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本文作者：廉凱作者單位：神華集團準(zhǔn)格爾能源有限公司哈爾烏素洗煤廠

化學(xué)清車法：化學(xué)清車法主要是通過在礦車內(nèi)壁噴灑一些化學(xué)試劑，如用工業(yè)廢液廢渣和某些化學(xué)物質(zhì)混合制成的乳液，以減小結(jié)底與車壁的黏附程度，達到清車的目地[4]。有機硅和聚氨酯等化學(xué)涂料具有很強的防粘結(jié)和防腐蝕性能，因此被許多煤礦企業(yè)優(yōu)先選用。然而，由于化學(xué)清車法所需的成本較高，而且有些物質(zhì)對礦車的腐蝕性較強，因此，目前一般也很少使用。

改變車底結(jié)構(gòu)的清車法：過去的十幾年中，人們除了運用一些物理化學(xué)方法清理礦車結(jié)底之外，還試圖通過改變礦車底部結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)自動清車。西安礦業(yè)學(xué)院的鄧凱林在礦車底部安裝了一套彈性裝置，在卸煤過程中，底部承受載荷的變化使得底部各部分之間發(fā)生錯位，最終將結(jié)底破壞，實現(xiàn)清車[5]。徐州礦務(wù)局第二機械廠研制了一種底開式礦車。與普通礦車不同的是，其底部為平底活動式，通過翻車機翻轉(zhuǎn)過程中底板打開時產(chǎn)生的振動將結(jié)底除去[6]。這些方法在實現(xiàn)清車的同時也帶來了一些新的問題，例如，底開式礦車在裝運煤過程中會有泄漏，底部平板有時會因粘結(jié)而無法靠重力自動打開等。

1振動清車法

振動清車法的基本原理是通過外力作用使礦車壁產(chǎn)生彈性形變范圍內(nèi)的微小振動，使結(jié)底被破壞而實現(xiàn)清車。常見的振動清車機主要有風(fēng)動清車機、電磁振動清車機等。

1）氣動清車機

以高壓氣體為激振源的清車裝置稱為氣動清車機。牛紅星等人通過對傳統(tǒng)翻車機的結(jié)構(gòu)進行改造，分別在固定礦車的4個架子上安裝了G10型氣動鎬，當(dāng)翻車機翻轉(zhuǎn)到一定位置時，電磁閥自動打開，高壓氣便進入氣動鎬中開始清車作業(yè)[7]。棗莊礦業(yè)集團公司所研制的氣錘式礦用清車裝置直接以來自礦井中壓風(fēng)機的高壓氣體為動力，使氣動錘對礦車底部產(chǎn)生高頻擊振，從而使結(jié)底破壞脫落，如圖1所示[8]。氣動清車機的優(yōu)點在于清車過程中使用的人力資源少，費用低，清車速度快，對礦車破壞程度低等。但是由于外力作用在礦車上的面積較小，對于一些死角或者結(jié)底比較結(jié)實的部位清車效果不是很好，因此還需要進一步改進。

2）電磁脈沖振動清車機

電磁脈沖清車裝置的基本工作原理是：首先通過一個大功率脈沖電源給電容器充電，即在電容器中存儲高電能，然后將電容器短路放電，在極短的放電時間內(nèi)，負載線圈產(chǎn)生了很強的磁場。由于感生磁場的存在，礦車表面和線圈之間會存在強大的斥力，使得礦車表面迅速發(fā)生形變并且產(chǎn)生高頻振動，最終破壞礦車結(jié)底實現(xiàn)清車[9]。這種清車方法具有高效、節(jié)能、可自動化控制等優(yōu)點。這項技術(shù)最早是由前蘇聯(lián)研究的，在我國秦皇島港煤四期碼頭已有應(yīng)用。2010年，中國礦業(yè)大學(xué)張紗、王世博等人利用ANSYS電磁仿真模塊，對電脈沖系統(tǒng)中的充電電壓和電容進行了優(yōu)化設(shè)計，找到了使得放電過程中作用在物體上的力最大時的電容和電壓值；然后，他們又使用優(yōu)化后的電脈沖系統(tǒng)進行了試驗，并取得了良好的試驗結(jié)果[10]。電磁脈沖清車法具有很好的應(yīng)用前景，但由于技術(shù)尚未成熟，因此還沒有大規(guī)模的投入使用。

2機械法

常見的機械式清車機有鏟式清車機、機械銑式清車機、抓斗式清車機、滾筒式清車機及螺旋式清車機等。這些清車機的共同特點是都是通過某種機械裝置對礦車結(jié)底進行切削。但他們都存在機身質(zhì)量大、成本高和清車效率低等缺陷。為了克服傳統(tǒng)機械清車法的不足，河南理工大學(xué)孟超等人設(shè)計了一種龍門式礦車清掃機，如圖2所示。其工作原理是：首先將礦車在清車架中固定好，然后啟動裝置，礦車在小絞車的作用下旋轉(zhuǎn)到一定角度時停止并固定，清掃裝置進入礦車清理結(jié)底，被清除的結(jié)底落入下面的礦車內(nèi)[11]。

3其他清車法

高壓水射流法也曾在國內(nèi)外煤礦被采用，但由于整個清車過程中對水的需求量較大，而且在寒冷地區(qū)，廢水無法及時排出會迅速結(jié)冰，給煤礦壞境造成污染。除此之外，爆破法、自動仿形清車法等技術(shù)在某些煤礦也有所應(yīng)用。

雖然目前的清車方法多種多樣，但隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，能源消耗的增加，這些方法已經(jīng)或者將要被淘汰，因此尋求一種高效、廉價、快速的清理礦車結(jié)底的方法十分必要。電磁脈沖清車方法具有很好的應(yīng)用前景，如果同時能將其與其他清車法配合使用(如氣動清車法)，相信清車技術(shù)將會邁上一個新的臺階。