窄軌電機車架空線路口自動對接系統的設計與應用

戴光緒　李永新　王延明　王文民

(赤峰山金紅嶺有色礦業有限責任公司)

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窄軌電機車架空線路口自動對接系統的設計與應用

戴光緒李永新王延明王文民

(赤峰山金紅嶺有色礦業有限責任公司)

摘要某金屬礦山采用窄軌電機車牽引轉運礦石，在運輸過程中，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。為確保電機車方便、連貫地通過窄軌鐵路與道路平面的交叉路口，對架空線進行了改造設計，設計中運用了物理傳動和自動控制原理，采用電動絞車解決了電機車架線自動升降的問題，設計了一種窄軌電機車架空線路口自動對接系統，成效顯著，可供類似礦山參考。

關鍵詞窄軌電機車架空線自動升降物理傳動自動控制電動絞車

某金屬礦山采用豎井+平巷聯合開拓方式，井口標高+1 081 m，地處高寒地區，生產規模99萬t/a，礦石由主井采用箕斗提升至地表礦倉，副井供材料運輸、提升人員和提升廢石，廢石通過副井提升至地表井口，從井口至廢石場用架線式窄軌電機車牽引運輸。窄軌軌道線路橫穿礦區主要地表運輸道路，阻斷了車輛和人員的順利通過，對井下生產產生了一定程度的影響，有必要加以解決。

1問題分析

電機車牽引網絡由饋電線、架空線、軌道、回流線、分區開關、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，為電機車提供電源。一般情況下，電機車架空線懸掛方式有硬性懸掛、彈性懸掛、鏈形懸掛等3類。《金屬非金屬礦山安全規程》(GB 16423—2006)對地面窄軌電機車架線的懸吊高度進行了規定：井下調車場、架線式電機車道與人行道交叉點線路電壓低于500 V時，不低于2.0 m；線路電壓高于500 V時，不低于2.2 m[1]。在地面或工業場地內超高貨車經常通過的道路交叉口，其架線設置不宜采取常用的懸掛方式和懸掛高度，否則車輛無法安全通過。改造之前的道口未設置架空線，道路兩側架空線為固定懸掛式，兩側架空線通過地面線纜接通同一個電源。汽車和人員通過道口時可正常通行，但電機車通過道口時僅能在斷電狀態下依靠慣性滑行橫穿，由于電機車滑行慣性不足，人員下車后手拿自制的“趕馬鞭子”接觸帶電的滑觸線，使電機車受電后通行，存在觸電的危險。由于在路口間斷性停留，無人調度指揮，電機車與通行的車輛和人員存在發生碰撞和擠壓的安全隱患[2]。

2窄軌電機車架空線路口自動對接系統

窄軌電機車架空線路口自動對接系統(圖1)包括設置于道路左右兩側的架空線，設置于道路左右兩側2個底部支撐架，分別固定連接于左右2個支撐架上端的左右2個立柱，固定連接于2個立柱頂端間的橫梁，設置于1個底部支撐架上的絞車及用于控制整個系統運行的電控箱，橫梁下端固定連接有2個分過線輪，橫梁下方設置有橫桿，立柱上設置有總過線輪，絞車的2根絞線經過總過線輪后分別經過2個分過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接架空線，橫桿的1個端部設置有磁塊，橫桿上到位位置和下到位位置分別設置有上磁性限位開關和下磁性限位開關，道路左右兩側的架空線分別延伸至左右2個底部支撐架下端，道路左右兩側的架空線向對接架空線的下方邊緣引出搭接頭，絞車、上磁性限位開關及下磁性限位開關均與電控箱電連接，道路左右兩側架空線的旁側對應于電機車的受電弓分別設置有左到位接觸開關和右到位接觸開關，兩者均與電控箱連接。

系統工作時，電機車在通過路口之前，其受電弓碰觸左到位接觸開關或右到位接觸開關，使電控柜控制絞車放線，使對接架空線下降，與搭接頭觸接，從而使電機車通過路口。電機車通過路口后，受電弓觸碰右到位接觸開關或左到位接觸開關，使電控柜控制絞車收線，使對接架空線上升，以便行人、車輛正常通過，也可通過作業人員操作控制按鈕控制對接架空線的升降。該系統通過磁塊與上磁性限位開關、下磁性限位開關的配合實現對接架空線升降為實現交通安全管制，避免發生車輛傷害事故，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。紅綠燈通過安裝架安裝于1個立柱上，直流變換器的輸入端通過電纜與架空線連接，直流變換器的輸出端通過電纜與繼電器的線圈接口連接構成控制回路，紅綠燈的紅燈一端和綠燈一端分別通過電纜與繼電器的常開觸點和常閉觸點連接，紅燈另一端和綠燈另一端通過電纜與電源的1個電級連接，電源的另1個電極通過電纜與繼電器的動觸頭連接[4]。當架空線帶電后，繼電器的線圈通電，動觸頭與常開觸點接觸，綠燈滅、紅燈亮，警示行人及車輛禁止通行，確保電機車安全通過路口。

圖1　窄軌電機車架空線路口自動對接系統結構

3結語

以某金屬礦山為例，設計了一種窄軌電機車架空線路口自動對接系統，實現了在窄軌鐵道與地面供行人、車輛使用的道路交叉口自動升降架空線，既節約了通行時間，又不影響地面窄軌運輸系統的正常運轉，實用性較強，有一定的推廣價值。

參考文獻

[1]中華人民共和國國家安全生產監督管理總局.GB 16423—2006金屬非金屬礦山安全規程[S].北京：中國標準出版社，2006.

[2]嚴萬生.礦山固定機械手冊[M].北京：煤炭工業出版社，1986.

[3]孫玉蓉.礦井提升設備[M].北京：煤炭工業出版社，1995.

[4]謝錫純，李曉豁.礦山機械與設備[M].徐州：中國礦業大學出版社，2000.

(收稿日期2015-11-01)

戴光緒(1977—)，男，注冊安全工程師，025450 內蒙古自治區赤峰市巴林左旗。