电机车及其安全管理

电机车及其安全管理电机车是长距离水平巷道的主要运输工具，在煤矿井下主要用于平巷或坡度在3‰~5‰以下的巷道，有时也用于短距离的平巷运输或作为调车用。一、矿用电机车的类型煤矿井下主要使用直流牵引电机车，按供电方式不同，可分为架线式和蓄电池式两大类。1．架线式电机车架线式电机车的供电方式如图4.5所示，牵引变流所1将交流电变为直流电，经由架设在运输线路上方的架空线4，通过电机车5的受电器和牵引电动机，再经轨道回到变流所，构成完整的电流回路，使电机车牵引矿车在运输轨道上行驶。架线式电机车的粘着重量在1.5~20t之间，3t以下的主要用于调车，3t以上的作运输用。架线电机车的牵引电机电压在97~550v之间（一般为250V和550V两种）。机车的小时牵引力在1872~41160N之间。架线式电机车用在低沼气矿井进风的主要运输巷内。矿用架线式电机车的型号有ZK-10-250、ZK-14-550等。2．蓄电池电机车蓄电池电机车的蓄电池安装在车体上。电用完后可送往井下电机车硐室由充电机进行充电，主要设备有交流设备和充电设备。蓄电池电机车粘着重量在2.5~8t之间，蓄电池电压在42~132V之间，机车的小时牵引力在2548~11172N之间。蓄电池电机车用在高沼气矿井进风的主要巷道内。矿用防爆型蓄电池电机车的型号有XK8-6/110-1A、XK2.5-6/48A-TH和XK2.5-9/48A-TH等。由于架线式电机车的成本比蓄电池电机车低、设备简单、用电效率高、易于维修，所以应用较普遍。我国准备推荐使用交流架线式电机车，并制定了系列型谱。使用这种电机车时，架空线网供给的是交流电，通过电机车上的整流设备向牵引电动机供给直流电，这样可省去牵引变流所，从而使电机车运输的优越性更为突出。二、矿用电机车的结构矿用电机车的构造包括机械和电气两大部分。机械部分由车架、行走部（轮对、轴箱、弹簧托架）、撒砂系统、制动装置、齿轮传动装置及连接缓冲装置组成；电气部分主要由受电器、自动开关、控制器、电阻器、牵引电动机（蓄电池电源装置）组成。1．车架车架是电机车的主体部分，用厚钢板焊接而成，机车的所有机械及电气设备都安装在车架上。它分为三部分：前部为司机室，中部为电机室，后部是电阻室。2．轴箱和轮对电机车的车轴都放在轴箱内，轴箱利用箱体两侧的导槽和车架相联系。轮对是由两个压装在轴上的车轮和车轴所组成，车架和轮对由轴箱来衔接。矿用电机车的两根轴都是主动轴。3t以下电机车为一台电动机传动；7t以上是两台电动机分别传动。3．弹簧托架其作用是减少机车在弯道和轨道接头处的震动，并把机车的重量均匀地分布在四个轮子上。4．撒砂系统撒砂系统是为了增加车轮与轨道之间的摩擦系数，提高牵引力和制动力，保证列车的行车安全。砂子装在砂箱内，砂箱可以用手柄通过杠杆系统进行操纵。5．制动装置机车上用的制动装置除机械和电气的两种外，ZK-14型电机车采用了压缩空气制动的气闸，气闸比机械闸更迅速可靠。由于电气制动不能使机车完全停住，因此，每台电机车上都装有机械制动装置。司机通过操纵制动手轮，就可经杠杆系统使闸瓦压紧车轮进行制动。6．连接缓冲装置机车的前后两端都有连接缓冲装置。机车的缓冲装置有刚性和弹性之分，蓄电池电机车都用弹性缓冲装置，以减轻对蓄电池的震动。架线式多用刚性缓冲装置。三、电机车的特点及应用电机车在井下巷道运输中得到广泛应用，其优点是：机车采用直流串激牵引电动机，使机车能获得较大的牵引力。司机一人操纵，所需辅助人员少，维护简单且费用低，动力消耗少。运行不受气候的影响，不会产生废气，不污染巷道的空气，改善了工人劳动条件和工作环境。电机车运输也存在一些缺点，如基本建设投资较大（需铺设轨道、安架空线、建牵引变流所等），架线式电机车要有较大的巷道断面，会产生泄漏电流，蓄电池组成本较高等。由于架线式电机车是通过架设在巷道上方的裸线和轨道作为供电回路，所以，在行驶过程中，在集电器与架线之间、在机车和矿车的车轮和轨道之间，由于接触不良和机械冲击等原因，常有火花产生，足以引燃一定浓度的瓦斯、煤尘、产生爆炸。蓄电池电机车由本身自带的蓄电池组供电，不需要在整个线路上都设置供电装置。所以《规程》明确规定：瓦斯矿井中使用机车运输时，应遵守下列规定：①低瓦斯矿井进风（全风压通风）的主要运输巷道内，可使用架线电机车，但巷道必须使用不燃性材料支护。②在高瓦斯矿井进风（全风压通风）的主要运输巷道内，应使用矿用防爆特殊型蓄电池电机车或矿用防爆柴油机车。如果使用架线电机车，必须遵守下列规定：沿煤层或穿过煤层的巷道必须砌碹或锚喷支护。有瓦斯涌出的掘进巷道的回风流，不得进入有架线的巷道中。采用碳素滑板或其他能减小火花的集电器。架线电机车必须装设便携式甲烷检测报警仪。③掘进的岩石巷道中，可使用矿用防爆特殊型蓄电池电机车或矿用防爆柴油机车。④瓦斯矿井的主要回风巷和采区进、回风巷内，应使用矿用防爆特殊型蓄电池电机车或矿用防爆柴油机车。⑤煤（岩）与瓦斯突出矿井和瓦斯喷出区域中，如果在全风压通风的主要风巷内使用机车运输，必须使用矿用防爆特殊型蓄电池电机车或矿用防爆柴油机车。四、电机车的安全管理1．电机车的运行安全管理①合理确定牵引的矿车数。电机车牵引的矿车数要严格保证电机车重载启动牵引不打滑，重载下坡时制动距离满足要求，牵引电动机温升不超过允许温度这三个条件来确定。不得随意增加车数。②必须定期检修机车和矿车、并经常检查，发现隐患，及时处理。③机车的闸、灯、警玲（喇叭）、连接装置和撒沙装置，任何一项不正确或防爆部分失去防爆性能时，都不得使用该机车。④行车信号指令是对机车运行方向、路线、开车停车的严格规定，是用来规定司机的操作行为，规范整个运输系统行车的制度化和次序化，从而实现安全运输。《规程》规定：机车司机必须按信号指令行车，在开车前必须发出开车信号。就是要求当司机接到开车信号指令以后，必须发出笛（铃）警示信号，以提醒列车前方的行人和列车周围人员，提醒乘车人员，从而保证列车在起动时，行人、乘车人员和行车的安全。机车运行中，严禁将头或身体探出车外。司机离开座位时，必须切断电动机电源，将控制手把取下，扳紧车闸，但不得关闭车灯。⑤由于矿井井下轨道交错频繁，巷道弯道又多，再加上轨道上告诉运行的列车制动比较困难，容易发生相向行驶的列车之间的撞车事故。为避免这类事情发生，采用机车运输时，还应遵守下列规定：列车或单独机车都必须前有照明，后有红灯。正常运行时，机车必须在列车前端。同一区段轨道上，不得行驶非机动车辆。如果需要行驶时，必须经井下运输调度站同意。列车通过的风门，必须设有当列车通过时能够发出在风门两侧都能接收到声光信号的装置。巷道内应装设路标和警标。机车行近巷道口、硐室口、弯道、道岔、坡度较大或噪声大等地段以及前面有车辆或视线有障碍时，都必须减低速度，并发出警号。必须有用矿灯发送紧急停车信号的规定。非危险情况，任何人不得使用紧急停车信号。两机车或两列车在同一轨道同一方向行驶时，必须保持不少于100m的距离。列车的制动距离每年至少测定1次。运送物料时不得超过40m，运送人员不得超过20m。另外，在弯道或司机视线受阻的区段，应设置列车占线闭锁信号，在新建和改扩建的大型矿井井底车场和运输大巷，应设置信号集中闭锁系统。2.架线及线路管理①架线电机车运行的轨道应符合下列要求：两平行钢轨之间，每隔50m应连接1根断面不小于50mm2的铜线或其他具有等效电阻的导线。线路上所有钢轨接缝处，必须用导线或采用轨缝焊接工艺加以连接。连接后每个接缝处的电阻，不得大于表4.4的规定。不回电的轨道与架线电机车回电轨道之间，必须加以绝缘，第一绝缘点设在两种轨道的连接处；第二绝缘点设在不回电的轨道上，其与第一绝缘点之间的距离必须大于一列车的长度。对绝缘点必须经常检查维护，保持可靠绝缘。在与架线电机车线路相联通的轨道上有钢丝绳跨越时，钢丝绳不得与轨道相接触。②架线电机车使用的直流电压，不得超过600V。③自轨面算起，电机车架空线的悬挂高度应符合下列要求：在行人的巷道内、车场内以及人行道与运输巷道交叉的地方不小于2m；在不行人的巷道内不小于1．9m。在井底车场内，从井底到乘车场不小于2．2m。在地面或工业场地内，不与其他道路交叉的地方不小于2．2m。④电机车架空线与巷道顶或棚梁之间的距离不得小于0．2m。悬吊绝缘子距电机车架空线的距离，每侧不得超过0．25m。电机车架空线悬挂点的间距，在直线段内不得超过5m，在曲线段内不得超过表4．5中的规定值。3．井下充电室管理①酸碱充电室必须分开，不得在同一充电室内设置酸和碱性蓄电池充电设施及进行充电。②井下蓄电池充电室内必须采用防爆型电气设备。测定电压时，可使用普通型电压表，但必须在揭开电池盖10min以后进行。井下矿用防爆型蓄电池电机车的电气设备，必须在车库内打开检修。③充电室必须有单独的风流通风，回风风流可以引入采区回风道中。在只给5t以下电机车的一组电池充电时，可以不采用独立的风流通风。室内风流及局部积聚处，空气中氢气浓度不得超过0．5％。井下充电室必须设在进风风流中，如果硐室深度不超过6m，人口宽度不小于1．5m，可以采用扩散通风。经矿总工程师批准，个别充电室可设在回风风流中，但沼气浓度不得超过0．5％，并安装沼气自动检测报警断电装置。④充电室内必须设置水源，以备经常冲洗蓄电池组用，如无水源，必须设置临时储水池。充电室内应有电压表、温度计、密度计。盛电解液的容器必须耐酸、坚固，在配制电解液时，必须将硫酸徐徐倒入水中，严禁向硫酸内倒水。室内必须有5％浓度的碳酸钠溶液，以备电解液烫伤时清洗。充电室充电时的直流电源输出功率，电压应大于蓄电池组串联电压的15倍，电流大于5h放电容量的放电电流。4．电机车的检查与维护(1)一般电机车的检查与维护轴承和轴承箱。轴承箱工作中要发热，当温升超过60℃时，首先要检查轮毂与轴承座间的空隙(不应小于2mm)，润滑油的脏污程度。轴承内外圈不许有过松和转动不规则现象。检查内、外圈和滚柱的表面，发现磨损超限或损坏现象须更换新轴承。每3个月应打开1次轴承箱盖，清洗、检查轴承，并更换润滑油。轮对。每天检查电机车时，应敲击轮箍，以判断其箍紧性及轮箍本身的完整性，检查车轮有无裂纹。定期检查车轮滚动圆的磨损情况。当车轮踏面有深大于3mm、长大于5mm的凹痕及磨损大于5mm时，应取下车轮进行修整。当轮圆磨损至25mm时，必须更换新车轮。修整车轮时，要求同一轮对上的车轮滚动圆直径偏差不得大于2mm。制动系统。每次接班前须清除调节闸瓦螺杆的泥垢，检查闸瓦磨损，并调整闸瓦间隙。左、右两侧闸瓦必须同时制动，全部闸瓦严密闸在轮箍上。检查杠杆、销轴是否灵活，并注润滑油。加砂系统。未动手柄前砂箱不应有砂子漏出。操作手柄时应能同时打开、关闭出砂阀。当前、后部砂箱不能同时打开、关闭时，应调整拉杆和弹簧的长度。撤砂器的砂管与车轮、轨道距离要合乎要求，撒出砂子要落在轨道上。每班清除拉杆上的泥土，在销轴处涂润滑油。弹簧托架。检查受电器弹簧压力，滑板磨损程度。各框架、螺栓及销子应齐全完整。定期清除弹簧片泥土，定期在销轴处涂油。减速器。定期向减速箱补充润滑油，每6个月更换1次润滑油。检查齿轮磨损情况，调整螺钉及垫片，保证齿轮的正常啮合。控制器。清扫检查控制器接触头，打磨烧损触头。电阻器的接线端子、电阻片、压线紧固，不得松动。牵引电动机。经常保持电动机外部的清洁。整流子工作表面应光滑、无烧痕。整流子磨损的不平度达0．2mm时，应采用00号细砂布顺着电动机旋转方向对整流子工作面进行磨光。当整流子磨损的不平度达0．5mm时，应抽出电枢进行车削。检查电枢轴承是否过热，如过热，进一步检查是否缺油或轴承损坏。所有紧固件、各接线头应牢固可靠，无松脱现象。电动机防护罩应完整，检查窗小盖应密封良好。自动开关。用吹尘器或干净的棉纱清除开关内部的脏物灰尘，保持各零件清洁。各处螺钉、螺帽等紧固零件应牢固、可靠，触头无松动。触头如有烧痕，可用细锉刀加工修理。触头接触面应保持80％以上，磨损程度达到50％时，应更换新触头。衔铁装置、拉簧、拉杆应无损坏，动触头上的压