矿山电力机车的选型其安全管理

摘 要：随着矿山机电设备的自动化程度不断提高,矿山机电设备的选型及安全管理逐渐成为影响矿山生产运营的重要因素.矿山机车主要包括蒸汽机车、内燃机车和电力机车三种形式,电力机车设施是当前我国矿山系统的主要运输工具,主要由机械部分和电气部分组成.电力机车等机电设备的安全运行是矿山安全生产的重要内容.本文重点介绍了几种常见的电力机车,并对其安全管理进行论述.

关 键 词：矿山电力机车蓄电池架线电缆安全生产

中图分类号：TD文献标识码：A文章编号：1009-914x（2014）26-01-01

一、引言

随着矿山机电设备自动化程度的不断提高,矿山机电设备逐渐成为影响矿山生产运营的重要因素.目前,科学技术日新月异,矿山生产技术装备不断更新,传统的矿山机电设备逐渐被先进的电力设施所代替.

在各种矿山机电设备中,矿山机车是放在首位的,可以说,没有矿山机车,就无法维持矿山的生产作业.矿山机车主要包括蒸汽机车、内燃机车和电力机车三种形式,此外各种机车又分成不同的种类,在选用矿山机车时,要根据矿山的作业环境、供电能力、生产能力以及投资能力等方方面面进行斟酌和对比,最终选择最符合矿山投资的机车设备.同时,在恶劣的矿山作业环境中,要不断加强安全管理,实现“安全生产”的安全目标.

二、矿山电力机车概述

(一)矿山电力机车简介

在矿山系统中,电力机车设施具有非常重要的作用,它是当前我国矿山系统的主要运输工具.矿山电力机车系统主要包括机车轨道、机车车体、牵引装置以及辅助设备等,它与耙矿设备、装矿设备、带式输送机等矿山设施共同构成一条完整的矿山运输系统.矿山电力机车主要用于井下运输大巷和地面的长距离运输,它相当于铁路运输中的电气机车头,牵引着由矿车或人车组成的列车,完成对煤炭、矸石、设备以及人员的运送任务.机车运输是组织生产、决定矿山生产能力的主要因素,其主要作业流程是：将矿石（或废石）通过运输巷道运至地下储矿仓、井底车场,再将井底车场处的各种物资和人员运送到选矿场,经选矿作业后将废石运至排土场.

(二)矿山电力机车组成

概括地说,矿山电力机车由机械部分和电气部分组成.其中,机械部分包括车架、轮对、轴承箱、弹簧托架、制动装置、撒砂装置、连接缓冲装置等,电气部分包括直流串激电动机、控制器、电阻箱、受电弓、空气自动开关或隔爆插销等,有的还包括蓄电池设备.简单地说,车架是机车的主体部分,由厚钢板焊接而成.整个机车系统,除了轮对和轴承箱以外的所有机械零部件和电气装置都安装在车架上,整个车架通过弹簧托架支承在轴承箱上,轴承箱与轮对两端的轴颈配合安装,这样就构成了一个完整的电力机车.矿山电力机车采用齿轮传动,主要有两种型式：一种是单级开式齿轮传动,另一种是两级闭式齿轮减速箱.由于开式传动方式传动效率低,而且传动比较小,再考虑到矿山系统相对恶劣的作业环境,不宜选择开式齿轮传动形式.另外,闭式齿轮箱不仅能够适应较为复杂的工作环境,而且具有较高的传动效率,齿轮的整体使用寿命也相对比较长.

三、矿山电力机车的选型

矿山机车主要包括蒸汽机车、内燃机车和电力机车三种形式,也可以说它们依次是矿山机车的三个时代：蒸汽机车逐步淘汰,内燃机车仅仅适用于地上部分的运输作业,电力机车是目前矿山机车的主流运输工具.

第一种,架线式电力机车.

架线式电力机车的主要工作原理是：高压交流电经牵引变流装置进行降压、整流处理,将其正极连接到架空线上、负极连接到铁轨上,随后电力机车上的受电弓与架空线充分接触,将整定后的电流引入机车内部,再依次经过空气自动开关、控制器、电阻箱等电气元器件进入牵引电动机,驱动电动机运转.电动机运转之后,通过机械传动装置,带动车轮转动,从而实现对机车的牵引过程.在电力机车正常工作的过程中,从电动机流出的电流经轨道流回变流装置,从而在机车内部形成一个闭环电路.架线式电力机车的优点：结构简单,维护方便；成本较低,速度较快；机车的用电效率高,运输能力大,应用范围广.但是,架线式电力机车也存在着下述缺点：首先,必须有整流和架线设施,不够灵活；第二,工作过程中容易产生火花,因此应避开瓦斯严重区域；第三,初期建设投资较大,投资回报周期较长.

第二种,蓄电池式电力机车.

顾名思义,蓄电池式电力机车就是用蓄电池供给电能,需要有配套的蓄电池充电设施.对于电力机车而言,每台机车需要至少配备2-3套蓄电池组.这种电力机车的优点是：无须架线,作业灵活,适用于产量小、巷道不规则的运输系统；作业过程中不产生火花,能够在有瓦斯的矿井使用.其缺点是：需要配置足够的充电设备,因此初期投资比较大；在生产作业过程中,用电效率较低,运输费用较高.

第三种,架线-蓄电池式电力机车.

这种电力机车是在架线式电力机车与蓄电池式电力机车相结合的基础上设计出来的,这种电机车上有自动充电器,可利用架线电源随时对车载蓄电池自动充电.在工作过程中,它既能从架线取得电能工作,同时能够在不便装设架线的区域依靠蓄电池进行供电.架线-蓄电池式电力机车具备了架线式与蓄电池式电力机车的共同优点,提高了机车的利用率,甚至能够用于直接开进开拓掘进巷道.

第四种,架线-电缆式电力机车.

架线-电缆式电力机车是将架线式电力机车与电缆相结合的基础上设计出来的.当其在运输大巷工作时,可以直接从架线吸取电能；在不方便装设架线的区域行使时,可以采用电缆供电.

四、矿山电力机车的安全管理

电力机车等机电设备的安全运行是矿山安全生产的重要组成部分.近年来,因机电设备造成的安全事故和人身伤害案例时有发生,给企业和个人带来巨大的经济损失和心理伤害.因此,分析查找事故原因,采取有效的预防措施,最大限度减少或杜绝此类事故的发生是矿山企业义不容辞的责任.

做好矿山电力机车的安全管理,主要应从两个方面着手：第一,要建立健全包括全体员工、各个方位、全过程的安全信息网络管理系统,并制定和健全科学的行之有效的安全信息管理工作程序,使安全工作检查经常化；第二,要形成制度化的安全教育和培训工作,应该建立专门的安全监督监察部门,主管安全教育培训,宁转原来安全培训多头管理的现象.

为了提高矿山机电设备安全管理的效率,矿山企业应该顺应时代潮流,在电力机车的控制和管理上应用计算机技术.现代化大规模的生产方式要求矿山企业重视对井下安全信息的交流,以保证随时作出正确的决策进行安全管理.从目前情况来看,我国从大部分矿井安全信息中心站反映出来的情况中,比较突出的问题是信息中心站每天收集到反映安全状况的大量信息,靠人工方法在短时间内进行全面的信息登记,分析和处理是比较困难的,并且在这个过程中还容易出现差错,这就需要借助于现代化的信息处理工具来实现,而计算机就是适合参与并完成这项工作的辅助设备.

现代化的矿山机电设备安全管理系统是一个综合性很强的项目,这其中不仅仅涉及到矿山电力机车等重要的机电设备设施,还涵盖了整个矿山生产中的方方面面,比如矿山企业的人、机、料、法、环等诸多的环境因素.