从“有轨”到“无轨”的跨越 神东研发井下辅助运输装备小记
本报通讯员刘娜龚青 孙柏林
清晨，神东煤炭集团大柳塔煤矿第一车队司机任军军驾驶的5吨矿用防爆电动无轨胶轮材料运输车缓缓启动，驶入副斜井，从检车至出车，全程仅用时2分钟。
从国外引进无轨胶轮车，到无轨胶轮车国产化；从全球首款5吨矿用防爆电动无轨胶轮材料运输车进行工业性试验，到矿用防爆电动无轨胶轮物料运输车、人车相继在神东13个矿井推广使用，开启逐步替代同类型防爆柴油机无轨胶轮车的进程……四个阶段的技术革新，清晰地展示了神东矿区从“有轨”到“无轨”的跨越，标志着井下辅助运输装备迈入新能源时代。
从“有轨”到“无轨”胶轮车
“时代的发展瞬息万变啊！”神东煤炭集团大柳塔煤矿第一车队副队长李永成在发出感慨的同时，思绪仿佛又回到了28年前那个秋天。
1990年，李永成来到大柳塔煤矿，当时正值大柳塔煤矿投产第三年，设计产能为120万吨，井下辅助运输采用传统的有轨矿车运输。
“那时运输全靠有轨矿车，翻斗式矿车一般用来拉煤、矸石，平板矿车主要运瓦片、锚杆等，地上铺设的轨道把设备从井口送到井下。”李永成介绍着当时的运输模式。
1994年，大柳塔煤矿率先从国外引进无轨胶轮车，成为国内最早引进无轨胶轮车并推广使用的矿井，再后来无轨胶轮车国产化，过去价格高、设备维护困难、维修成本高等受制于人的因素得以改善。
“无轨胶轮防爆运输车以柴油机为动力，在助力矿井生产过程中发挥了实现技术先进、使用安全、性能可靠、机动灵活等优势的同时，也暴露出了‘三高一低一难\’（即高污染、高噪音、高油耗、低寿命和难维护）等问题。”神东煤炭技术研究院机电信息技术研发部主管许联航说，“这与神东落实‘节约、清洁、安全\’的能源战略方针相悖。”
与航天重工联手打造电动车
早在10多年前，以神东煤炭技术研究牵头的科研队伍就开始思考，什么运输最节能环保？“电动车”这一词出现在人们的视线里。“电动车能耗低、无污染，是首选，但同样的车型放在地面可以，井下就不行，原因就一个，一旦电动车防爆了，续航里程就满足不了井下使用需求。”许联航做了一个形象的比喻，“防爆车就好比人穿铠甲上战场，穿多了才有保护效果。这样一来，原本1吨重的车成了3吨，加上动力电池能量低，车辆一次充电行驶里程不足，不能满足行驶里程最大的现实需求。”
事实上，这一瓶颈也是世界性的难题。经过与国内多家技术厂商的交流洽谈，最终神东与航天重型工程装备有限公司（以下简称“航天重工”）达成合作。至此，备受行业关注的矿用防爆电动无轨胶轮材料运输车开发项目于2014年正式立项。
“前期一直在做论证工作，比如均衡放电怎么控制，每一环节论证成功后才能开始投产制造。”许联航介绍，一年的时间里，神东与航天重工积极配合，集智攻关，通过攻克电池续航里程、均衡放电控制等难点，采用新材料、新工艺，优化结构，减少能耗；采用高效率驱动系统，提高整车驱动效率；采用能量回收技术，有效回收利用车辆运行过程中的能量，减少电池用量……最大的技术瓶颈终于迎刃而解。随后，全球首台矿用防爆电动无轨胶轮车在神东与航天重工的共同孕育中诞生了。
“整车视野较好，单班运行续航里程充足、噪音低、零排放，在运送混泥土等稀料时容积效率较高。”李永成如数家珍地介绍电动车的特点，只要开过电动车的司机们都乐意选电动车，出车前不需要清洗防爆栅栏、加油加水，只看下仪表盘显示电量充足就能出车了。从地面到井下最远的区队，一个来回30公里，电动车续航里程90公里，运行一个班都没有问题。
技术改进让“神东制造”名副其实
2016年12月，该车型通过了国家安全适用性鉴定和科技成果鉴定，彻底解决了传统井下装备“高污染、高噪音、高油耗、低寿命”等难题，产品成果达到国际领先水平，成为国内真正打造世界“零排放绿色开采矿井”的首个产品。
紧接着，第二台、第三台……越来越多的5吨防爆电动无轨胶轮车运抵大柳塔煤矿、上湾煤矿、补连塔煤矿。
该车型有零排放、低能耗、低噪音、低故障、高寿命、易维护等优势，百公里能耗约60元，井下综合工况满载续航里程大于95公里，出勤率高达94%，能耗成本仅为同类型柴油车的13%，有效改善了矿井作业环境。
这项科研项目荣获2017年度煤炭工业协会科技进步一等奖。
如今，矿用5吨防爆人员运输车及指挥车等系列产品应运而生。电动车的投入使用，杜绝了因使用柴油车辆所带来的一氧化碳、氮氧化合物等有害气体对员工造成的伤害，提高了井下的空气质量，改善了员工工作环境，不仅是践行节能减排的一项有效措施，也是现代化高产高效矿井必备的绿色环保智能辅助运输装备。
据统计，2017年神东已推广109台防爆电动车，2018年计划推广112台。该车型投入使用两年以来，节支总额778.3万元。数据分析显示，若将现有防爆柴油车全部替换为同类型电动防爆车辆，一年可减少二氧化碳排放16500吨、减少碳排放4500吨、减少一氧化碳排放500吨、减少氮氧化合物排放70吨，整体运输效率提升60%以上。
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