礦用蓄電池電機車安全運行技術措施

王 琨

（大同煤礦集團朔州煤電有限公司輔助運輸管理處， 山西 朔州 038300）

引言

礦用電機車按電源種類不同分為直流電機車和交流電機車，按供電方式不同，分為架線式電機車和蓄電池式電機車；架線式電機車主要利用架空線作為主要動力電源，蓄電池電機車利用充電蓄電池作為獨立供電電源，由于架線式電機車適應性差、鋪設線路長、成本費用高，所以目前我國多數煤礦采用蓄電池電機車。

大同煤礦集團朔州煤電有限公司小峪煤礦井下輔助運輸系統中主要采用型號為CTY2.5-9GB型蓄電池電機車進行人員及物料運輸，該電機車軌距為0.9 m；由于受電機車安全管理水平、自動化集控水平等限制，蓄電池電機車在使用過程中經常出現故障。但是蓄電池電機車在使用過程中因安全維護不到位、自動化水平低等導致經常出現故障，例如制動系統失靈、蓄電池損壞、軸承斷裂、控制失效等，嚴重影響蓄電池電機車安全高效運行。對此，大同煤礦集團朔州煤電有限公司輔助運輸管理處通過技術研究，對電機車控制系統進行優化[1-2]。

1 蓄電池電機車主要維護內容及要求

1.1 車輪的維護

蓄電池電機車車輪部分是最容易損傷的位置，而且煤礦輔運巷地質條件惡劣，蓄電池機車在運行中由于軌道與巷道底板存在間隙，導致機車在運動過程中車輪會不斷跳動，長此以往就會造成車輪輪轂與輪心分離，導致車輪輪轂表面出現開裂、凹坑等現象。所以在日常檢修中發現車輪表面有深度和寬度大于4 mm凹坑時要及時進行處理。可采用焊條對凹坑進行填充，填充完畢后再通過車床進行切削，當車輪運轉誤差小于1 mm，上部運動圓的軌跡誤差小于2 mm時方可重繼續使用。如果檢修過程中若發現車輪磨損嚴重，剩余厚度達不到原來的50%，輪轂邊緣超過原來的40%時，應立即更換新車輪。

1.2 懸掛系統的維護

懸掛系統作為蓄電池機車的支撐點，主要采用四組彈簧將車架支撐在輪轂上方，確保機車上方的蓄電池不會受到外力沖擊，從而保證正常運輸。因此在日常檢修中還需對彈簧伸縮量進行檢查，而且要定期清理彈簧上的油污，發現彈簧有開裂現象要及時進行更換[3]。

1.3 軸承及軸承箱的維護

運輸人員在機車運輸過程中，如果發現軸承箱溫度過高，應立即停止機車運行，同時檢查軸承座與輪轂的空隙。在日常檢修中，檢修人員要對潤滑油的油質及油量進行檢查，發現油質變壞或流量缺少時應及時填補。

1.4 制動系統的維護

制動系統在蓄電池機車運輸過程中主要起到減速及停機作用，是蓄電池機車運行的安全保障。因此在日常檢修中，檢修人員要確保制動系統的手輪靈敏度，而且剎車系統中各部位要充分潤滑。剎車片與車輪間隙要保證在要求范圍內，當剎車片厚度低于20 mm時要及時更換。

1.5 控制器的維護

在進行蓄電池機車控制系統檢修時，需拆卸蓄電池機車外殼，可能造成電氣部分的防爆門出現裂痕現象，當裂痕寬度超過0.5 mm時，該電氣設備失去防爆作用。所以當電氣設備出現超過0.5 mm劃痕時，要對該電氣設備表面進行特殊處理。檢修過程中如果發現防爆面有雜質或銹蝕，要及時進行處理。檢修人員要確保控制箱內的觸頭接觸良好，對于弧光短路燒損的部件要及時更換。

1.6 蓄電池充電時的維護

當電機車蓄電池長時間高負荷充電時，蓄電池正極由于硫酸鉛缺失，造成蓄電池正極產生大量的氧氣或氫氣，從而使蓄電池內部壓力升高，甚至會導致蓄電池內部的電解液噴出現象。所以在日常使用過程中，發現蓄電池內的電壓三小時內未變化且為265 V時，要及時停止充電。如果蓄電池充電時出現發熱情況，可以改用小電流對蓄電池進行充電[4]。

1.7 極板的維護

為了能夠提升極板的使用時間，當蓄電池充放電次數達到100次后，要對蓄電池進行一次充分的充放電。當蓄電池容量小于50%，需對該蓄電池進行更換。

1.8 火花的處理

當蓄電池內的電解液由于外殼開裂、密封性下降、電解液過多等原因發生外溢時，常常會造成蓄電池內的鋼板放電，這種放電現象很容易引起周圍易燃物燃燒，而且各漏液點與電位差形成原電池，導致蓄電池報廢。因此在檢修工程中，研究人員要對外露的漏液點及時進行密封，對外殼破裂的蓄電池及時進行維修，確保蓄電池內電解液的液位達到標準要求。

2 電機車集中控制系統的優化

由于傳統蓄電池電機車在使用過程中無法對電機車故障、電池使用情況、運行速度等進行遠程實時監測，決定對原控制系統進行優化，安裝一套PLC遠程集中控制系統。

1）PLC遠程集控系統主要由遠程控制室、PLC控制器、蓄電池檢測器、速度保護器、電機車系統自檢器、無線傳輸系統以及局域環網等部分組成。

2）遠程操控室安裝在井底車場處，操控室內安裝上位機、顯示器等部分，上位機通過信號線與井底車場網路交換站連接，可將網路交換站接收信號及時上傳至上位機內。

3）在礦井內電機車運輸線路中部安裝一臺PLC集中控制器，同時每隔500 m安裝一個網絡信號接收器，PLC控制器主要用于信號處理、傳輸以及指令下發等。

4）蓄電池電機車在運行過程中，當蓄電池電量低時，蓄電池檢測器及時將檢測數據通過局域環網上傳至PLC控制器并進行處理，PLC將切換指令發送至蓄電池切換器，從而對備用電池進行切換。

5）當電機車在剎車系統失靈且出現超速時，通過安裝在軌道上的速度保護器及時將電機車運行速度信號上傳至PLC控制器，PLC控制器及時將剎車指令發送至電機車自動剎車系統，自動剎車系統接收指令后立即進行自動剎車動作，從而避免撞車事故[5]。

6）PLC接收信號后一方面進行信號處理并發出動作保護指令，另一方面將信號上傳至遠程操控室內的上位機上，然后通過顯示器直觀顯示電機車各種運行參數，便于對電機車進行遠程操控。

3 結語

在小峪煤礦嚴格按照技術要求對電機車進行檢修維護后，大大降低了電機車故障率，同時對電機車控制系統進行優化，提高了電機車自動化水平，實現了遠程集中控制目的，保證了電機車安全高效運行。