窄軌電機(jī)車架空線路口自動(dòng)對(duì)接系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

戴光緒　李永新　王延明　王文民

(赤峰山金紅嶺有色礦業(yè)有限責(zé)任公司)

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窄軌電機(jī)車架空線路口自動(dòng)對(duì)接系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

戴光緒李永新王延明王文民

(赤峰山金紅嶺有色礦業(yè)有限責(zé)任公司)

摘要某金屬礦山采用窄軌電機(jī)車牽引轉(zhuǎn)運(yùn)礦石，在運(yùn)輸過(guò)程中，窄軌鐵道常與地面供行人、車輛使用的道路相交叉，由于架空線與地面軌道之間的距離較小，影響了行人、車輛的正常通過(guò)。為確保電機(jī)車方便、連貫地通過(guò)窄軌鐵路與道路平面的交叉路口，對(duì)架空線進(jìn)行了改造設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)中運(yùn)用了物理傳動(dòng)和自動(dòng)控制原理，采用電動(dòng)絞車解決了電機(jī)車架線自動(dòng)升降的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種窄軌電機(jī)車架空線路口自動(dòng)對(duì)接系統(tǒng)，成效顯著，可供類似礦山參考。

關(guān)鍵詞窄軌電機(jī)車架空線自動(dòng)升降物理傳動(dòng)自動(dòng)控制電動(dòng)絞車

某金屬礦山采用豎井+平巷聯(lián)合開(kāi)拓方式，井口標(biāo)高+1 081 m，地處高寒地區(qū)，生產(chǎn)規(guī)模99萬(wàn)t/a，礦石由主井采用箕斗提升至地表礦倉(cāng)，副井供材料運(yùn)輸、提升人員和提升廢石，廢石通過(guò)副井提升至地表井口，從井口至廢石場(chǎng)用架線式窄軌電機(jī)車牽引運(yùn)輸。窄軌軌道線路橫穿礦區(qū)主要地表運(yùn)輸?shù)缆?，阻斷了車輛和人員的順利通過(guò)，對(duì)井下生產(chǎn)產(chǎn)生了一定程度的影響，有必要加以解決。

1問(wèn)題分析

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(kāi)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、鏈形懸掛等3類?！督饘俜墙饘俚V山安全規(guī)程》(GB 16423—2006)對(duì)地面窄軌電機(jī)車架線的懸吊高度進(jìn)行了規(guī)定：井下調(diào)車場(chǎng)、架線式電機(jī)車道與人行道交叉點(diǎn)線路電壓低于500 V時(shí)，不低于2.0 m；線路電壓高于500 V時(shí)，不低于2.2 m[1]。在地面或工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)超高貨車經(jīng)常通過(guò)的道路交叉口，其架線設(shè)置不宜采取常用的懸掛方式和懸掛高度，否則車輛無(wú)法安全通過(guò)。改造之前的道口未設(shè)置架空線，道路兩側(cè)架空線為固定懸掛式，兩側(cè)架空線通過(guò)地面線纜接通同一個(gè)電源。汽車和人員通過(guò)道口時(shí)可正常通行，但電機(jī)車通過(guò)道口時(shí)僅能在斷電狀態(tài)下依靠慣性滑行橫穿，由于電機(jī)車滑行慣性不足，人員下車后手拿自制的“趕馬鞭子”接觸帶電的滑觸線，使電機(jī)車受電后通行，存在觸電的危險(xiǎn)。由于在路口間斷性停留，無(wú)人調(diào)度指揮，電機(jī)車與通行的車輛和人員存在發(fā)生碰撞和擠壓的安全隱患[2]。

2窄軌電機(jī)車架空線路口自動(dòng)對(duì)接系統(tǒng)

窄軌電機(jī)車架空線路口自動(dòng)對(duì)接系統(tǒng)(圖1)包括設(shè)置于道路左右兩側(cè)的架空線，設(shè)置于道路左右兩側(cè)2個(gè)底部支撐架，分別固定連接于左右2個(gè)支撐架上端的左右2個(gè)立柱，固定連接于2個(gè)立柱頂端間的橫梁，設(shè)置于1個(gè)底部支撐架上的絞車及用于控制整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的電控箱，橫梁下端固定連接有2個(gè)分過(guò)線輪，橫梁下方設(shè)置有橫桿，立柱上設(shè)置有總過(guò)線輪，絞車的2根絞線經(jīng)過(guò)總過(guò)線輪后分別經(jīng)過(guò)2個(gè)分過(guò)線輪與橫桿的左半部分和右半部分固定連接，橫桿的下端固定連接有對(duì)接架空線，橫桿的1個(gè)端部設(shè)置有磁塊，橫桿上到位位置和下到位位置分別設(shè)置有上磁性限位開(kāi)關(guān)和下磁性限位開(kāi)關(guān)，道路左右兩側(cè)的架空線分別延伸至左右2個(gè)底部支撐架下端，道路左右兩側(cè)的架空線向?qū)蛹芸站€的下方邊緣引出搭接頭，絞車、上磁性限位開(kāi)關(guān)及下磁性限位開(kāi)關(guān)均與電控箱電連接，道路左右兩側(cè)架空線的旁側(cè)對(duì)應(yīng)于電機(jī)車的受電弓分別設(shè)置有左到位接觸開(kāi)關(guān)和右到位接觸開(kāi)關(guān)，兩者均與電控箱連接。

系統(tǒng)工作時(shí)，電機(jī)車在通過(guò)路口之前，其受電弓碰觸左到位接觸開(kāi)關(guān)或右到位接觸開(kāi)關(guān)，使電控柜控制絞車放線，使對(duì)接架空線下降，與搭接頭觸接，從而使電機(jī)車通過(guò)路口。電機(jī)車通過(guò)路口后，受電弓觸碰右到位接觸開(kāi)關(guān)或左到位接觸開(kāi)關(guān)，使電控柜控制絞車收線，使對(duì)接架空線上升，以便行人、車輛正常通過(guò)，也可通過(guò)作業(yè)人員操作控制按鈕控制對(duì)接架空線的升降。該系統(tǒng)通過(guò)磁塊與上磁性限位開(kāi)關(guān)、下磁性限位開(kāi)關(guān)的配合實(shí)現(xiàn)對(duì)接架空線升降為實(shí)現(xiàn)交通安全管制，避免發(fā)生車輛傷害事故，按照“紅燈停、綠燈行”的原則，安裝了智能交通指示燈，包括紅綠燈、直流變換器及繼電器。紅綠燈通過(guò)安裝架安裝于1個(gè)立柱上，直流變換器的輸入端通過(guò)電纜與架空線連接，直流變換器的輸出端通過(guò)電纜與繼電器的線圈接口連接構(gòu)成控制回路，紅綠燈的紅燈一端和綠燈一端分別通過(guò)電纜與繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)連接，紅燈另一端和綠燈另一端通過(guò)電纜與電源的1個(gè)電級(jí)連接，電源的另1個(gè)電極通過(guò)電纜與繼電器的動(dòng)觸頭連接[4]。當(dāng)架空線帶電后，繼電器的線圈通電，動(dòng)觸頭與常開(kāi)觸點(diǎn)接觸，綠燈滅、紅燈亮，警示行人及車輛禁止通行，確保電機(jī)車安全通過(guò)路口。

圖1　窄軌電機(jī)車架空線路口自動(dòng)對(duì)接系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

3結(jié)語(yǔ)

以某金屬礦山為例，設(shè)計(jì)了一種窄軌電機(jī)車架空線路口自動(dòng)對(duì)接系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了在窄軌鐵道與地面供行人、車輛使用的道路交叉口自動(dòng)升降架空線，既節(jié)約了通行時(shí)間，又不影響地面窄軌運(yùn)輸系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)用性較強(qiáng)，有一定的推廣價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]中華人民共和國(guó)國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局.GB 16423—2006金屬非金屬礦山安全規(guī)程[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2006.

[2]嚴(yán)萬(wàn)生.礦山固定機(jī)械手冊(cè)[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，1986.

[3]孫玉蓉.礦井提升設(shè)備[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，1995.

[4]謝錫純，李曉豁.礦山機(jī)械與設(shè)備[M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2000.

(收稿日期2015-11-01)

戴光緒(1977—)，男，注冊(cè)安全工程師，025450 內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市巴林左旗。