论矿用隔爆型窄轨电机车在煤矿系统中的应用

刘梦茹

摘 要：随着我国科技水平不断提高，越来越多的先进技术被应用到了工业生产过程中。我国的矿产资源总量世界排名第三，矿业已经成为我国工业结构的重要组成部分，我国的矿井生产过程的效率和安全性一直受到高度关注。矿井生产过程中，矿井运输是一个极为重要的部分，矿井运输最重要的组成部分就是电车运输，本文将针对隔爆型窄轨电机车在电车运输中的作用以及其在煤矿系统中的实际应用等问题进行分析和阐述。

关键词：隔爆型窄轨电机车 结构 应用 煤矿系统

中图分类号：TD52 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）07（a）-0076-01

电机车可以根据不同的划分标准分为很多种类型，不同的电机车在矿井生产过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。目前在我国的矿井生产过程中，主要使用的电机车类型是隔爆型窄轨电机车，本文将对这种电机车进行等多方面的阐述，并且对其特点与其在生产过程中的使用问题进行总结和分析。

1 矿用电机车的概念和分类

电机车运输使矿井运输的重要组成部分，在枣矿集团各大煤矿的地面生产和井下生产过程中得到了极为广泛的应用，已经成为了进行矿井水平巷道的长距离运输时所采取的重要方式，并且在短距离的平巷运输中也得到了一定的应用。

根据所采用动力的不同，机车可以分为三种，分别是通过内燃、压气和电这三种能源所驱动的机车。电机车的分类可以根据其使用电源的性质不同进行划分，分为直流电机车和交流电机车两种，根据其供电的方式不同，直流电机车可以分为架线电机车和蓄电池电机车两种，目前我国矿井作业过程中使用的都是以电源为动力的电机车。

2 矿用电机车的组成结构

矿用电机车的总体结构主要由车架结构、轮轴对、传动系统、吊挂系统、制动以及撒沙六个主要部分组成[1]。

2.1 车架部分

电机车承受重力的最主要的部分就是车架，电机车的主要机械部分如其电动机和核心控制设备都安装在了车架上，可以说车架使电机车最重要部分的一个载体。车架通过弹簧进行负重载荷[2]。

2.2 缓冲器结构

电机车的缓冲器可以根据结构形式分为三种，分别是刚性缓冲器、半刚性缓冲器和弹性缓冲器。刚性缓冲器的材质是铸铁或者是铸钢，它同时承担着缓冲器和车架端板的作用，是电机车的一个组成部分。由于刚性缓冲器本身的重量很重，所以其吸收一部分冲击力，从而使其本身对电机车的作用得到一定的减弱。

2.3 轮轴对

轮轴对的主要作用是载荷和各种冲击力的承受，轮轴对通过轴承箱与弹簧架，与电车的车架形成联系，并将车架本身以及车架上所安装的设备形成的重量全部承受[3]。

2.4 制动系统

我国制度明确规定，列车的制动距离最大不能超过40 m，所谓的制动距离就是指驾驶员从开始制动到电机车完全停止之间的距离。

在我国除了小型的矿用电机车可以不安装制动系统，其他的矿用电机车必须有完善可靠的制动系统。电气制动系统具有不对机车的车轮和闸瓦造成影响的优点，但是电气制动系统的制动能力却会随着电机车运行速度的减慢而降低，如果想使电机车可以做到快速准确的制动，就必须要将电气制动和机械制动相结合。

2.5 传动系统

传动系统指的就是电机车的传动装置，传动装置就是从对电动机的牵引到扭矩的主动轴传递的一整套设备。其分类情况可以分为独立传动和组合传动，独立传动在传动的装置中，由单独的电动机对每一个主动轮轴进行牵引传动。

3 架线机车和蓄电池电机车在井下的广泛使用情况

3.1 架线电机车

架线电机车所用的直流电，是通过变电所对交流电的转换而得来的，并通过架设在运输轨上方的架空线实现其直流电的传输，并通过架线电机车的中心控制装置和主电机。电流通过轨道回流到变电所，从而形成一個电流回路，使电机车可以正常在轨道上行驶[4]。

3.2 蓄电池电机车

蓄电池电机车的主要动力能源是从其自身的电池组中所获得的电能，这些电池组是由电机车本身所带的较多的蓄电池通过串联而组成的，因此蓄电池电机车不需要通过架设电路来完成电能的输送。蓄电池主要有酸性蓄电池和碱性蓄电池两大类。由于酸性蓄电池存在着使用寿命短、故障发生率较高、电解液消耗程度过大等多方面的缺点，所以在目前的矿用电机车中，主要还是采用碱性蓄电池。

3.3 架线电车和蓄电池电车的优缺点

通过对两者进行比较，可以看出架线电车的总体构造和设备结构较为简单，而且其运行效率较高，不需要经常进行维护，大大降低了维护设备的成本，且具有不易发生故障、操作简单方便的优点。但是由于机车运行过程中已出现不稳定，导致电弓与架空线之间市时常产生火花。蓄电池电机车相对而言，具有电池组价格昂贵，运输保养的成本较高等缺点，且进行电池组更换时，操作过程较为复杂，已造成人力资源的浪费。因此，在目前没有进行广泛的采用。

矿用的蓄电池电机车根据其防爆安全特点可以分为两个类型，分别是防爆安全型电机车和防暴特殊型电机车。防暴特殊型电机车主要采用全套的电气设备，且其牵引电动机和交直流变压器以及中心控制器等设备都采用的是隔爆型设备，其电源设备和蓄电池组也都是防爆特殊型设备。

4 隔爆型电机车的推广和使用

4.1 作业环境

电机车进行运输作业时的工作环境在很大程度上都对电机车的使用寿命产生着影响，根据不同的巷道情况，选择最实用的电机车，并根据运输能力对机车的粘着重量进行选择，可以使电机车的使用寿命得到一定的提高。

4.2 巷道坡度对电机车的影响

如果巷道的坡度过大，会导致电机车在上坡时电机的负荷过大，从而导致电机过度发热，导致电机老化速度加快。在下坡时容易使电机车的制动设备损坏，导致生产事故的发生。

4.3 电机车运输轨道的标准

电机车的运输轨道，两轨之间的低差要保持在5 mm之内，轨面和内侧的错差数值不得高于2 mm，要求轨道轨缝必须小宇5 mm。通过对电车运输轨道各种数值的准确测量和修正，并且时刻保证道床的整洁，可以使电机车更好的进行运输作业。

5 结论

通过本文对隔爆型窄轨电机车在煤矿系统中的应用分析，可以得出，如果想使电机车在生产过程中，更好的运行和工作，就必须保证其各项数值的稳定和准确。及时对电机车进行维护和检修可以减少矿井事故的发生。

参考文献

[1] 张丙泉，谢宝东.矿用隔爆型移动变电站在煤矿供电系统中的应用[J].山东煤炭科技，2013（4）：62-63.

[2] 郑昌陆.矿用电机车的永磁同步电机控制关键技术研究[D].上海大学，2013.

[3] 徐伟.窄轨电机车牵引变流器研究[D].华南理工大学，2013.

[4] 司匡书.矿井机车监控及定位系统研究[D].华中科技大学，2012.