运行时运载矸石、砖块、砂子等辅料，重量约14吨，在大巷中运行7.5Km，往返一个来回。期间经历两个5～7°的斜坡，柴油机没有表现出吃力，打滑的现象，其中冷却液温度达到94℃，也在正常温度范围之内，其余仪表读数也十分正常。
3、第三次进入大巷试运行时运载质量达到18吨重左右，运行距离为8Km，往返来回。期间同样经过两个5～7°的斜坡，柴油机运转正常，也没有表现出动力不足的迹象。
通过以上三次的试运行，几乎已经可以肯定JCP-8/600型胶套轮齿轨卡轨车防爆柴油机的改造是可行的，也是基本成功的，得到了黄陵一号煤矿领导及员工的一致认可。经过近四个月的后续正常使用，以康明斯动力为基础机防爆柴油机也都表现出了平稳、可靠的良好性能。鉴于首台3号JCP-8/600型胶套轮齿轨卡轨车防爆柴油机的改造成功性，黄陵一号煤矿又将其1号、9号机车进行改造，现已改造完成交付使用。
三、结论
随着我国社会主义市场经济的发展和经济的全球化趋势，煤矿辅助运输只能是沿着机械化现代化的方向发展。然而煤矿辅助运输机械化又是个很复杂的问题，它与各国各矿的具体地质条件及井巷开拓方式密切相关，因此，各国实现煤矿辅助运输机械化道路不尽相同，也不能一刀切，走一个模式。尤其像我国幅员辽阔，煤矿繁多，煤层地质条件不一，井型各异，机械化程度也各不相同。因此，辅助运输形式不能单一，要多样化，单轨吊、卡轨车、齿轨车和无轨胶轮车等都可以发展。各种设备都有自己的性能特点和使用范围，我们要根据我国的具体国情，采用最适合于自己的辅助运输系统和设备。为了加快我国煤矿辅助运输机械化现代化的步伐，一方面要大胆采用高新技术，努力推广适合我国煤矿需要的高效辅助运输设备，另一方面要根据我国矿井类型和生产技术条件，尤其应考虑采区的巷道条件，继续开发多品种、多系列、能够用于综采快速搬家，综掘高效运料和运人的新型高效辅助运输设备，尽可能的实现辅助运输设备的国产化。同时，在矿井和采区开发时也应该严格按照运输设备的技术要求进行巷道布置，确保选用的设备能够充分发挥其最大的经济和社会效益。
黄陵一号煤矿胶套轮齿轨卡轨车防爆柴油机的改造成功，不仅解决了黄陵煤矿的辅助运输之急，指明了我国煤矿辅助运输设备的发展方向，更重要的是为我国煤矿辅助运输设备的国产化奠定了一定的基础，为我国煤矿设备国产化率的提高做出了一定的贡献！
参考文献：
1、陈焕锳姜汉军《加速我国煤矿辅助运输现代化建设的几个问题》
2、陈焕锳《采用高新技术加速实现我国煤矿辅助运输现代化》
附图：搭载康明斯动力防爆柴油机的胶套轮卡轨车在黄陵一号煤矿运行状态
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