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矿用电机车运输安全防护探讨刘鹏尧

发表时间：2020/10/14 来源：《基层建设》2020年第19期作者：刘鹏尧

[导读] 摘要：矿用电机车主要用于井下运输大巷和地面的长距离运输。

        山东黄金矿业（莱州）有限公司三山岛金矿山东省莱州市 261400
        摘要：矿用电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在轨道上行走，完成对矿山炭、矸石、材料、设备、人员的运送的电机车称为矿用电机车。矿用电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在轨道上行走，完成对矿山炭、矸石、材料、设备、人员的运送的电机车称为矿用电机车。
        关键词：矿用电机车；运输安全现状；防护探讨
        地下矿山在生产过程中，运输矿石是一个非常重要的环节，目前我国常用的运输方式分为有轨运输、无轨运输以及皮带运输机运输，而有轨运输主要以电机车为牵引设备，这种有轨运输方式在运行过程中存在一些问题，由于调度系统只能指挥调度电机车不能直接控制电机车，所以在运行过程中对电机车的控制能力较差，另外受到工作原理的一些因素的影响，电机车的位置不能被准确定位，工人在操作时由于处于的环境较为复杂加上人员疲惫等其他因素，时常会发生危险事故，随着科学技术水平的不断发展，无人驾驶电机车可以很好的解决这些问题，不仅从经济效益和环境效益上有了很大的提高，对社会效益也有一定的影响。
        1、矿用电机车的运行特点
        采矿的电机车其实是有轨运输领域中一种重要的牵引机电设备，因此它本身在运行的过程中也是要遵循一定的工作原则的，比如：在电机车运行阶段中，首先是牵引设备来带动整体的电机车车轮的转动的，并且电机车也可以借助于车轮与轨道之间的摩擦来带动电机车的运行。而在这种运行的方式下，电机车的牵引力不仅仅会受到内燃机功率的影响，同时也会受到电机车车轮与轨道之间的摩擦影响。纵观世界矿产业，电机车在该行业生产中被广泛的应用着，尤其是在矿井下的作业工作中使用的范围最广，在外国，电机车还会被应用于有高瓦斯的矿井中，以此来提高矿井作业的安全系数。但是，虽然电机车有着诸多的优点，在作业的环节中还是比较容易受到环境的影响，如果矿井的通风效果不佳，那么将直接对电机车的运行速度产生一定程度的影响。随着我国矿产业的发展，电机车的设计理念也在不断的更新，对电机车的要求不仅仅要工作效率高，也需要将运行过程中的速度进行实时的反馈，帮助井下工作人员能够清晰的看到电机车的速度变化。
        2、矿用电机车有效运输的基本现状分析
        2.1矿用电机车现状
        依据电机车的注意力不足、疲劳、不负责任等情况，需要实施有效的电机车因素分析。对电机车的追尾事故、道岔误打、相撞等动力和惯性问题进行分析，研究损毁轨道、路基、运输设备的各类问题。根据冒顶、塌方、火灾等事故进行处理。对于运送、路基、车辆等设备进行安全检查，对于塌方、火灾等意外事故进行预警。矿车打滑的参数分析：滑控制系统实现的前提是系统判断矿车出现打滑的现象。一般常通过滑移率、速度差以及减速度等参数或者几种参数的组合判断矿车是否发生打滑。1）滑移率，所谓滑移率指的是矿车车轮的线速度与矿车的速度差值与矿车车身速度的比值。实践表明，当滑移率的取值超出5%~10%的范围时即可判断矿车可能已发生打滑现象。2）速度差，所谓速度差指的是矿车车身速度与车轮线速度的差值。经试验表明，当速度差在10~20km/h时车轮和车轨之间的黏着性最强。当速度差不在10~20km/h的范围内时可判定车轮出现打滑。3）减速度指的是车轮速度变化率，当车轮的减速度大于4m/s2时即可判定车轮和车轨之间发生打滑的事故。
        2.2矿用机车的分类
        ①、按使用动力不同，矿用机车分为电机车、内燃机车、蒸汽机车。蒸汽机车已基本淘汰。内燃机车一般只用在地表。电机车是用电能驱动的。②、按电源性质不同，电机车有直流电机车和交流电机车，其中直流电机车应用最广。③、按供电方式不同，直流电机车分为架线式电机车和蓄电池电机车两种。我国非矿山井使用的绝大部分都是架线式电机车。④、为适应不同的轨距及运量，机车分为标准轨距机车和窄轨机车。⑤、按使用场合不同，分为露天矿用机车和地下矿山用机车。
        2.3电机车及其安全管理
        电机车牵引的矿车数要严格保证电机车重载启动牵引不打滑，重载下坡时制动距离满足要求，牵引电动机温升不超过允许温度这三个条件来确定。不得随意增加车数。必须定期检修机车和矿车、并经常检查，发现隐患，及时处理。机车的闸、灯、警玲（喇叭）、连接装置和撒沙装置，任何一项不正确或防爆部分失去防爆性能时，都不得使用该机车。行车信号指令是对机车运行方向、路线、开车停车的严格规定，是用来规定司机的操作行为，规范整个运输系统行车的制度化和次序化，从而实现安全运输。《规程》规定：机车司机必须按信号指令行车，在开车前必须发出开车信号。

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就是要求当司机接到开车信号指令以后，必须发出笛（铃）警示信号，以提醒列车前方的行人和列车周围人员，提醒乘车人员，从而保证列车在起动时，行人、乘车人员和行车的安全。机车运行中，严禁将头或身体探出车外。司机离开座位时，必须切断电动机电源，将控制手把取下，扳紧车闸，但不得关闭车灯。
        3、矿用电机车运输安全防护探讨
        3.1防相撞、防追尾技术
        矿用机车在实际的运送期间，是要求安装射频通讯仪器的，这种仪器的主要作用就是可以对机车本身的连续状态进行监视，并且利用相关技术，还可以对两个电机车的车间距进行判断，这样就可以保证机车运输的安全驾驶问题。还有一种情况就是：倘若在同一个弯道口，电机车的四周出现了其他的机车，这时的报警器会发出红灯标识进行提示，这样一来，俩车避免相碰撞，保证机车运输安全。
        3.2矿用电机车的运输安全防护辅助技术设置
        第一点，对于机车工作人员的相关知识培训是很重要的。电机车企业应做好“谁使用，谁负责”的安全规范。对于电机车的使用人员要经过严格的培训考试等。第二点，对于机车本身的运行的环境应该加强检测，其中包括对路面的平整度和对于一些弯道拐角照明等的使用情况应该注意。最后一点，还应关心矿企业电机车驾驶员本人的安全问题。制作防爆专用的衣物、矿帽等，从而使得矿用电机车使用人员得到安全保护。这些问题都值得我们去分析解决的。
        3.3从直流电机车向变频电机车的改进
        多数矿井使用的都是直流电机车。直流电机车的主要特点是：运用碳刷进行电机车的转换方式，那么在实际操作时会产生一些火花。为了安全起见，许多的直流电机车都拥有坚硬的外壳和密封条件，从而防止意外危险的发生。所以电机车的运用寿命收到一定的限制。
        3.4防超速脱轨的功能实现
        按照报警器实施高性能传感操作分析，对机车的整体运行速度进行连续监测分析，确定苏定超出的设定值标准。按照控制输出的信号，对报警输出点进行控制，调整调速器，达到降低车速的目标。在机车靠近的时候，在危险距离内发出警报，触发自动警报装置。自动警报器中包含多项警报信号的输出，其中包好机械联动机构，控制端的气刹制动阀门动作。通过动作阀门的上下空腔操作，对本腔内的出气口进行相互连通，确定储气室前后的制动操作功能合理性，完成机动车的气刹控制。控制机车过程中，需要依据危险距离进行刹车目标调控。电机车在行驶过程中，需要根据电机轮的高强度电磁标准，通过传感器接收脉冲信号，通过过滤、隔离、整形操作，输送到ARM7信号处理中。按照处理器的实际计算操作，分析频率信号内的报警电压，明确可以接受的电器峰鸣信号，完成对频率信号的可控电机调度分析。
        3.5变频调速系统控制策略的设计
        目前，广泛应用于工业中的控制算法有PID控制算法、模糊控制算法以及模糊PID控制算法。上述控制算法中，模糊PID控制算法能够对PID算法中比例、积分、微分三个参数的在线自主整定，进而得到最佳的控制效果和控制精度。因此，将模糊PID控制算法应用于矿用电机车变频调速的控制系统中。矿用电机车作为综采工作面的关键运输设备，其运输效率直接决定综采工作面的生产效率。在实际生产中矿车车轮与车轨之间的打滑是制约矿用电机车运输效率的主要因素。基于滑模变控制策略的防滑控制系统在矿用电机车实际生产中的应用能够有效解决车轮打滑的问题，应在实际应用中推广。
        3.6直流改造方案
        该方案的核心在于为电机车电气系统配备直流电动机，并为其配备与之相匹配的全数字传动装置、直流变压器等零部件。采用直流改造方案能够实现对电机车的平滑调速，即基于该方案下电气系统的节能效果最佳。但是，直流改造方案的成本偏高。
        结束语
        综上所述，矿用电机车运输操作过程中，通过调整铺设轨道的人力资源、物力资源，对机车的运输上下左右进行延展探测分析，判断矿机车运输下的数据统计分配。按照防护操作实施智能化、自动化应用，获取可靠性操作模式应用，稳定智能化操作水平，获取矿井下的轨道运输安全保护。
        参考文献：
        [1]任建，冯忠彬，赵伟.电机车安全监控管理系统设计[J].现代商贸工业，2018，39（31）：183-184.
        [2]武宇鹏.矿用电机车常见的电气故障[J].机械管理开发，2018，33（06）：231-232.