矿用蓄电池电机车运输大型综采设备的实践

赵 峰 王德祥 董 雨 郄宝厚

矿用蓄电池电机车运输大型综采设备的实践

赵 峰 王德祥 董 雨 郄宝厚

介绍了在井下轨道运输系统采用CAY25/9P型蓄电池电机车运输大型综采设备的方法。如此，解决了架线式电机车牵引力不足的问题。

井下运输；轨道运输；蓄电池电机车

大同煤矿集团白洞煤业公司现在开采的8106工作面是白洞有史以来的第一个大采高工作面，最大单件设备全重达30 t，原矿井井巷轨道运输无法适应新设备的运输，现有的轨道运输方式——架线电机车已无法适应大吨位设备的运输。为此，采用牵引能力大的CAY25/9P型矿用蓄电池电机车进行运输。笔者就在井下轨道运输系统上采用蓄电池电机车运输大型综采设备进行探讨。

1 大采高主要大吨位设备简介

采煤机，MG750/1815－GWD型，重128 t（入井时设备解体平均单件重14 t）；

液压支架，ZZ990/29.5/50型，重32 t（入井时拆除4根立柱后重28 t，加上平板车自重2 t，共重30 t）。

2 大采高设备运输分析

鉴于大采高设备的单件最大重量（30 t）以及巷道最大坡度（≤5°），原来架线电机车（粘重为10 t）的运输能力已无法满足，故决定采用牵引能力大的蓄电池电机车运输。

3 蓄电池电机车的主要技术指标和运行性能分析

车启动力矩大，运行速度平缓，爬坡能力强，适应性能好。

3.1 主要技术参数

粘重25 t（实际30 t），功率110 kW×2，启动牵引力 67.5 kN，持续牵引力 53.9 kN，持续速度9.5 km/h，轨距900 mm，制动方式为空气+电气+机械，牵引高度210 mm/320 mm/430 mm，蓄电池电压550 V。

3.2 牵引力分析

3.2.1 最大单件牵引力

列车在牵引状态的动力方程式：

式中：F——机车启动（运行）时的牵引力；

P——电机车重量，t，取25 t；

Q——载重，t，取30 t；

ω——列车启动（运行）时的阻力系数，启动时取10.5 kg/t，运行时取7 kg/t；

i——轨道坡度，盘曲坡度≤87‰，取最大坡度87‰；

a——列车加速度，对于井下电机车取0.04 m/s2。

计算得：机车启动时的牵引力F＝54.9 kN，运行时的牵引力F＝53 kN。

3.2.2 机车牵引特性曲线

机车牵引特性曲线见图1。

采用国内最大型蓄电池电机车进行试验，电机车型号为CAY25/9P。蓄电池电机车由蓄电池组供应直流电，直流电通过带有计算机控制的牵引逆变器转换成电压和频率可调的三相交流电驱动2台交流异步牵引电动机，2台交流异步牵引电动机单独通过连接的齿轮减速箱驱动轮对从而牵引电机车。因此，该电机

通过最大单件牵引力的计算，再与机车牵引力特性曲线比较可得控制机车安全运行的参数，其运行速度应保持在7.5 km/h以下。

3.3 运行措施

①运输线路铺设不低于30 kg/m的钢轨，保证机车和设备的安全运行；

②对原轨道运输系统进行全面的检查、整修，重点对轨道损坏地段、转弯处、薄弱处进行了更换和修整，对污染严重的区域进行了清扫和清洁，保证轨道的粘着力；

③在轨道转弯处安装轨距拉杆保证弯道的轨距尺寸；

④常规电机车为电制动，为保证有坡度的路段和转弯处驻停的安全可靠，利用电机车的空气制动和机械制动进行综合制动，同时轨道辅以撒沙。

4 应用情况及评价分析

经过对大采高设备安全、顺利的运送以及其他设备的运输，证明此项技术途径可获得如下效果。

①采用蓄电池电机车运输，不仅可以解决原机车运力不足的问题，还可以延伸到无架空线的轨道运输区域，减少布置架空线等机电设备；同时也能减少井下杂散电流存在的危害性，对整个矿井而言，安全系数大大提高了，具有很高的社会和经济效益。

②盘区运料采用蓄电池电机车运输，可以减少大量绞车等机电设备的布置，节约材料费、配件费等20余万元。

③运输设备的高度不受架空线的限制。

④机电设备的维修量少，减少了专职维修人员。不用配置专职架线工维护人员，按每班2人，每天3班，每天可减少6人以上。

⑤减少运输设备的时间，比预计设备运输时间提前了12 d，提高了效率。

⑥有利于改善井下环境。巷道没有架空线，行人不用担心触电。消除了杂散电流给矿井带来的安全隐患。消除了轨道回流，取消了轨道绝缘。改善了入井人员的行走环境。

5 建议

在有条件的矿井，按照井巷的坡度、设备的重量、运输路线的要求，进行运输系统的修整，可不断优化井下轨道运输方式。在此基础上选择蓄电池电机车运输设备，既降低运输成本，延长轨道运输范围，又可提高运输设备的效率。

Practice of Transporting Large Fully Mechanized Coal Mining Equipment by Battery Locomotive

Zhao Feng Wang Dexiang Dong Yu Qie Baohou

This paper gives an introduction of the method that CAY25/9P is used to transport large fully mechanized coal mining equipment in coal mine rail transportation system and thus resolves the inadequate traction problem.

underground transportation;rail transportation;battery locomotive

TD254

B

1000-4866(2011)01-0039-02

赵峰，男，1976年3月出生，1996年毕业于大同矿务局职工大学（煤矿机电专业），现在大同煤矿集团白洞煤业公司工作。

2011－01－05

2011－01－19