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1、第四章第四章 矿井窄轨铁路运输设备矿井窄轨铁路运输设备第一节第一节 概概 述述 机车是轨道车辆运输的一种牵引设备。按使机车是轨道车辆运输的一种牵引设备。按使用的动力分，有电机车和内燃机车。牵引电机用的动力分，有电机车和内燃机车。牵引电机(或内燃机或内燃机)驱动车轮转动，借助车轮与轨面间的驱动车轮转动，借助车轮与轨面间的摩擦力，使机车在轨道上运行。在这种运行方摩擦力，使机车在轨道上运行。在这种运行方式下，它的牵引力不仅受牵引电机式下，它的牵引力不仅受牵引电机(或内燃机或内燃机)功功率的限制，还受车轮与轨面间的摩擦制约。机率的限制，还受车轮与轨面间的摩擦制约。机车运输能行驶的坡度有限制，运输轨道坡
2、度一车运输能行驶的坡度有限制，运输轨道坡度一般为般为3，局部坡度不能超过，局部坡度不能超过30。P目前我国煤矿的运输机车基本都是电机车，目前我国煤矿的运输机车基本都是电机车，使用的是直流串激电动机。按供给直流电源使用的是直流串激电动机。按供给直流电源的方式分，有的方式分，有架线式和蓄电池式架线式和蓄电池式两种。两种。架线式电机车的供电方式如图架线式电机车的供电方式如图4-14-1所示。交所示。交流电在变流所整流后，正极接在架空线上，流电在变流所整流后，正极接在架空线上，负极接在轨道上。架空线是沿运行轨道上空负极接在轨道上。架空线是沿运行轨道上空架设的裸导线，机车上的受电弓与架空线接架设的裸导线
3、，机车上的受电弓与架空线接触，将电流引入车内，经车上的控制器和牵触，将电流引入车内，经车上的控制器和牵引电动机，再经轨道流回。因此架线式电机引电动机，再经轨道流回。因此架线式电机车的轨道必须按电流回路的要求接通。车的轨道必须按电流回路的要求接通。图图4-l 4-l 架线式电机车的供电系统架线式电机车的供电系统 1-1-牵引变流所；牵引变流所；2-2-馈电线；馈电线；3-3-架空线；架空线；4-4-受电弓；受电弓；5-5-矿车；矿车；6-6-轨道；轨道；7-7-回电线回电线 架线式架线式电机车运行时，受电弓与架空电机车运行时，受电弓与架空线间难免线间难免产生火花产生火花 ，煤矿安全规程煤矿安全规
4、程规定，规定，只能在低沼气矿井进风只能在低沼气矿井进风（全风压通（全风压通风）的主要运输巷道内使用，巷道支护风）的主要运输巷道内使用，巷道支护必须使用不可燃性材料。必须使用不可燃性材料。蓄电池式蓄电池式电机车由车上携带的蓄电池电机车由车上携带的蓄电池供电，供电，运输线路不受限制，但需要充电设运输线路不受限制，但需要充电设施，施，蓄电池放电到规定值时需更换。蓄电池放电到规定值时需更换。蓄电池式电机车有蓄电池式电机车有矿用增安型矿用增安型和和矿用防爆矿用防爆特殊型特殊型两种。两种。增安型的电动机、控制器、灯具、电增安型的电动机、控制器、灯具、电缆插销等为隔爆型或增安型，蓄电池和缆插销等为隔爆型或增
5、安型，蓄电池和电池箱为普通型。电池箱为普通型。防爆特殊型的电动机、控制器灯具、防爆特殊型的电动机、控制器灯具、电缆插销等为隔爆型，蓄电池为防爆特电缆插销等为隔爆型，蓄电池为防爆特殊型。蓄电池式电机车两端设司机室，殊型。蓄电池式电机车两端设司机室，对安全运行有利。对安全运行有利。矿用电机车在井下巷道运输中得到广泛应用，它矿用电机车在井下巷道运输中得到广泛应用，它有下列些优点：有下列些优点：牵引力大牵引力大。机车采用直流串激牵引电动机，机车采用直流串激牵引电动机，该电机特性能使机车获得较大的牵引力。该电机特性能使机车获得较大的牵引力。维护费用小维护费用小。电机车运行速度较高，最高可电机车运行速度较
6、高，最高可达达26 kmh，而且只用司机一人操作就可以，所需，而且只用司机一人操作就可以，所需辅助人员少，维护简单，动力消耗不大。辅助人员少，维护简单，动力消耗不大。可改善劳动条件可改善劳动条件。电机车运行不受气候的影。电机车运行不受气候的影响，由于采用电力拖动，不会产生废气，避免了空响，由于采用电力拖动，不会产生废气，避免了空气污染，大大改善了劳动条件，保证了井下工人的气污染，大大改善了劳动条件，保证了井下工人的安全。安全。电机车运输的电机车运输的缺点缺点：基建投资较大基建投资较大(架线架线式电机车要铺设轨道、安架空线、设牵式电机车要铺设轨道、安架空线、设牵引变流所引变流所)；架线式电机车需
7、要有较大的；架线式电机车需要有较大的巷道断面，会产生不良的泄漏电流，而巷道断面，会产生不良的泄漏电流，而蓄电池式电机车蓄电池组成本较高。蓄电池式电机车蓄电池组成本较高。电机车运输的电机车运输的发展方向发展方向：电机车运输高度自动化；电机车运输高度自动化；使用新型电机车，如德国采用了交流使用新型电机车，如德国采用了交流工频架线式电机车；工频架线式电机车；改进矿车结构，使用大容积的矿车。改进矿车结构，使用大容积的矿车。第二节第二节 矿井轨道与车辆矿井轨道与车辆一、矿井轨道一、矿井轨道v矿井轨道矿井轨道:将钢轨按一定要求固定在线将钢轨按一定要求固定在线路上构成的，是机车运行的基础件。路上构成的，是机
8、车运行的基础件。v标准窄轨的结构如标准窄轨的结构如图图4242所示。轨道线所示。轨道线路路由下部建筑、上部建筑两部分组成由下部建筑、上部建筑两部分组成。下部建筑主要是巷道底板和水沟，上部下部建筑主要是巷道底板和水沟，上部建筑是钢轨、联接零件、轨枕和道床。建筑是钢轨、联接零件、轨枕和道床。4 42 2 标准窄轨的结构标准窄轨的结构1-1-钢轨；钢轨；2-2-道钉；道钉；3-3-轨枕；轨枕；4-4-道床；道床；5-5-底板；底板；6-6-水沟水沟v 轨道线路的轨道线路的主要参数主要参数:轨距、轨型、坡度、曲轨距、轨型、坡度、曲率半径。率半径。,如如图图4-3所示。国内标准轨距有所示。国内标准轨距有
9、600，762，900mm。(火车标准轨距为火车标准轨距为1435mm,窄轨为窄轨为762和和1000mm)v 因为机车能牵引的因为机车能牵引的坡度坡度很小，所以很小，所以轨道的坡度轨道的坡度用高差和间距之比表示用高差和间距之比表示，通常用，通常用i表示。表示。v 矿井用的钢轨属轻轨系列，矿井用的钢轨属轻轨系列，钢轨的型号用每米钢轨的型号用每米长的质量长的质量(kgm)表示。矿用轻轨系列按表示。矿用轻轨系列按YB(T)23-86规定有规定有9，12，15，22，30kgm五五种。矿用钢轨不仅要耐磨还要耐腐蚀。种。矿用钢轨不仅要耐磨还要耐腐蚀。道岔道岔：是轨道线路的分支装置，如图：是轨道线路的分
10、支装置，如图4-44-4。道岔由基本轨、尖轨、辙叉、护轮轨、转辙道岔由基本轨、尖轨、辙叉、护轮轨、转辙轨、转辙机构及一些零件组成轨、转辙机构及一些零件组成。道岔按轨距。道岔按轨距轨型有标准系列规格。搬动道岔的转辙机构轨型有标准系列规格。搬动道岔的转辙机构有有手动搬道器、弹簧转辙器和电动转辙机手动搬道器、弹簧转辙器和电动转辙机。在特定的运行条件下可使用弹簧转辙器。用在特定的运行条件下可使用弹簧转辙器。用电动转撤机对道岔可进行远距离操作和监视，电动转撤机对道岔可进行远距离操作和监视，现已有定型产品。现已有定型产品。主要运输巷道轨道的维修质量必须符合下主要运输巷道轨道的维修质量必须符合下列列要求：要
11、求：(1)更换钢轨时，应选用同类型钢轨；更换钢轨时，应选用同类型钢轨；(2)扣件齐全、牢固并与轨型一致，轨道接扣件齐全、牢固并与轨型一致，轨道接头的间隙不得大于头的间隙不得大于5mm，高低和左右错差都，高低和左右错差都不得大于不得大于2mm；(3)两条钢轨顶面除曲线段外，高低差不得两条钢轨顶面除曲线段外，高低差不得大于大于5mm；(4)轮距的任何部位上、下偏差都必须在轮距的任何部位上、下偏差都必须在+5mm和和-2mm范围之内；范围之内；(5)(5)轨枕的规格数量和间距应符合设计要求，轨枕的规格数量和间距应符合设计要求，轨枕无失效。轨枕之间道碴填实，道床材质轨枕无失效。轨枕之间道碴填实，道床材
12、质及厚度应符合标准。道床应经常清理，无杂及厚度应符合标准。道床应经常清理，无杂物，无浮煤。物，无浮煤。架线式电机车使用的钢轨接缝处有专门的架线式电机车使用的钢轨接缝处有专门的技术要求。技术要求。轨道线路的结构完整，规格达标，是列车轨道线路的结构完整，规格达标，是列车安全、稳定运行的基础，不能忽视安全、稳定运行的基础，不能忽视。二、矿用车辆二、矿用车辆 矿用车辆有矿用车辆有标准窄轨车辆、卡轨车辆、单标准窄轨车辆、卡轨车辆、单轨吊挂车辆和无轨机动车辆轨吊挂车辆和无轨机动车辆。标准窄轨车标准窄轨车辆就是通常说的矿车辆就是通常说的矿车。这种矿车是目前。这种矿车是目前我国煤矿使用的主要车辆。我国煤矿使用
13、的主要车辆。(一一)矿车的类型及标准规格矿车的类型及标准规格煤矿使用的矿车类型很多，按结构和用煤矿使用的矿车类型很多，按结构和用途分有以下几种：途分有以下几种：图图4-5 4-5 矿用车辆矿用车辆(a)(a)固定车箱式固定车箱式(1)(1)固定车箱式矿车，固定车箱式矿车，如图如图4-5(a)所示，这种所示，这种车需用翻车机卸车。车需用翻车机卸车。(b)(b)翻转车箱式翻转车箱式(2)(2)翻转车箱式矿车，翻转车箱式矿车，车箱能侧向翻倾卸车。车箱能侧向翻倾卸车。(c)(c)底卸式底卸式(3)(3)底卸式矿车底卸式矿车，车底开启卸车，在专设的卸载，车底开启卸车，在专设的卸载站，整列车在运行中逐个开
14、启自卸，如图站，整列车在运行中逐个开启自卸，如图4-6所示。底卸式矿车按车底开启的方向，有正底所示。底卸式矿车按车底开启的方向，有正底卸式和侧底卸式之分，侧底卸式卸车情况如图卸式和侧底卸式之分，侧底卸式卸车情况如图4-7所示。所示。图图4-6 4-6 正底卸式矿车的正底卸式矿车的卸卸载载 1-1-车箱；车箱；2-2-卸载曲线；卸载曲线；3-3-卸载轮；卸载轮；4-4-轮对；轮对；5-5-底门转轴；底门转轴；6-6-底门；底门；7-7-煤仓煤仓 图图4-7 4-7 侧底卸式矿车在卸载侧底卸式矿车在卸载站开启底门站开启底门 底卸式矿车的主底卸式矿车的主要要优点优点：进卸载站：进卸载站的行车方向不受
15、限的行车方向不受限制，卸载时的车速制，卸载时的车速易控制，卸载曲轨易控制，卸载曲轨不受撞击。底卸式不受撞击。底卸式矿车装卸能力很高，矿车装卸能力很高，能满足大型矿井的能满足大型矿井的需要。需要。图图4-8 4-8 材料车材料车(4)(4)材料车材料车，如，如图图所示，专为装运长材料用。所示，专为装运长材料用。平板车平板车 (5)(5)平板车，平板车，如如图图所示，装运大件设备用。所示，装运大件设备用。(6)(6)人车：人车：有座位的专用乘人车。有座位的专用乘人车。分分斜井人车、平巷人车斜井人车、平巷人车两种。每辆斜井人车两种。每辆斜井人车上都有防坠装置，在运行中断绳时，能自动平稳地上都有防坠装
16、置，在运行中断绳时，能自动平稳地停在轨道上。停在轨道上。停车装置有停车装置有插爪式、抱轨式插爪式、抱轨式两种。两种。插爪式斜井人车在运行中断绳时，弹簧插爪式斜井人车在运行中断绳时，弹簧-拉杆拉杆式开动机构将插爪的锁钩打开，插爪靠其自重下落，式开动机构将插爪的锁钩打开，插爪靠其自重下落，插入道床中（如图插入道床中（如图4-94-9的虚线位置）。的虚线位置）。抱轨式斜井人车一般由两节头车和若干辆挂车抱轨式斜井人车一般由两节头车和若干辆挂车组成一列，头车上有抱轨式制动装置、开动机构、组成一列，头车上有抱轨式制动装置、开动机构、缓冲装置等（图缓冲装置等（图4-114-11）。）。图图4-9 4-9 插插爪式斜井人车爪式斜井人车1-1-车体；车体；2-2-双轴转向架；双轴转向架；3-3-防坠装置的滑架；防坠装置的滑架；4-4-制动插爪；制动插爪；5-5-主拉杆；主拉杆；6-6-手动拉杆；手动拉杆；7-7-传动弹簧；传动弹簧；8-8-制动缓冲木制动缓冲木图图4-10 4-10 插爪式斜井人车的停车过程插爪式斜井人车的停车过程 图图4-11 4-11 抱轨式斜井人车抱轨式斜井人车 1-1-手动操纵装
