礦用蓄電池電機(jī)車運(yùn)輸大型綜采設(shè)備的實(shí)踐

趙 峰 王德祥 董 雨 郄寶厚

礦用蓄電池電機(jī)車運(yùn)輸大型綜采設(shè)備的實(shí)踐

趙 峰 王德祥 董 雨 郄寶厚

介紹了在井下軌道運(yùn)輸系統(tǒng)采用CAY25/9P型蓄電池電機(jī)車運(yùn)輸大型綜采設(shè)備的方法。如此，解決了架線式電機(jī)車牽引力不足的問題。

井下運(yùn)輸；軌道運(yùn)輸；蓄電池電機(jī)車

大同煤礦集團(tuán)白洞煤業(yè)公司現(xiàn)在開采的8106工作面是白洞有史以來的第一個大采高工作面，最大單件設(shè)備全重達(dá)30 t，原礦井井巷軌道運(yùn)輸無法適應(yīng)新設(shè)備的運(yùn)輸，現(xiàn)有的軌道運(yùn)輸方式——架線電機(jī)車已無法適應(yīng)大噸位設(shè)備的運(yùn)輸。為此，采用牽引能力大的CAY25/9P型礦用蓄電池電機(jī)車進(jìn)行運(yùn)輸。筆者就在井下軌道運(yùn)輸系統(tǒng)上采用蓄電池電機(jī)車運(yùn)輸大型綜采設(shè)備進(jìn)行探討。

1 大采高主要大噸位設(shè)備簡介

采煤機(jī)，MG750/1815－GWD型，重128 t（入井時(shí)設(shè)備解體平均單件重14 t）；

液壓支架，ZZ990/29.5/50型，重32 t（入井時(shí)拆除4根立柱后重28 t，加上平板車自重2 t，共重30 t）。

2 大采高設(shè)備運(yùn)輸分析

鑒于大采高設(shè)備的單件最大重量（30 t）以及巷道最大坡度（≤5°），原來架線電機(jī)車（粘重為10 t）的運(yùn)輸能力已無法滿足，故決定采用牽引能力大的蓄電池電機(jī)車運(yùn)輸。

3 蓄電池電機(jī)車的主要技術(shù)指標(biāo)和運(yùn)行性能分析

車啟動力矩大，運(yùn)行速度平緩，爬坡能力強(qiáng)，適應(yīng)性能好。

3.1 主要技術(shù)參數(shù)

粘重25 t（實(shí)際30 t），功率110 kW×2，啟動牽引力 67.5 kN，持續(xù)牽引力 53.9 kN，持續(xù)速度9.5 km/h，軌距900 mm，制動方式為空氣+電氣+機(jī)械，牽引高度210 mm/320 mm/430 mm，蓄電池電壓550 V。

3.2 牽引力分析

3.2.1 最大單件牽引力

列車在牽引狀態(tài)的動力方程式：

式中：F——機(jī)車啟動（運(yùn)行）時(shí)的牽引力；

P——電機(jī)車重量，t，取25 t；

Q——載重，t，取30 t；

ω——列車啟動（運(yùn)行）時(shí)的阻力系數(shù)，啟動時(shí)取10.5 kg/t，運(yùn)行時(shí)取7 kg/t；

i——軌道坡度，盤曲坡度≤87‰，取最大坡度87‰；

a——列車加速度，對于井下電機(jī)車取0.04 m/s2。

計(jì)算得：機(jī)車啟動時(shí)的牽引力F＝54.9 kN，運(yùn)行時(shí)的牽引力F＝53 kN。

3.2.2 機(jī)車牽引特性曲線

機(jī)車牽引特性曲線見圖1。

采用國內(nèi)最大型蓄電池電機(jī)車進(jìn)行試驗(yàn)，電機(jī)車型號為CAY25/9P。蓄電池電機(jī)車由蓄電池組供應(yīng)直流電，直流電通過帶有計(jì)算機(jī)控制的牽引逆變器轉(zhuǎn)換成電壓和頻率可調(diào)的三相交流電驅(qū)動2臺交流異步牽引電動機(jī)，2臺交流異步牽引電動機(jī)單獨(dú)通過連接的齒輪減速箱驅(qū)動輪對從而牽引電機(jī)車。因此，該電機(jī)

通過最大單件牽引力的計(jì)算，再與機(jī)車牽引力特性曲線比較可得控制機(jī)車安全運(yùn)行的參數(shù)，其運(yùn)行速度應(yīng)保持在7.5 km/h以下。

3.3 運(yùn)行措施

①運(yùn)輸線路鋪設(shè)不低于30 kg/m的鋼軌，保證機(jī)車和設(shè)備的安全運(yùn)行；

②對原軌道運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行全面的檢查、整修，重點(diǎn)對軌道損壞地段、轉(zhuǎn)彎處、薄弱處進(jìn)行了更換和修整，對污染嚴(yán)重的區(qū)域進(jìn)行了清掃和清潔，保證軌道的粘著力；

③在軌道轉(zhuǎn)彎處安裝軌距拉桿保證彎道的軌距尺寸；

④常規(guī)電機(jī)車為電制動，為保證有坡度的路段和轉(zhuǎn)彎處駐停的安全可靠，利用電機(jī)車的空氣制動和機(jī)械制動進(jìn)行綜合制動，同時(shí)軌道輔以撒沙。

4 應(yīng)用情況及評價(jià)分析

經(jīng)過對大采高設(shè)備安全、順利的運(yùn)送以及其他設(shè)備的運(yùn)輸，證明此項(xiàng)技術(shù)途徑可獲得如下效果。

①采用蓄電池電機(jī)車運(yùn)輸，不僅可以解決原機(jī)車運(yùn)力不足的問題，還可以延伸到無架空線的軌道運(yùn)輸區(qū)域，減少布置架空線等機(jī)電設(shè)備；同時(shí)也能減少井下雜散電流存在的危害性，對整個礦井而言，安全系數(shù)大大提高了，具有很高的社會和經(jīng)濟(jì)效益。

②盤區(qū)運(yùn)料采用蓄電池電機(jī)車運(yùn)輸，可以減少大量絞車等機(jī)電設(shè)備的布置，節(jié)約材料費(fèi)、配件費(fèi)等20余萬元。

③運(yùn)輸設(shè)備的高度不受架空線的限制。

④機(jī)電設(shè)備的維修量少，減少了專職維修人員。不用配置專職架線工維護(hù)人員，按每班2人，每天3班，每天可減少6人以上。

⑤減少運(yùn)輸設(shè)備的時(shí)間，比預(yù)計(jì)設(shè)備運(yùn)輸時(shí)間提前了12 d，提高了效率。

⑥有利于改善井下環(huán)境。巷道沒有架空線，行人不用擔(dān)心觸電。消除了雜散電流給礦井帶來的安全隱患。消除了軌道回流，取消了軌道絕緣。改善了入井人員的行走環(huán)境。

5 建議

在有條件的礦井，按照井巷的坡度、設(shè)備的重量、運(yùn)輸路線的要求，進(jìn)行運(yùn)輸系統(tǒng)的修整，可不斷優(yōu)化井下軌道運(yùn)輸方式。在此基礎(chǔ)上選擇蓄電池電機(jī)車運(yùn)輸設(shè)備，既降低運(yùn)輸成本，延長軌道運(yùn)輸范圍，又可提高運(yùn)輸設(shè)備的效率。

Practice of Transporting Large Fully Mechanized Coal Mining Equipment by Battery Locomotive

Zhao Feng Wang Dexiang Dong Yu Qie Baohou

This paper gives an introduction of the method that CAY25/9P is used to transport large fully mechanized coal mining equipment in coal mine rail transportation system and thus resolves the inadequate traction problem.

underground transportation;rail transportation;battery locomotive

TD254

B

1000-4866(2011)01-0039-02

趙峰，男，1976年3月出生，1996年畢業(yè)于大同礦務(wù)局職工大學(xué)（煤礦機(jī)電專業(yè)），現(xiàn)在大同煤礦集團(tuán)白洞煤業(yè)公司工作。

2011－01－05

2011－01－19