地軌式自移電氣列車(chē)的研制與應(yīng)用

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摘　要:  介紹了地軌式自移電氣列車(chē)的主要技術(shù)參數(shù)及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn),并分析了該項(xiàng)目的創(chuàng)新點(diǎn)和性能特點(diǎn),認(rèn)為它解決了小絞車(chē)拖移電氣列車(chē)所存在的安全隱患。

關(guān)鍵詞:  地軌式;自移電氣列車(chē);液壓裝置;制動(dòng)抱閘　　   隨著礦井采掘裝備水平的不斷提高,綜采工作面大量使用功率更大、自動(dòng)化程度更高、操作維護(hù)更方便的新型設(shè)備。同時(shí)各類(lèi)控制裝置尺寸、重量也不斷加大,特別是負(fù)荷中心,單臺(tái)重量可達(dá)16 ,t綜采工作面整個(gè)電氣列車(chē)的總重可達(dá)80 ,t使其隨工作面推進(jìn)在順槽不斷前移產(chǎn)生了困難。 1　電氣列車(chē)的移動(dòng)方式　　 目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于綜采工作面電氣列車(chē)的移動(dòng)主要有以下幾種方式: 1)　使用絞車(chē)拖拉來(lái)移動(dòng)電氣列車(chē)。該方式為目前各礦普遍采用的一種方式,具有投資小,操作直觀等優(yōu)點(diǎn),但是每次移動(dòng)電氣列車(chē),都需要投入大量的人力提前進(jìn)行電纜整理、打設(shè)阻車(chē)器、人力拖動(dòng)絞車(chē)鋼絲繩等工作。在移動(dòng)電氣列車(chē)過(guò)程中,由于使用絞車(chē)拖動(dòng),其速度不能得到很好的控制。操作人員距離電氣列車(chē)較遠(yuǎn),不能很好的監(jiān)測(cè)到電氣列車(chē)的狀況,只能依靠其它配合人員站在列車(chē)附近監(jiān)看,發(fā)現(xiàn)車(chē)輛偏道或擠電纜現(xiàn)象時(shí),發(fā)出信號(hào)停機(jī)。如果配合不好,極易出現(xiàn)車(chē)輛掉道或擠破電纜等現(xiàn)象,甚至?xí)矇哪z帶架。鋼絲繩運(yùn)行過(guò)程中存在甩繩、斷繩等安全隱患,甚至可能導(dǎo)致電氣列車(chē)跑車(chē),造成損壞設(shè)備、拽斷電纜、人員傷亡等嚴(yán)重后果。 2)　使用柴油機(jī)車(chē)拖動(dòng)。這種方式可靠、靈活,但投資較大,如果僅用于工作面電氣列車(chē)移動(dòng),性?xún)r(jià)比較差,僅適用于工作面廣泛使用柴油機(jī)車(chē)的新建礦井。 3)　采用單軌吊移動(dòng)電氣列車(chē)。這種方式較為可靠,安全性能好。但工作面順槽及運(yùn)輸巷道必須提前布置軌道,適用于采用單軌吊為輔助運(yùn)輸?shù)牡V井,而國(guó)內(nèi)多數(shù)礦井均采用地軌式輔助運(yùn)輸,所以,此種方法有一定的局限性。 總之,研發(fā)一種地軌式自移電氣列車(chē),安全、可靠地實(shí)現(xiàn)綜采工作面電氣列車(chē)的移動(dòng),對(duì)進(jìn)一步提高綜采工作面自動(dòng)化程度,促進(jìn)安全生產(chǎn),具有非常重要的意義。地軌式自移電氣列車(chē)的研制,為綜采工作面電氣列車(chē)提供了一種控制可靠、操作方便的移動(dòng)方式,同時(shí)很好的消除了使用小絞車(chē)移動(dòng)電氣列車(chē)帶來(lái)的安全隱患。 2　地軌式自移電氣列車(chē)原理及操作方法　　 地軌式自移電氣列車(chē)將整列電氣列車(chē)分為前、中、后三段,三段之間用行走油缸(千斤頂)連接起來(lái),每輛單車(chē)均設(shè)有制動(dòng)閘。前段為七輛電纜花車(chē);中段為三輛負(fù)荷中心車(chē)、一輛集控室車(chē)、三輛乳化泵車(chē)、一輛乳化液箱、一輛控制車(chē);后段為二輛噴霧泵車(chē)(4 m)、一輛噴霧泵水箱(5 m)。前、后段各車(chē)輛的制動(dòng)閘油缸通過(guò)油管連為一組,該組車(chē)輛各制動(dòng)閘同時(shí)打開(kāi)和關(guān)閉,中間各車(chē)輛制動(dòng)閘為另一組。列電行走時(shí),兩組制動(dòng)閘交替工作,一組打開(kāi),另一組須制動(dòng)。在動(dòng)力泵站停止工作或列車(chē)不移動(dòng)時(shí),兩組制動(dòng)閘均制動(dòng)。行走油缸分為前、后兩條行走缸,兩個(gè)行走缸串聯(lián)同步工作。每對(duì)制動(dòng)閘的制動(dòng)力為3 t。 2. 1　工作過(guò)程 制動(dòng)油缸和行走油缸的動(dòng)力均來(lái)自液壓站。工作前,先通知采區(qū)變電所切斷該工作面的總電源,關(guān)閉電氣列電上的所有電源。液壓站電源由膠帶巷另一路660 V專(zhuān)用電纜供電,整個(gè)列電車(chē)不能帶電移動(dòng)。列電自移裝置需要移動(dòng)前,先檢查液壓站油位是否在油標(biāo)范圍內(nèi)。啟動(dòng)油泵后,檢查液壓系統(tǒng)壓力是否正常(正常范圍在12~15MPa)。 2. 2　移動(dòng)步驟 先移前、后兩段,再同步移動(dòng)中間段,如此循環(huán)往復(fù)。直至整個(gè)列電裝置向前移動(dòng)到預(yù)定位置。 操作閥組包括制動(dòng)油缸操作閥、行走油缸操作閥,補(bǔ)液閥,工作時(shí),先操作制動(dòng)閘液壓閥手柄,打開(kāi)前、后段的制動(dòng)閘組,再操作行走缸液壓閥手柄,以制動(dòng)的中間段為支點(diǎn)使前行走缸的活塞桿推出,后行走缸的缸體前移,帶動(dòng)列電的前、后段各自移動(dòng)一個(gè)步距(1. 5 m)。制動(dòng)閘和行走缸液壓閥同時(shí)回中位,前、后段制動(dòng),行走缸自鎖。然后,再反向操作制動(dòng)閘液壓閥手柄,打開(kāi)中間段制動(dòng)閘組,以制動(dòng)的前、后段為支點(diǎn),反向操作行走缸液壓閥手柄,使中間段前移。如果出現(xiàn)液壓系統(tǒng)泄露導(dǎo)致移動(dòng)步距減小的現(xiàn)象時(shí),可保持制動(dòng)閘液壓閥不動(dòng),釋放行走缸液壓閥,操作補(bǔ)液閥手柄,使前行走缸的活塞缸桿完全推出。 2. 3　整體布置 液壓站固定在自移式膠帶尾架上,跟隨其一起移動(dòng)。操作閥組布置在前行走缸跟前,操作人員站位要求能看到前行走缸活塞桿的伸縮,從而操作整個(gè)電氣列車(chē)移動(dòng)。整個(gè)電氣列車(chē)行走在地軌上依靠液壓站的動(dòng)力松閘、步進(jìn)自移,其后的電纜小車(chē)懸掛在單軌下,依靠乳化液的動(dòng)力步進(jìn)自移。對(duì)于前、后行走油缸之間的電纜及液管,用固定在平板車(chē)上的電纜架,架起一定高度懸吊曲張。 3　自移電氣列車(chē)軌道受力分析　　 1)　垂直力。軌道受力是軌道上列車(chē)受力的反作用力,因此,通過(guò)分析列車(chē)受力就可得到軌道受力。 由于自移列車(chē)有剎車(chē),剎車(chē)力F1與牽引力合力F2大小相等,方向相反,但不在一條直線上,形成扭矩M1。扭矩M1會(huì)不會(huì)對(duì)軌道道釘產(chǎn)生向上拔力,取決于它與重力G產(chǎn)生的扭矩M2的比較。如果扭矩M1小于扭矩M2就不會(huì)產(chǎn)生向上拔力,如圖1。   剎車(chē)力F1=30 kN,力臂h1=0. 5m;花車(chē)重力G=35 kN,力臂h2=0. 55 m;   以重力最小的花車(chē)在12°坡道為例計(jì)算:   所以可得出軌道道釘不會(huì)受到向上拔力的結(jié)論。 2)　橫向水平力Fs。由于列車(chē)運(yùn)行速度很小,離心力可忽略不計(jì),橫向水平力主要為列車(chē)蛇形運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的。列車(chē)最大牽引力Q為200 kN,蛇形運(yùn)動(dòng)時(shí)最大偏轉(zhuǎn)角度為2. 6°,Fs=Q×sin2 6°=9 kN。 3)　縱向水平力。列車(chē)最大牽引力為200 kN。 4)　速度為0. 014 m/s。 4　結(jié)　語(yǔ)　　 地軌式自移電氣列車(chē)目前已在王莊礦井下綜采工作面使用,對(duì)減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度、提高移列電安全性等方面起到的積極的促進(jìn)作用。