論礦用隔爆型窄軌電機(jī)車在煤礦系統(tǒng)中的應(yīng)用

劉夢(mèng)茹

摘 要：隨著我國(guó)科技水平不斷提高，越來越多的先進(jìn)技術(shù)被應(yīng)用到了工業(yè)生產(chǎn)過程中。我國(guó)的礦產(chǎn)資源總量世界排名第三，礦業(yè)已經(jīng)成為我國(guó)工業(yè)結(jié)構(gòu)的重要組成部分，我國(guó)的礦井生產(chǎn)過程的效率和安全性一直受到高度關(guān)注。礦井生產(chǎn)過程中，礦井運(yùn)輸是一個(gè)極為重要的部分，礦井運(yùn)輸最重要的組成部分就是電車運(yùn)輸，本文將針對(duì)隔爆型窄軌電機(jī)車在電車運(yùn)輸中的作用以及其在煤礦系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用等問題進(jìn)行分析和闡述。

關(guān)鍵詞：隔爆型窄軌電機(jī)車 結(jié)構(gòu) 應(yīng)用 煤礦系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TD52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）07（a）-0076-01

電機(jī)車可以根據(jù)不同的劃分標(biāo)準(zhǔn)分為很多種類型，不同的電機(jī)車在礦井生產(chǎn)過程中所起到的作用也有所不同，并且其工作效率也高低不等。目前在我國(guó)的礦井生產(chǎn)過程中，主要使用的電機(jī)車類型是隔爆型窄軌電機(jī)車，本文將對(duì)這種電機(jī)車進(jìn)行等多方面的闡述，并且對(duì)其特點(diǎn)與其在生產(chǎn)過程中的使用問題進(jìn)行總結(jié)和分析。

1 礦用電機(jī)車的概念和分類

電機(jī)車運(yùn)輸使礦井運(yùn)輸?shù)闹匾M成部分，在棗礦集團(tuán)各大煤礦的地面生產(chǎn)和井下生產(chǎn)過程中得到了極為廣泛的應(yīng)用，已經(jīng)成為了進(jìn)行礦井水平巷道的長(zhǎng)距離運(yùn)輸時(shí)所采取的重要方式，并且在短距離的平巷運(yùn)輸中也得到了一定的應(yīng)用。

根據(jù)所采用動(dòng)力的不同，機(jī)車可以分為三種，分別是通過內(nèi)燃、壓氣和電這三種能源所驅(qū)動(dòng)的機(jī)車。電機(jī)車的分類可以根據(jù)其使用電源的性質(zhì)不同進(jìn)行劃分，分為直流電機(jī)車和交流電機(jī)車兩種，根據(jù)其供電的方式不同，直流電機(jī)車可以分為架線電機(jī)車和蓄電池電機(jī)車兩種，目前我國(guó)礦井作業(yè)過程中使用的都是以電源為動(dòng)力的電機(jī)車。

2 礦用電機(jī)車的組成結(jié)構(gòu)

礦用電機(jī)車的總體結(jié)構(gòu)主要由車架結(jié)構(gòu)、輪軸對(duì)、傳動(dòng)系統(tǒng)、吊掛系統(tǒng)、制動(dòng)以及撒沙六個(gè)主要部分組成[1]。

2.1 車架部分

電機(jī)車承受重力的最主要的部分就是車架，電機(jī)車的主要機(jī)械部分如其電動(dòng)機(jī)和核心控制設(shè)備都安裝在了車架上，可以說車架使電機(jī)車最重要部分的一個(gè)載體。車架通過彈簧進(jìn)行負(fù)重載荷[2]。

2.2 緩沖器結(jié)構(gòu)

電機(jī)車的緩沖器可以根據(jù)結(jié)構(gòu)形式分為三種，分別是剛性緩沖器、半剛性緩沖器和彈性緩沖器。剛性緩沖器的材質(zhì)是鑄鐵或者是鑄鋼，它同時(shí)承擔(dān)著緩沖器和車架端板的作用，是電機(jī)車的一個(gè)組成部分。由于剛性緩沖器本身的重量很重，所以其吸收一部分沖擊力，從而使其本身對(duì)電機(jī)車的作用得到一定的減弱。

2.3 輪軸對(duì)

輪軸對(duì)的主要作用是載荷和各種沖擊力的承受，輪軸對(duì)通過軸承箱與彈簧架，與電車的車架形成聯(lián)系，并將車架本身以及車架上所安裝的設(shè)備形成的重量全部承受[3]。

2.4 制動(dòng)系統(tǒng)

我國(guó)制度明確規(guī)定，列車的制動(dòng)距離最大不能超過40 m，所謂的制動(dòng)距離就是指駕駛員從開始制動(dòng)到電機(jī)車完全停止之間的距離。

在我國(guó)除了小型的礦用電機(jī)車可以不安裝制動(dòng)系統(tǒng)，其他的礦用電機(jī)車必須有完善可靠的制動(dòng)系統(tǒng)。電氣制動(dòng)系統(tǒng)具有不對(duì)機(jī)車的車輪和閘瓦造成影響的優(yōu)點(diǎn)，但是電氣制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)能力卻會(huì)隨著電機(jī)車運(yùn)行速度的減慢而降低，如果想使電機(jī)車可以做到快速準(zhǔn)確的制動(dòng)，就必須要將電氣制動(dòng)和機(jī)械制動(dòng)相結(jié)合。

2.5 傳動(dòng)系統(tǒng)

傳動(dòng)系統(tǒng)指的就是電機(jī)車的傳動(dòng)裝置，傳動(dòng)裝置就是從對(duì)電動(dòng)機(jī)的牽引到扭矩的主動(dòng)軸傳遞的一整套設(shè)備。其分類情況可以分為獨(dú)立傳動(dòng)和組合傳動(dòng)，獨(dú)立傳動(dòng)在傳動(dòng)的裝置中，由單獨(dú)的電動(dòng)機(jī)對(duì)每一個(gè)主動(dòng)輪軸進(jìn)行牽引傳動(dòng)。

3 架線機(jī)車和蓄電池電機(jī)車在井下的廣泛使用情況

3.1 架線電機(jī)車

架線電機(jī)車所用的直流電，是通過變電所對(duì)交流電的轉(zhuǎn)換而得來的，并通過架設(shè)在運(yùn)輸軌上方的架空線實(shí)現(xiàn)其直流電的傳輸，并通過架線電機(jī)車的中心控制裝置和主電機(jī)。電流通過軌道回流到變電所，從而形成一個(gè)電流回路，使電機(jī)車可以正常在軌道上行駛[4]。

3.2 蓄電池電機(jī)車

蓄電池電機(jī)車的主要?jiǎng)恿δ茉词菑钠渥陨淼碾姵亟M中所獲得的電能，這些電池組是由電機(jī)車本身所帶的較多的蓄電池通過串聯(lián)而組成的，因此蓄電池電機(jī)車不需要通過架設(shè)電路來完成電能的輸送。蓄電池主要有酸性蓄電池和堿性蓄電池兩大類。由于酸性蓄電池存在著使用壽命短、故障發(fā)生率較高、電解液消耗程度過大等多方面的缺點(diǎn)，所以在目前的礦用電機(jī)車中，主要還是采用堿性蓄電池。

3.3 架線電車和蓄電池電車的優(yōu)缺點(diǎn)

通過對(duì)兩者進(jìn)行比較，可以看出架線電車的總體構(gòu)造和設(shè)備結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，而且其運(yùn)行效率較高，不需要經(jīng)常進(jìn)行維護(hù)，大大降低了維護(hù)設(shè)備的成本，且具有不易發(fā)生故障、操作簡(jiǎn)單方便的優(yōu)點(diǎn)。但是由于機(jī)車運(yùn)行過程中已出現(xiàn)不穩(wěn)定，導(dǎo)致電弓與架空線之間市時(shí)常產(chǎn)生火花。蓄電池電機(jī)車相對(duì)而言，具有電池組價(jià)格昂貴，運(yùn)輸保養(yǎng)的成本較高等缺點(diǎn)，且進(jìn)行電池組更換時(shí)，操作過程較為復(fù)雜，已造成人力資源的浪費(fèi)。因此，在目前沒有進(jìn)行廣泛的采用。

礦用的蓄電池電機(jī)車根據(jù)其防爆安全特點(diǎn)可以分為兩個(gè)類型，分別是防爆安全型電機(jī)車和防暴特殊型電機(jī)車。防暴特殊型電機(jī)車主要采用全套的電氣設(shè)備，且其牽引電動(dòng)機(jī)和交直流變壓器以及中心控制器等設(shè)備都采用的是隔爆型設(shè)備，其電源設(shè)備和蓄電池組也都是防爆特殊型設(shè)備。

4 隔爆型電機(jī)車的推廣和使用

4.1 作業(yè)環(huán)境

電機(jī)車進(jìn)行運(yùn)輸作業(yè)時(shí)的工作環(huán)境在很大程度上都對(duì)電機(jī)車的使用壽命產(chǎn)生著影響，根據(jù)不同的巷道情況，選擇最實(shí)用的電機(jī)車，并根據(jù)運(yùn)輸能力對(duì)機(jī)車的粘著重量進(jìn)行選擇，可以使電機(jī)車的使用壽命得到一定的提高。

4.2 巷道坡度對(duì)電機(jī)車的影響

如果巷道的坡度過大，會(huì)導(dǎo)致電機(jī)車在上坡時(shí)電機(jī)的負(fù)荷過大，從而導(dǎo)致電機(jī)過度發(fā)熱，導(dǎo)致電機(jī)老化速度加快。在下坡時(shí)容易使電機(jī)車的制動(dòng)設(shè)備損壞，導(dǎo)致生產(chǎn)事故的發(fā)生。

4.3 電機(jī)車運(yùn)輸軌道的標(biāo)準(zhǔn)

電機(jī)車的運(yùn)輸軌道，兩軌之間的低差要保持在5 mm之內(nèi)，軌面和內(nèi)側(cè)的錯(cuò)差數(shù)值不得高于2 mm，要求軌道軌縫必須小宇5 mm。通過對(duì)電車運(yùn)輸軌道各種數(shù)值的準(zhǔn)確測(cè)量和修正，并且時(shí)刻保證道床的整潔，可以使電機(jī)車更好的進(jìn)行運(yùn)輸作業(yè)。

5 結(jié)論

通過本文對(duì)隔爆型窄軌電機(jī)車在煤礦系統(tǒng)中的應(yīng)用分析，可以得出，如果想使電機(jī)車在生產(chǎn)過程中，更好的運(yùn)行和工作，就必須保證其各項(xiàng)數(shù)值的穩(wěn)定和準(zhǔn)確。及時(shí)對(duì)電機(jī)車進(jìn)行維護(hù)和檢修可以減少礦井事故的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)

[1] 張丙泉，謝寶東.礦用隔爆型移動(dòng)變電站在煤礦供電系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].山東煤炭科技，2013（4）：62-63.

[2] 鄭昌陸.礦用電機(jī)車的永磁同步電機(jī)控制關(guān)鍵技術(shù)研究[D].上海大學(xué)，2013.

[3] 徐偉.窄軌電機(jī)車牽引變流器研究[D].華南理工大學(xué)，2013.

[4] 司匡書.礦井機(jī)車監(jiān)控及定位系統(tǒng)研究[D].華中科技大學(xué)，2012.