礦用蓄電池電機(jī)車安全運(yùn)行技術(shù)措施

王 琨

（大同煤礦集團(tuán)朔州煤電有限公司輔助運(yùn)輸管理處， 山西 朔州 038300）

引言

礦用電機(jī)車按電源種類不同分為直流電機(jī)車和交流電機(jī)車，按供電方式不同，分為架線式電機(jī)車和蓄電池式電機(jī)車；架線式電機(jī)車主要利用架空線作為主要動力電源，蓄電池電機(jī)車?yán)贸潆娦铍姵刈鳛楠?dú)立供電電源，由于架線式電機(jī)車適應(yīng)性差、鋪設(shè)線路長、成本費(fèi)用高，所以目前我國多數(shù)煤礦采用蓄電池電機(jī)車。

大同煤礦集團(tuán)朔州煤電有限公司小峪煤礦井下輔助運(yùn)輸系統(tǒng)中主要采用型號為CTY2.5-9GB型蓄電池電機(jī)車進(jìn)行人員及物料運(yùn)輸，該電機(jī)車軌距為0.9 m；由于受電機(jī)車安全管理水平、自動化集控水平等限制，蓄電池電機(jī)車在使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)故障。但是蓄電池電機(jī)車在使用過程中因安全維護(hù)不到位、自動化水平低等導(dǎo)致經(jīng)常出現(xiàn)故障，例如制動系統(tǒng)失靈、蓄電池?fù)p壞、軸承斷裂、控制失效等，嚴(yán)重影響蓄電池電機(jī)車安全高效運(yùn)行。對此，大同煤礦集團(tuán)朔州煤電有限公司輔助運(yùn)輸管理處通過技術(shù)研究，對電機(jī)車控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化[1-2]。

1 蓄電池電機(jī)車主要維護(hù)內(nèi)容及要求

1.1 車輪的維護(hù)

蓄電池電機(jī)車車輪部分是最容易損傷的位置，而且煤礦輔運(yùn)巷地質(zhì)條件惡劣，蓄電池機(jī)車在運(yùn)行中由于軌道與巷道底板存在間隙，導(dǎo)致機(jī)車在運(yùn)動過程中車輪會不斷跳動，長此以往就會造成車輪輪轂與輪心分離，導(dǎo)致車輪輪轂表面出現(xiàn)開裂、凹坑等現(xiàn)象。所以在日常檢修中發(fā)現(xiàn)車輪表面有深度和寬度大于4 mm凹坑時要及時進(jìn)行處理。可采用焊條對凹坑進(jìn)行填充，填充完畢后再通過車床進(jìn)行切削，當(dāng)車輪運(yùn)轉(zhuǎn)誤差小于1 mm，上部運(yùn)動圓的軌跡誤差小于2 mm時方可重繼續(xù)使用。如果檢修過程中若發(fā)現(xiàn)車輪磨損嚴(yán)重，剩余厚度達(dá)不到原來的50%，輪轂邊緣超過原來的40%時，應(yīng)立即更換新車輪。

1.2 懸掛系統(tǒng)的維護(hù)

懸掛系統(tǒng)作為蓄電池機(jī)車的支撐點(diǎn)，主要采用四組彈簧將車架支撐在輪轂上方，確保機(jī)車上方的蓄電池不會受到外力沖擊，從而保證正常運(yùn)輸。因此在日常檢修中還需對彈簧伸縮量進(jìn)行檢查，而且要定期清理彈簧上的油污，發(fā)現(xiàn)彈簧有開裂現(xiàn)象要及時進(jìn)行更換[3]。

1.3 軸承及軸承箱的維護(hù)

運(yùn)輸人員在機(jī)車運(yùn)輸過程中，如果發(fā)現(xiàn)軸承箱溫度過高，應(yīng)立即停止機(jī)車運(yùn)行，同時檢查軸承座與輪轂的空隙。在日常檢修中，檢修人員要對潤滑油的油質(zhì)及油量進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)油質(zhì)變壞或流量缺少時應(yīng)及時填補(bǔ)。

1.4 制動系統(tǒng)的維護(hù)

制動系統(tǒng)在蓄電池機(jī)車運(yùn)輸過程中主要起到減速及停機(jī)作用，是蓄電池機(jī)車運(yùn)行的安全保障。因此在日常檢修中，檢修人員要確保制動系統(tǒng)的手輪靈敏度，而且剎車系統(tǒng)中各部位要充分潤滑。剎車片與車輪間隙要保證在要求范圍內(nèi)，當(dāng)剎車片厚度低于20 mm時要及時更換。

1.5 控制器的維護(hù)

在進(jìn)行蓄電池機(jī)車控制系統(tǒng)檢修時，需拆卸蓄電池機(jī)車外殼，可能造成電氣部分的防爆門出現(xiàn)裂痕現(xiàn)象，當(dāng)裂痕寬度超過0.5 mm時，該電氣設(shè)備失去防爆作用。所以當(dāng)電氣設(shè)備出現(xiàn)超過0.5 mm劃痕時，要對該電氣設(shè)備表面進(jìn)行特殊處理。檢修過程中如果發(fā)現(xiàn)防爆面有雜質(zhì)或銹蝕，要及時進(jìn)行處理。檢修人員要確?？刂葡鋬?nèi)的觸頭接觸良好，對于弧光短路燒損的部件要及時更換。

1.6 蓄電池充電時的維護(hù)

當(dāng)電機(jī)車蓄電池長時間高負(fù)荷充電時，蓄電池正極由于硫酸鉛缺失，造成蓄電池正極產(chǎn)生大量的氧氣或氫氣，從而使蓄電池內(nèi)部壓力升高，甚至?xí)?dǎo)致蓄電池內(nèi)部的電解液噴出現(xiàn)象。所以在日常使用過程中，發(fā)現(xiàn)蓄電池內(nèi)的電壓三小時內(nèi)未變化且為265 V時，要及時停止充電。如果蓄電池充電時出現(xiàn)發(fā)熱情況，可以改用小電流對蓄電池進(jìn)行充電[4]。

1.7 極板的維護(hù)

為了能夠提升極板的使用時間，當(dāng)蓄電池充放電次數(shù)達(dá)到100次后，要對蓄電池進(jìn)行一次充分的充放電。當(dāng)蓄電池容量小于50%，需對該蓄電池進(jìn)行更換。

1.8 火花的處理

當(dāng)蓄電池內(nèi)的電解液由于外殼開裂、密封性下降、電解液過多等原因發(fā)生外溢時，常常會造成蓄電池內(nèi)的鋼板放電，這種放電現(xiàn)象很容易引起周圍易燃物燃燒，而且各漏液點(diǎn)與電位差形成原電池，導(dǎo)致蓄電池報廢。因此在檢修工程中，研究人員要對外露的漏液點(diǎn)及時進(jìn)行密封，對外殼破裂的蓄電池及時進(jìn)行維修，確保蓄電池內(nèi)電解液的液位達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。

2 電機(jī)車集中控制系統(tǒng)的優(yōu)化

由于傳統(tǒng)蓄電池電機(jī)車在使用過程中無法對電機(jī)車故障、電池使用情況、運(yùn)行速度等進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時監(jiān)測，決定對原控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，安裝一套PLC遠(yuǎn)程集中控制系統(tǒng)。

1）PLC遠(yuǎn)程集控系統(tǒng)主要由遠(yuǎn)程控制室、PLC控制器、蓄電池檢測器、速度保護(hù)器、電機(jī)車系統(tǒng)自檢器、無線傳輸系統(tǒng)以及局域環(huán)網(wǎng)等部分組成。

2）遠(yuǎn)程操控室安裝在井底車場處，操控室內(nèi)安裝上位機(jī)、顯示器等部分，上位機(jī)通過信號線與井底車場網(wǎng)路交換站連接，可將網(wǎng)路交換站接收信號及時上傳至上位機(jī)內(nèi)。

3）在礦井內(nèi)電機(jī)車運(yùn)輸線路中部安裝一臺PLC集中控制器，同時每隔500 m安裝一個網(wǎng)絡(luò)信號接收器，PLC控制器主要用于信號處理、傳輸以及指令下發(fā)等。

4）蓄電池電機(jī)車在運(yùn)行過程中，當(dāng)蓄電池電量低時，蓄電池檢測器及時將檢測數(shù)據(jù)通過局域環(huán)網(wǎng)上傳至PLC控制器并進(jìn)行處理，PLC將切換指令發(fā)送至蓄電池切換器，從而對備用電池進(jìn)行切換。

5）當(dāng)電機(jī)車在剎車系統(tǒng)失靈且出現(xiàn)超速時，通過安裝在軌道上的速度保護(hù)器及時將電機(jī)車運(yùn)行速度信號上傳至PLC控制器，PLC控制器及時將剎車指令發(fā)送至電機(jī)車自動剎車系統(tǒng)，自動剎車系統(tǒng)接收指令后立即進(jìn)行自動剎車動作，從而避免撞車事故[5]。

6）PLC接收信號后一方面進(jìn)行信號處理并發(fā)出動作保護(hù)指令，另一方面將信號上傳至遠(yuǎn)程操控室內(nèi)的上位機(jī)上，然后通過顯示器直觀顯示電機(jī)車各種運(yùn)行參數(shù)，便于對電機(jī)車進(jìn)行遠(yuǎn)程操控。

3 結(jié)語

在小峪煤礦嚴(yán)格按照技術(shù)要求對電機(jī)車進(jìn)行檢修維護(hù)后，大大降低了電機(jī)車故障率，同時對電機(jī)車控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，提高了電機(jī)車自動化水平，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程集中控制目的，保證了電機(jī)車安全高效運(yùn)行。