矿用柴油窄轨机车主要是架线式和蓄电池式电机车。但由于矿井生产运输具有点多、线长、面广和涉及到入井人员安全问题的特点,近年来矿井运输事故频繁发生。为适应矿井形势的发展,以防爆柴油机为动力的钢轮普轨机车以其安全高效、方便快捷等优势得到推广应用,并通过实践证明具有架线式和蓄电池机车不可比拟的特点,可作为煤矿主运输、辅助运输及调车使用。
矿用柴油窄轨机车优缺点比较:
架线式电机车结构简单,维护容易,用电效率高,能力大,费用低,是应用最广的一种机车。其缺点是:须有整流和架线设施,不够灵活;架线对巷道尺寸及人员通行有一定影响;受电器与架线之间容易产生火花;回电和不回电的轨道连接,将电流引入采掘工作面,易引发雷管爆炸、煤尘爆炸、燃烧危险;以轨道做回电导体,产生杂散电流,会增加金属管道和电缆的腐蚀,甚至引起电雷管的先期引爆。因此,煤(岩)与瓦斯突出矿井和瓦斯喷出区域禁止使用,高瓦斯矿井亦不宜选用。
蓄电池电机车由自备蓄电池组供给电能,不须架线,安全性能好,供电系统简单,无接触线火花引爆危险;其缺点是:须设充电设备,初期投资大,电池易匮电、用电效率低,维修复杂、费用高,事故多,效率低。
隧洞矿井柴油机钢轮普轨机车以防爆柴油机为动力,功率范围广,牵引能力大,过载能力强,稳定性好,机动灵活,特别适用于矿井开拓、掘进工作面;投资小,效率高;无基本建设投资,无架线及安装供配(充)电系统,尤其适用于新建、偏远或电力紧缺的矿区运输;整个机车为防爆与非防爆结构,结构合理,安全可靠,维修简单,使用操作方便;配有自动保护安全装置,可对机车进行实时监控,并保证在异常状态下可靠停机;使用范围广,可作为煤矿主运输和辅助运输及调度用车,且不受煤矿井下使用条件限制。缺点是有噪声和污染危害,但经降噪和废气净化处理后,两指标均满足有关标准要求。
隧洞矿井柴油机钢轮普轨机车缺陷优化改进:
5t以下防爆机车配套动力为防爆单缸柴油机,启动多为手摇启动,不仅费时费力,气温低时根本无法启动,更重要的是存在倒转伤人问题,使用防爆电启动成本太高,建议开发使用柴油机免摇启动器,该启动器为气压式,不用电,不用油,不受低温等因素影响,操作方便省时安全,可适用于22kW以下的各种型号单缸防爆柴油机。5t以上机车启动大多采用防爆电启动,个别为气启动。目前防爆电启动从使用便利方面得到大力推广,但其安全性差,质量不稳定,比如防爆蓄电池箱结构性能方面,应增加氢气吸收装置和仪表指示;防爆启动机易损坏,使用寿命短。气启动则安全、可靠,但结构复杂,体积大,启动受气源的限制。
矿用柴油窄轨机车多采用干式离合器和干式制动器,个别采用湿式离合器和湿式制动器。干式离合器结构简单,安全性差。因其摩擦片为非金属材料,易产生静电、摩擦火花和摩擦高温,因此,要求其材质为阻燃材料,其抗静电及阻燃性能满足标准要求,因此,干式离合器须设计为防爆结构。干式制动器材质多为非金属材料且完全暴露于空气中,为保证安全,必须满足抗静电、阻燃和温度三方面要求。而湿式离合器和湿式制动器则不同,摩擦片完全浸于冷却液中,动力传递平滑柔和,使用寿命长,安全性能好。
保护措施和内容:对压缩点火的柴油机来讲,无论单缸还是多缸柴油机,其工作原理是一样的,因此,保护措施和内容就应该一致。
保护种类:目前,柴油机自动保护装置有电气自动保护装置和气动保护装置,电气保护受环境条件影响,性能不稳定,可靠性差;气保护安全可靠、不受环境温度、湿度等限制,也不会产生电磁干扰等问题,性能稳定,使用寿命长。
序号 |
项目 |
参数 |
1 |
型号 |
CCG3.0/600J(B) |
2 |
配套动力型号 |
YH1115SFB |
3 |
动力功率/转速(kW/r/min) |
11/2200 |
4 |
配套变速箱 |
YH35P |
5 |
机车最大牵引力(kN) |
4.5 |
6 |
最大扭矩(N·m) |
51.4 |
7 |
启动、安全保护方式 |
防爆电启动,电保护 |
8 |
制动方式 |
安全失效型气制动 |
9 |
传动方式 |
机械传动 |
10 |
离合器型式 |
防爆离合器 |
11 |
外形尺寸(长×宽×高)mm |
2420×920×1650 |
12 |
整备质量(kg) |
3000 |
13 |
牵引重量(kg) |
15000 |
14 |
轴距(mm) |
706 |
15 |
轨距(mm) |
600 |
16 |
最小离地间隙(mm) |
/ |
17 |
爬坡能力(‰) |
3 |
18 |
机车最大运行速度(km/h) |
15 |
19 |
负载最大制动距离(m) |
40 |
20 |
最小通过轨道半径(mm) |
5 |
21 |
对巷道最小尺寸要求 |
2×2m |
22 |
燃油箱容积(L) |
24 |
23 |
平均燃油消耗(g/kWh) |
≤252 |
24 |
牵引高度(mm) |
270、320 |
25 |
排放质量 |
CO<0.1% NOx<0.08% |