礦山窄軌鐵路道口升降式架空線探討

周宏瑞 龔小龍 王超群

摘 要：電機(jī)車牽引網(wǎng)絡(luò)由饋電線、架空線、軌道、回流線、分區(qū)開關(guān)、分段絕緣等組成，其中，架空線的作用是將牽引變流所中的直流電源引出，為電機(jī)車提供電源。一般情況下，電機(jī)車架空線懸掛方式有硬性懸掛、彈性懸掛和鏈形懸掛三種，同時(shí)《金屬非金屬礦山安全規(guī)程》中對地面窄軌電機(jī)車架線的懸吊高度做了規(guī)定：井下調(diào)車場、架線式電機(jī)車道與人行道交叉點(diǎn)：線路電壓低于500V時(shí)，不低于2.0m；線路電壓高于500V時(shí)，不低于2.2m。在地面或者工業(yè)場地內(nèi)超高貨車經(jīng)常通過的道路交叉口，其架線設(shè)置就不應(yīng)采取常用的懸掛方式和懸掛高度，否則車輛無法安全通過，或者經(jīng)過費(fèi)力費(fèi)時(shí)的調(diào)整之后才能通過。文章是根據(jù)某礦山窄軌鐵路橫穿水泥公路的實(shí)際情況，對架空線提出了改造設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)中運(yùn)用了物理傳動知識，巧妙地采用手動絞車解決電機(jī)車架線自動上下升降的問題，并最終試驗(yàn)成功，徹底解決了該礦窄軌鐵路道口車輛通行問題，并已將該項(xiàng)改進(jìn)投入使用，且運(yùn)行效果良好。

關(guān)鍵詞：架空線；可升降；物理傳動；手動絞車

引言

某硫鐵礦采用“豎井+斜坡道聯(lián)合開拓方式”，年生產(chǎn)規(guī)模125萬t/a，礦石由主井采用箕斗及斜坡道無軌運(yùn)輸提升至地表礦倉，下放材料、人員上下、廢石出坑則通過副井由罐籠提升。副井地表車場為窄軌運(yùn)輸，礦車型號為0.75m3翻斗式礦車，電機(jī)車為架線式電機(jī)車。滿載廢石的礦車經(jīng)罐籠提升至地表后由電機(jī)車牽引至排土場排棄，窄軌軌道線路橫穿礦區(qū)水泥道路，水泥道路經(jīng)常有大型貨車、炸藥車等通過，其具體位置如圖1所示，窄軌軌道線路還需連通維修站、倉庫等工業(yè)場地。

圖1 副井地表車場平面示意圖

改造之前的道口未設(shè)置架空線，道路兩側(cè)架空線是固定懸掛式，兩側(cè)架空線通過地面線纜接通同一個(gè)電源。汽車通過道口時(shí)可正常通行，但是列車通過道口時(shí)是僅能在斷電狀態(tài)下靠慣性滑行橫穿，而道口距離副井距離較近（約43m），導(dǎo)致列車長度不宜過長。若列車長度過長，則列車的加速段距離將變短，存在列車速度過低而無法靠慣性滑行橫穿道口到達(dá)另一側(cè)的受電點(diǎn)的可能，這種情況在相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)影響著汽車運(yùn)輸效率及地表電機(jī)車運(yùn)輸系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

鑒于以上實(shí)際情況，為解決汽車在該道口的正常安全通行及地表電機(jī)車運(yùn)輸系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)問題，對該處斷開的架空線提出改進(jìn)方案，并做此課題研究。

1 基本設(shè)計(jì)思路的提出

為了解決當(dāng)超過架線高度的運(yùn)輸汽車通過時(shí)，車輛能夠快速、正常、安全地通過道口的問題，該項(xiàng)改進(jìn)必須能夠?qū)崿F(xiàn)以下三個(gè)目的：（1）架空線必須可以自由升降，且能升降至安全的高度。（2）在升降過程中不受兩側(cè)架空線的干涉。（3）不需要切斷架空線電源。從以上三個(gè)目的出發(fā)，必須把該處的架空線改造成可升降式架空線。

2 升降式架空線的設(shè)計(jì)

2.1 基本原理的確定

在可升降式架空線的設(shè)計(jì)過程中，我們充分利用了物理傳動的知識，通過手動絞車收縮及下放牽引鋼絲繩，可以實(shí)現(xiàn)架空線的上下升降。在實(shí)際生產(chǎn)中，利用導(dǎo)向滑輪將鋼絲繩導(dǎo)向至軌道中心線外圍，人員通過搖動手動絞車牽引鋼絲繩將可升降式架空線懸吊至離軌面4.5m的高度，不影響到汽車車輛的正常運(yùn)行，同時(shí)起吊架做了絕緣處理，牽引鋼絲繩不帶電，工人的操作安全得到保證。

2.2 升降式架空線與兩側(cè)正常架空線的搭接方式

升降架空線設(shè)計(jì)的基本原理確定之后，從理論上講，可以實(shí)現(xiàn)架空線的自由升降，但是如何讓升降式架空線和兩側(cè)正常架空線非常方便的實(shí)現(xiàn)隨時(shí)的搭接并能接觸良好？設(shè)計(jì)道口兩側(cè)共計(jì)安裝4根8.5m長的方形立桿，于立桿上安裝抱箍并沿水泥路方向焊接槽鋼，兩側(cè)正常架空線懸吊于槽鋼，錨定于方形立桿上。起吊架采用圓鋼及扁鋼焊接形成，起吊架下部安裝絕緣瓷瓶懸吊架空線，與正常兩側(cè)架空線通過橡膠套軟電纜及聚氯乙烯絕緣電纜連接，保證電源正常連通，在升降過程中電源是保持連通的。其搭接方式如圖2所示。

圖2 可升降式架空線搭接示意圖

2.3 升降式架空線整體升降問題

當(dāng)有汽車車輛穿越該十字路口時(shí)，通過人工手動搖手動絞車控制提升鋼絲繩的上升和下降，手動絞車具有自動閉鎖功能，能隨時(shí)閉鎖卡緊或下放。起吊架可升高至4.5～6.0m范圍，可滿足貨車的最低通過高度要求。當(dāng)列車通過時(shí)將升降式架空線架下放，搭接于槽鋼上，列車通過后即可將起吊架上升至4.5m以上高度，即列車通過時(shí)下放，無列車通過時(shí)起吊架一直懸吊于4.5m水平以上，炸藥車、貨車的運(yùn)行安全得到有效保證。采用鋼管制作起吊架固定軸，起吊架僅能在固定軸上下升降，而不可前后左右移動，解決了升降式架空線整體升降的問題，保證架空線纜的穩(wěn)定，保證電機(jī)車的安全運(yùn)行。

2.4 使用效果

經(jīng)過試驗(yàn)和實(shí)際使用，在十字路口采用該種方式的可升降式架空線，當(dāng)超高車輛通過該十字路口時(shí)，既可以節(jié)約通行時(shí)間，又不影響地面窄軌運(yùn)輸系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)由于采用了人工操控的方式實(shí)現(xiàn)升降架空線的上升和下落，其操作非常的方便和省力，投資非常低。由于該項(xiàng)設(shè)計(jì)的成功使用，大大節(jié)約了該礦山列車及炸藥車從該路口通過的時(shí)間，相互之間不影響，效率高。該項(xiàng)改進(jìn)可以使用到類似情況下的道路交叉路口和十字路口，并且該項(xiàng)改進(jìn)具備極強(qiáng)的可操作性和適用性。

3 結(jié)束語

在可升降式架空線的設(shè)計(jì)過程中得到了業(yè)主方工區(qū)領(lǐng)導(dǎo)和工友們的支持，特別是在設(shè)計(jì)過程中得到了礦山技術(shù)員的大力幫助和支持，在此對在這個(gè)設(shè)計(jì)過程中對作者給予幫助的所有人員表示衷心的感謝，并且希望可升降式架空線的設(shè)計(jì)能夠?qū)崒?shí)在在地給遇到過類似問題的礦山企業(yè)提供一定的幫助。

參考文獻(xiàn)

[1]郭祥水.電機(jī)車司機(jī)[Z].2007.

[2]黃福昌.礦井輔助運(yùn)輸[Z].2008.

作者簡介：周宏瑞（1984-），男，采礦助理工程師，主要從事礦山設(shè)計(jì)方面的工作。

龔小龍（1987-），男，采礦助理工程師，主要從事礦山設(shè)計(jì)方面的工作。