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研发背景:
近年来,煤矿井下无轨胶轮车被许多现代化矿山大量使用,但在使用过程中,因刹车失灵、挂档失败或其他原因,造成的无轨胶轮车速度失控并跑车现象屡有发生,往往会造成严重的人员伤亡和财产损失,成为矿山安全的一大隐患。
目前,国内外并无专用的设备设施,来解决无轨胶轮车速度失控跑车的情况。使用无轨胶轮车运输的矿山企业,在速度失控跑车事故发生时,一般采取如下两种措施来制动失控车辆;
(1)在巷道的不同地段,沿巷道壁两侧堆积废旧轮胎,一旦发生跑车事故,由司机不断调整驾驶方向,用车身和废旧轮胎产生磨擦,使车辆降速。但这种操控方式,与车辆的速度、司机的驾驶水平等情况有关,很容易发生车辆侧翻,制动效果非常不可靠,并且易发生次生事故,具有较大的安全隐患。
(2)在巷道的一侧开设一段上山盲巷,盲巷底板上铺有大量石子,当无轨胶轮车发生刹车失灵、挂档失败等紧急情况下,司机驾驶车辆直接驶入此上山坡道,起到减速、制动的效果。但是对于很多矿山,在已成型巷道开拓此类巷道难以实现,并且投资巨大,而且类似的上山盲巷在数量上受到限制,一旦驶过,就无法对车辆进行有效的控制,且过长的跑车距离,会导致失控车辆速度过快,在车辆失控,高速下跑的情况下,往往无法按照理想的状态和方向驶入,易造成车毁人亡的严重事故。
以上两种方式,作为无轨胶轮车速度失控跑车事故的减速制动型式,非常的不可靠,安全隐患大。
多起严重的人员伤亡事故,引起了国家安全监督管理总局的高度重视,国家安全监督管理总局连续出台多项文件,要求加强无轨胶轮车运输系统的安全管理。2016年新版的《煤矿安全规程》,也在第三百九十二条明确规定:“长坡段巷道内须采取车辆失速安全措施”。
因此,无论从安全生产实际需要方面,还是从国家政策层面,如何实现对无轨胶轮车速度失控后的主动防御和保护,降低速度失控后发生车毁人亡的恶性事故的可能,都非常的迫切和必要。
研发历程:
2011年11月,泰安科创矿山设备有限公司接到矿山企业单位希望开发一种无轨胶轮车失速保护装置的请求。
2012年1月,泰安科创矿山设备有限公司经过技术论证,决定借鉴航母舰载机着陆时的尾钩挂阻拦索的拦截制动方式,在国内首先开始了无轨胶轮车失速保护装置的产品开发。
2012年1月~2014年1月,泰安科创矿山设备有限公司成功开发、测试无轨胶轮车失速保护装置的各机械及电气部套件,并对该系统进行了数十次全面的性能检验,各项参数满足设计要求。
2014年2月,无轨胶轮车失速保护装置申请了国家发明专利。
2014年3月,无轨胶轮车失速保护装置通过了陕西有色榆林煤业的现场验收,得到了矿方使用单位的一致认可。
2014年3月,无轨胶轮车失速保护装置通过了国家煤矿防爆安全产品质量监督检验中心有关专家的验收,产品性能获得好评,并同期取得了煤安标志证书。
2014年10月至今,无轨胶轮车失速保护装置在陕西有色榆林煤业有限公司、华电煤业集团、神华神东煤炭集团等大型集团公司的多家矿山企业成功应用。
产品介绍:
无轨胶轮车失速保护装置,借鉴航母舰载机着陆时的尾钩挂阻拦索的拦截制动方式,采用无轨胶轮车上安装固定尾钩,在巷道内布置吸能器和阻拦索,通过尾钩挂阻拦索的方式,对速度失控车辆,进行柔性减速制动。在无轨胶轮车发生速度失控时,可以给车辆提供一个外在的可靠而且平稳的拉力,使车辆逐渐减速制动,避免持续向下跑车,起到良好的减速、制动效果。
尾钩挂阻拦索的制动方式,缓冲制动力牵引车辆的后部的下方,被牵引车辆受到向后的均匀的拉力,不承受侧向外力,车辆无侧翻的危险。同时,安装在胶轮车上的无线基站发出声光报警,提示车内人员尾钩已经释放,同时在巷道内,通过信号灯同步报警,提醒其他车辆注意有效避让,避免产生次生事故。
整个无轨胶轮车失速保护装置,独立于无轨胶轮车原控制系统,不会对无轨胶轮车原车的电气性能、机械性能及制动性能造成影响。
无轨胶轮车失速保护装置采用吸能器吸能制动,柔性缓冲效果明显,在车辆时速50kmh ~7OKkmh的范围内,经过我公司四十多次试验,对于2吨~20吨质量的车辆,均能实现柔性缓冲制动。2吨空载车辆时速50km时,制动距离在5米以上,20吨重载车辆时速7Okm时,制动距离在75米以内,制动减速度始终在0.5g ~ 2.5g的范围内,完全在人体所能承受的的制动减速度范围内(人体能够承受5g的制动减速度),司机及乘员无不良生理反应。
该系统相比原来的减速制动措施,制动效果好,对人员和车辆无损伤,实现了对无轨胶轮车速度失控的主动防御和保护,有效地降低了无轨胶轮车速度失控后,发生恶性事故的风险,提高无轨胶轮车运输系统的安全指标。
无轨胶轮车缓冲制动视频截图
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无轨胶轮车以65km/h的速度驶来。(模拟制动失灵状态)
在距离阻拦索约30米距离时,司机释放尾钩。尾钩释放后,在自身重力和拉簧的作用力下落向地面,并紧贴地面随车辆前行。
尾钩勾住阻拦索并锁定。
尾钩勾住阻拦索后,开始减速制动,缓冲制动减速度在0.5g ~ 2.5g范围内。
车辆在吸能器的拉力作用下,缓冲约21米,完全制动停稳。
车辆被成功缓冲制动,人员无不良生理反应,人员下车。
部套件功能介绍:
踏板装置:踏板装置安装于车辆驾驶室内,由司机在紧急情况下踩下,释放尾钩。
尾钩装置:尾钩固定于车辆的后方,尾钩释放后,在自身重力和拉簧的作用力下落向地面,并紧贴地面随车辆前行。当车辆尾钩行进到吸能器所在位置时,连接两吸能器的阻拦索就会被尾钩捕捉,对车辆施加恒定的外力,使车辆减速制动,缓冲一定的距离后,使车辆停下来。尾钩捕捉阻拦绳索的制动方式,缓冲制动力牵引车辆的正后部的下方,被牵引车辆受到向后的均匀的制动力,不承受侧向外力,车辆无侧翻的危险。尾钩上具备防脱装置,确保阻拦索进入尾钩后不会脱出。
矿用本安型位置传感器:位置传感器用于检测尾钩的位置状态,并将这个信号传送给车载无线基站。
矿用本质安全型车载无线基站:无线基站接收位置传感器传送来的尾钩的位置状态的信号,并根据信号来决定是否报警。如尾钩一直处于原始状态,则不报警;尾钩释放,则进行声光报警;尾钩再次复位,则声光报警停止。无线基站同时将该报警信号发射给巷道内的矿用隔爆兼本安型控制箱,确保巷道内的信号灯同步报警(或停止报警)。胶轮车在巷道中运行时,车载无线基站将车辆牌号等车辆信息以无线的形式发车出去,两个相邻的车载无线基站(区间测速)接收到信息后计算出车辆的区间运行速度。
吸能器:吸能器能够输出均匀的阻力,当安装在无轨胶轮车上的尾钩挂住阻拦索时,无轨胶轮车的动能,被吸能器吸收,使无轨胶轮车均匀减速制动,终停下来。整个缓冲制动过程为柔性缓冲,确保车辆的制动减速度在0.5g ~ 2.5g范围内,确保制动过程始终在人体可承受范围内。
阻拦索:阻拦索与吸能器相连,横跨于道路上,阻拦索被尾钩捕捉后,在吸能器的作用下,缓冲制动车辆。如尾钩捕捉点末在阻拦索中央,阻拦索也可均衡输出制动力,并在尾钩内自由滑动,不对车辆产生侧向力。
矿用本安型信号灯:信号灯在巷道内悬挂安装于阻拦索上方,车辆失控时,既可以起到报警作用,又可以提醒阻拦索所在位置,确保司机做好准备,提前释放尾钩。无轨胶轮车正常运行时,巷道内的信号灯绿灯闪烁显示。尾钩释放后,巷道里的所有的信号灯同时变为红色灯显示,同时语音报警“前方事故,小心驾驶”。
矿用隔爆兼本安型控制器:巷道内的矿用隔爆兼本安型控制箱用于接收车载无线报警器发射的无线信号,并控制信号灯同步报警(或停止报警)。
产品组成:
无轨胶轮车失速保护装置由车载设备和巷道设备两部分组成,并根据用户需求,增加区间测速和交通信号功能。
技术参数: