鄧小紅

（山西焦煤屯蘭礦機(jī)電科，山西 太原 030200）

1 電機(jī)車工作原理及優(yōu)缺點

1.1 架線式電機(jī)車的工作原理

高壓交流電經(jīng)牽引變流所降壓、整流后，正極接到架空線上，負(fù)極接到鐵軌上。機(jī)車上的受電弓與架空線接觸，將電流引入車內(nèi)，再經(jīng)空氣自動開關(guān)、控制器、電阻箱進(jìn)入牽引電動機(jī)，驅(qū)動電動機(jī)運轉(zhuǎn)。電動機(jī)通過傳動裝置帶動車輪轉(zhuǎn)動，從而牽引列車行駛，從電動機(jī)流出的電流經(jīng)軌道流回變流所。

優(yōu)點：架線式電機(jī)車結(jié)構(gòu)簡單，成本低，維護(hù)方便，機(jī)車的運輸能力大，速度高，用電效率高，運輸費用低，應(yīng)用最廣。

缺點：須有整流和架線設(shè)施，不夠靈活；架線對巷道尺寸和行人的安全有一定的影響；集電弓與架線之間容易產(chǎn)生火花，不允許在瓦斯嚴(yán)重的礦山使用；初期建設(shè)時投資較大，但從長遠(yuǎn)看來，采用架線電機(jī)車的總成本要比蓄電池電機(jī)車低得多。

1.2 蓄電池式電機(jī)車的工作原理

蓄電池提供的直流電經(jīng)隔爆插銷、控制器、電阻箱進(jìn)入電動機(jī)，驅(qū)動電動機(jī)運轉(zhuǎn)。電動機(jī)通過傳動裝置帶動車輪轉(zhuǎn)動，從而牽引列車行駛。

優(yōu)點：無火花引爆危險，適合在有瓦斯的礦井使用；不需架線，使用靈活，對于產(chǎn)量小、巷道不太規(guī)則的運輸系統(tǒng)和巷道掘進(jìn)運輸很適用。

缺點：須設(shè)充電設(shè)備；初期投資大；用電效率低，運輸費用較高。

2 概述

屯蘭煤礦南五盤區(qū)是瓦斯突出區(qū)域，現(xiàn)礦井正鑒定為瓦斯突出礦井。而原礦井輔助運輸系統(tǒng)為架線牽引網(wǎng)絡(luò)，使用粘重10 T的架線式電機(jī)車，架線電機(jī)車在運行時集電弓與架線之間容易產(chǎn)生火花。根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第三百四十七條規(guī)定：“煤與瓦斯突出礦井必須使用礦用防爆特殊型蓄電池電機(jī)車或礦用防爆柴油機(jī)車”。針對此條規(guī)定，屯蘭礦原運輸系統(tǒng)必須進(jìn)行改造，以滿足瓦斯突出礦井鑒定后的生產(chǎn)要求。

由于各礦井的運輸系統(tǒng)各不相同，尤其充電硐室設(shè)計和布置存在差異性，所以配套適合屯蘭煤礦的防爆蓄電池電機(jī)車及運輸線路語音報警系統(tǒng)、方便高質(zhì)量的泄露通訊、高效合理的充電機(jī)房設(shè)計、安全可靠的供電系統(tǒng)設(shè)計、完善的更換方案是此次運輸系統(tǒng)更新的主要研究對象。

制定合理、縝密的更新改造方案、選擇適應(yīng)屯蘭礦運輸系統(tǒng)技術(shù)要求的電機(jī)車及相關(guān)配套設(shè)備設(shè)施是此次項目的主要工作，也是順利實現(xiàn)礦井運輸系統(tǒng)更新改造、礦井生產(chǎn)高效合理銜接的重要內(nèi)容。

3 更新改造方案

此項工程主要完成了防爆蓄電池電機(jī)車技術(shù)參數(shù)的制定、充電硐室布置、供電系統(tǒng)設(shè)計等內(nèi)容，采用調(diào)研、實地考察、內(nèi)部討論等方式，在供電系統(tǒng)合理性，充電硐室設(shè)備布置優(yōu)化等方面取得了一定成果，實現(xiàn)了高效可靠運行等創(chuàng)新點，現(xiàn)將簡要過程及成果說明如下：

（1）為適應(yīng)礦井現(xiàn)有運輸系統(tǒng)條件，電機(jī)車技術(shù)參數(shù)的選擇必須滿足屯蘭礦生產(chǎn)需求。所以我們采用到使用礦井調(diào)研、生產(chǎn)廠家對比方式最后確定型號為CTL-12/6（兩端雙司機(jī)室），機(jī)車粘著質(zhì)量12 t，適配軌距600 mm，小時制牽引力16.4 kN防爆蓄電池電機(jī)車，考慮到礦井以后發(fā)展需要，該類機(jī)車技術(shù)性能不低于原使用架線式電機(jī)車，完全可以滿足本礦運輸系統(tǒng)要求。

（2）充電方式是否合理也影響將來電機(jī)車的運行效率，經(jīng)過多次論證，蓄電池電機(jī)車充電硐室內(nèi)鋪設(shè)雙軌道，一條軌道進(jìn)機(jī)車，一條軌道放置蓄電池及專用平板車。充電硐室上部安裝6臺電動葫蘆，電動葫蘆可在工字鋼上平行移動，便于起吊蓄電池電機(jī)車內(nèi)的蓄電池?？旆磐觌姷男铍姵仉姍C(jī)車開進(jìn)硐室后，由電動葫蘆吊起放到專用平板車上，硐室內(nèi)合適位置放置9臺充電機(jī)，這樣可直接對平板車上的蓄電池進(jìn)行就地充電。充電完成的蓄電池再由電動葫蘆吊裝到電機(jī)車上，蓄電池電機(jī)車可再行繼續(xù)行走。

（3）充電機(jī)房供電系統(tǒng)配置也影響充電的效率，為使供電合理、可靠，經(jīng)過實驗論證由中央變電所取電源，在充電硐室設(shè)KBSGZY-630/690移動變電站一臺。移變低壓側(cè)共有四路饋出線，一路設(shè)120 A分路開關(guān)一臺，帶電動葫蘆及硐室內(nèi)照明，這樣可避免電動葫蘆與充電機(jī)供電相互影響；其他三路設(shè)3臺200 A分路開關(guān)，每路帶3臺充電機(jī)，分系統(tǒng)供電大大增加了充電機(jī)供電的安全、可靠性。

（4）蓄電池的吊裝位置設(shè)置也是充電機(jī)房高效運行的一項重要內(nèi)容，為使硐室工程量最小化和吊裝高度、電葫蘆水平行程滿足吊裝要求，經(jīng)過精細(xì)計算和選擇緊湊型電葫蘆，現(xiàn)硐室高4m、寬5 m、起吊行程300 mm。根據(jù)電動葫蘆及巷道的具體參數(shù)，確定工字鋼（電動葫蘆行走梁）離地最低高度3400 mm才能保證起吊的順利完成，此項工作滿足了蓄電池吊裝的各項指標(biāo)。

（5）此次機(jī)車配用的為鉛酸蓄電池，充電過程必須用水冷卻，必然有電解液隨水排出，水變成酸性。而井下排水系統(tǒng)是全部集中到中央水倉經(jīng)主排水泵排到地面，酸性水進(jìn)入水泵和排水管路必然會造成腐蝕，所以必須建酸性水中和水池，將水中和達(dá)標(biāo)后再排至中央水倉，防止排水系統(tǒng)被腐蝕損壞。

通過以上幾項工作的順利完成，屯蘭煤礦在充電硐室、供電系統(tǒng)設(shè)計、機(jī)車技術(shù)參數(shù)選擇方面形成了一套完整的系統(tǒng)方案，對煤礦機(jī)車輔助運輸系統(tǒng)更新積累了豐富的經(jīng)驗。

4 結(jié)束語

此次運輸系統(tǒng)更新改造可以滿足瓦斯突出礦井鑒定后的生產(chǎn)要求。同時是礦井安全運行的一項重要保證，對于高瓦斯及瓦斯突出煤礦來說具有重要意義，其社會、經(jīng)濟(jì)價值涉及全礦井的長期高效安全運行。

此次工程形成的技術(shù)積累和經(jīng)驗，對于本集團(tuán)公司乃至全煤炭行業(yè)具有借鑒價值，可推廣運用至全煤炭系統(tǒng)，并具有長期的應(yīng)用效益，前景廣闊。面對煤礦行業(yè)對安全性的要求不斷提高，此項工程的應(yīng)用價值對行業(yè)具有相當(dāng)?shù)耐苿幼饔?，可提高全行業(yè)整體應(yīng)用水平。

[1]趙禹唐，王希業(yè).鉛蓄電池充電技術(shù).電源技術(shù).2001.

[2]盤江六盤水裝備制造有限公司.CTL12/6GB防爆特殊型蓄電池電機(jī)車使用說明書.CKA-100/100-300dI礦用隔爆型可控硅充電機(jī)使用說明書.