多用途防爆機車的應用

朱燕

（淮滬煤電有限公司丁集煤礦機電辦，安徽 鳳臺 2 3 2 1 4 1）

多用途防爆機車的應用

朱燕

（淮滬煤電有限公司丁集煤礦機電辦，安徽 鳳臺 2 3 2 1 4 1）

本文主要論述了當前煤礦輔助運輸的現狀，介紹了采用國內外先進技術的多用途防爆機車的結構及組成，以及各部分的特點，對于煤礦井下輔助運輸系統的安全性、可靠性、合理性、經濟性具有重要作用。

輔助運輸；多用途；防爆機車

1 概述

目前，我國的輔助運輸系統仍然是以小絞車、蓄電池機車、無極繩絞車等傳統方式為主，運輸方式落后、系統復雜、占用人員多、安全隱患多、效率低，僅次于頂板事故。當前國外煤礦使用的高效輔助運輸設備，主要有卡軌車、單軌吊、齒軌車和無軌膠輪車等4大類。與傳統的輔助運輸設備相比，這些設備在運輸效率、技術特性和安全性等方面都具有明顯的優越性，不僅有比較完善的配套設備和各種運輸車輛，而且適用范圍也比較廣泛，幾乎涵蓋了煤礦輔助運輸的各個領域，能夠滿足礦井對資源的運輸要求，并可實現機械化作業。

通過國內外輔助運輸系統的對比，以及我國輔助運輸系統存在的諸多難點和現實狀況，根據礦井排矸系統、采區輔助運輸系統、掘進運輸系統、大巷輔助運輸系統、礦井輔助運輸監控系統、礦用車輛專用化及系列化等技術的研究與應用,擬研究制造一種多功能、安全高效的輔助運輸設備，適應礦井復雜條件且可連續運輸的新模式,降低現有輔助運輸方式存在的隱患，減少勞動力成本，全面提高了煤礦運輸裝備水平和安全可靠性。

圖1 L Z S-1 5 0多用途防爆絞車外形圖

2 多用途防爆機車結構及特點

新研制開發的多用途防爆機車是一種多功能、安全高效的輔助運輸設備，適應礦井復雜條件且可連續運輸的新型運輸工具，可降低輔助運輸設備事故的發生率，也可緩解現有輔助運輸存在的隱患，全面提高了煤礦安全運輸的可靠性和技術裝備能力。

多用途防爆機車有諸多的優點。與絞車相比，它操作簡單，減少人力資源維護，大大降低勞動強度。與電機車相比，它可以在斜巷中運行，不需要在運輸過程中進行接替。與單軌吊相比，它承載能力大，運行速度快，對巷道支護無特殊要求。與繩牽引卡軌車相比，它運輸距離長，機動靈活，可實現多頭面運行。在平巷運輸中可替代電機車，可在坡度為3 0°以下大傾角巷道中運行，是目前世界上最先進的技術。該車在鋪設軌道的巷道中能夠連續運行，大大減少了中間環節，節約了輔助工作時間，減少了勞動資源成本。該車采用液壓制動方式，使機車平穩啟動、運行、停車，沖擊小，安全程度高（圖1）。

多用途防爆柴油機車在無需更換普通軌道系統（現有狀況）的情況下 ，能夠完成全線路負載運輸任務；實現機車3 0度大坡道上負載時齒輪驅動性能穩定；實現機車小于5‰巷道中軌道上摩擦驅動性能穩定；大坡度軌道的防掉道技術可靠設計；實現摩擦驅動模式和齒輪驅動模式的可靠轉換；大坡道齒軌鋪設以及和現有軌道連接的可靠設計；實現監測數據的實時顯示、存儲和查詢、打印等功能接口的預留設計，為將來系統為網絡化做儲備。

機車由三部分組成，首位兩端是兩套相同的駕駛室為對稱分布，駕駛室帶有驅動部，中間部位是發動機單元。發動機單元通過兩個駕駛室之間的叉桿，懸掛于駕駛室兩端，拉桿架聯接兩個駕駛室，起力傳遞的作用，當機車在軌道上行駛時，發動機重量便分布在兩個車廂之間。發動機單元內包括一臺1 4 8 k W柴油發動機、電氣系統、控制系統、液壓系統和冷卻系統。本機車動力源選取道依茨1 4 8 k W渦輪增壓防爆柴油發動機，為直列六缸發動機，這種防爆柴油機在煤礦輔助運輸設備領域內功率最大，2 3 0 0 r/mi n時達到最大功率，采用主動內循環加壓水冷裝置冷卻，以及干濕結合的尾氣冷卻系統，滿足了我國煤礦井下防爆柴油機使用標準，同時具有油耗低、噪聲小、重量輕的特點。

駕駛室部分是機車的主要組成部分，由車體、發動機懸掛總成件、摩擦驅動總成、齒輪驅動總成、撒砂裝置、保險杠連接總成這幾個部分組成。車體是駕駛室、摩擦驅動機構和齒輪驅動機構的載體，在駕駛室內設置有顯示儀、控制臺、控制手柄、驅動方式轉換開關等裝置，用來檢測機車的運行狀況，執行司機的各項指令。發動機懸掛總成件用于承載發動機單元的自重，橡膠包覆的滾軸叉狀部件連接發動機單元和首尾駕駛室，通過叉狀部件來實現機車的水平轉彎和垂直轉彎。每個駕駛室均配有兩套摩擦傳動總成，一套是將液壓馬達上的扭力傳遞至摩擦輪傳動齒輪的裝置，另一套是針對緊急停車而設計馬達制動裝置。齒輪傳動機構與齒軌道上的齒條配合使用，提供機車運行所需牽引力，同時防止機車翻車掉道。齒輪傳動機構通過駕駛室內轉換開關控制液壓油缸實現啟閉操作。在僅摩擦驅動裝置工作時，通過撒沙增加摩擦輪與軌道間的摩擦力，起到防滑增加牽引力的作用。機車運行于傾斜巷道時，垂直于路面的正壓力減小，為防止緊急停車導致機車側翻掉道，在齒驅動裝置的兩側設計有抱軌機構，齒驅動裝置底部設有卡軌機構。當在引導軌上，機車驅動模式轉換成齒輪驅動時，抱軌機構通過伸長油缸下落至垂直狀態，之后齒驅動裝置下落，使底部卡軌機構卡入引導軌齒條，輪齒與齒條嚙合，增加機車運行的安全性。

電源控制和診斷系統，主要為機車提供電源、控制機車的運行參數。同時還配備直流發電機，用于給控制系統的各部件提供正常運行所需電壓。該發電機還可通過C A N總線實現內置控制器與集線器及傳動控制面板等外部設備間的通信，從而完成機車控制運算。電源系統由以下部件組成：I Z I-2 4/1 6電源Z 1、Z 3、Z 4、P P繼電器板、B I Z I-2 4/1 6電池電源Z 2、C P U驅動器、W1連接器。將連接器從“W1”切換至“1”。按下S P-2/1控制開關上的啟動按鈕，啟動交流電源，隨后激活B I Z I-2 4/1 6卡和C P U控制器。同時，電源配有“黑盒子”，允許用戶查看機車制造商的所有可用服務參數及最近1 2個月的報警和故障信息。Z US D-0 1型發電機和隔爆型反射器的電源線輸出電路由電源絕緣用繼電器板P P控制，絕緣監測繼電器的觸發閾值為1 0 k歐。當顯示屏所示絕緣值有所降低時，黃色L E D報警指示燈閃爍，并發出警告代碼U2 3，在這種情況下，允許繼續運行機車。

運行狀態監視器設置在機器底部，用于顯示機器的當前狀態，即時間、日期、時數、已行駛距離、溫度、壓力、速度和故障記錄。監視器具有L C D顯示屏，數據以2 0個字符、分4行顯示。監控系統主要由內部電池組或外部電壓電源供電。若未設置外部電源，則由內部電池組為監控系統供電。在這種情況下，只要按下P 1～P 4中任一按鈕，便可啟動監控系統。這種微處理器可在按下最后一個按鈕后維持3 0秒的供電。關閉電池電源后，立即接通外部電源，監控系統可持續運行。用戶可查看最近2 0次的報警/故障信息，觀測機車的實時性能。在設備運行過程中，監控器會與串聯接口進行通信，期間由電源控制和診斷系統Z US D-0 1為其供電，用戶可選擇消息的顯示語言。

機車裝有壓力傳感器，可將其分為兩類，即閾值壓力傳感器和模擬壓力傳感器。傳感器主要用于對影響內燃機、機車和消防系統正常運行的工作參數進行控制。壓力傳感器C P 1：控制內燃機潤滑油的壓力。傳感器故障時，若壓力降至一定極限值之下，內燃機將停機。壓力傳感器C P 2：控制液壓系統I的增壓。傳感器故障時，若壓力降至一定極限值之下，內燃機將停機。壓力傳感器C P 3：控制液壓系統I I的增壓壓力。傳感器故障時，若壓力降至一定極限值之下，內燃機將停機。壓力傳感器C P 4：控制內燃機制動裝置的啟動壓力。傳感器故障時，若壓力降至一定極限值之下，機車將停止運行。壓力傳感器C P 5（測量范圍0～4 0 MP a）：測量液壓系統的實際工作壓力。壓力值顯示在司機室裝置中的顯示屏上。傳感器受損不會影響機車的正常運行，但司機會收到報警信息。壓力傳感器C P 6（測量范圍0～2.5 MP a）：在大霧環境下測量安裝在消防系統中的探測系統的實際壓力。若受泄漏探測系統的影響壓力降至一定極限值之下，機車將停止運行。

3 結語

防爆柴油機多功能機車的成功應用對煤礦井下輔助運輸系統的安全性、可靠性、合理性、經濟性具有重要作用。充分利用國內外先進技術和水平，開發設計出適應我國煤礦井下條件的輔助運輸設備，提高了煤礦輔助運輸系統的效率，增加了安全保障的系數，同時也帶動了相關行業和產業的快速發展。

[1]楊韜仁，我國煤礦輔助運輸的現狀和無軌膠輪技術的應用[J]，煤炭與科學技術，2 0 0 6.

[2]侯暢權，淺析煤礦井下輔助運輸的現狀及未來發展方向[J]，科技情報開發與經濟，2 0 0 9.

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