矿用机车按使用动力不同,分为电机车和内燃机车两种。绝大多数矿山使用的是电机车。矿山井下使用的内燃机车,排放的废气必须经过净化处理,符合排放标准。
由于机车运行速度较快,制动困难,加之井下光线不足,巷道狭窄,条件差,稍有疏忽就会发生人员被挤压、碰撞,以及机车碰撞、追尾等事故。因此,对机车运输的安全问题,必须引起高度的重视。
1、矿用电机车
矿用电机车是由直流电源作为动力的,按供电方式不同,分为架线式和蓄电池式两大类。架线式电机车的电源是由牵引变流所通过硅整流装置,将交流电变为直流电送往架空线,通过受电弓将电引入电机车的控制装置和牵引电动机,经轨道回到交流所,构成回路,使电机车牵引矿车在轨道上行驶。
由于架线式电机车比蓄电池式成本低,设备简单,用电效率高,易于维护等,所以应用较普遍。小矿山使用较多的是ZK-1.5和ZK-3型架线式电机车,其黏着质量分别为1.5t和3t,额定电压分别为100V和250V。电机车的黏着质量是指作用在主动轮上的质量,由于矿用电机车都是主动轮,故黏着质量即为电机车的质量。黏着质量越大,牵引力就越大。
矿用电机车由机械和电气两大部分组成。机械部分包括: 车架、行走部(轮对、轴箱、弹托架)、缓冲器和连接器、齿轮传动装置、制动装置、撒砂装置、警钟等。电气部分包括:牵引电机、控制器、变阻器、受电器、保护和照明装置等。电机车司机通过操纵控制器和制动器来控制行驶速度。
2、电机车的制动
电机车能否安全运行,它的制动性能好坏将起着重要的作用。电机车的制动分机械制动和电气制动两种。在正常行驶的情况下,应使用机械制动闸制动,在紧急情况下,机械和电气制动要同时使用,以保证能安全地制动。制动装置要有足够的制动力,以保证列车在运行时制动距离能符合安全规程的规定,即运送人员时不超过20m,运送物料时不超过40m。14t以上大型机车(或双机)牵引运输时,应根据运输条件予以确定,但不得超过80m。
由于机车的最大制动力受到车轮与轨面间的摩擦力(黏着力)的限制,因此,为了更好实现制动,要充分利用撒砂装置。把砂子撒在车轮的前面,以增加轮缘和铁轨之间的黏着系数,从而使黏着力增大,避免出现打滑,以提高制动效果。
3、电机车的安全运行管理
(1)电机车司机的安全操作是电机车安全运行的关键,司机要由责任心强、身体健康、经过培训考试合格的人员担任。其他人员不得开车。
(2)电机车司机不得擅离工作岗位。开车前,必须发出开车信号。开车时,要集中精力,谨慎操作。司机离开机车时,必须切断电动机电源,拉下控制手把,取下车钥匙,扳紧车闸将机车刹住。
(3)电机车在正常运行时,必须在列车的前端牵引,只有在调车和处理事故时才可以顶车。
(4)司机在行车时,必须随时注意线路前方有无障碍物、行人或其他危险情况不得将头或身体探出车外。列车通过风门区域时,要发出声光信号;接近风门、巷道口、弯道、岔道、坡度较大或噪声等区域,以及前方有车辆或视线有障碍时,必须降低速度和发出警号。
(5)在列车运行前方,任何人发现有碍列车运行的情况时,应以矿灯等方式向司机发出紧急停车信号;司机发现有异常情况或信号时,应立即停车检查,排除故障后方可继续行车。
(6)要加强行车管理,安排好机车行驶路线,防止机车撞头和追尾事故。两机车在同一方向轨道行驶时,必须保持不少于100m的距离。在机车运行较多的区段应装设信号闭锁装置。
(7)除了跟车工外,机车或矿车 (除专用运人车辆外)不准带人。跟车工摘挂钩时,要与司机配合默契,安全地进行摘挂钩。
(8) 电机车要定期检修,经常检查,若发现隐患,应及时处理。电机车的闸灯、警铃、连接器和过电流保护装置不正常的,不得使用。
4、电机车架线和轨道
电机车架空线的悬吊、架设应符合有关质量标准。架空线的悬挂高度 (自轨面算起)在主要运输巷道、调车场,以及人行道同运输巷道交叉的地方,不小于2m;在井底车场及地面工业广场,不低于2.2m。
为了便于架空线路维修和及时切断电源,必须设分段开关,分段间距不应超过500m,每一支线也必须设分段开关,上下班时间,距井筒50m以内的滑触线应切断电源。架线电车运输中断时间较长 (超过一个班时)的区段,非工作区域内架空线的电源必须切断。目前有的矿山使用了电机车架空线自动断电装置,能自动地将不需要供电的区段切断电源,减少了发生触电等事故的可能性。
架线电机车是利用铁轨作为回路线的,因此轨道除了要满足一般车辆运输的要求外,还要考虑减少杂散电流和降低电压损失的问题。杂散电流是在电机车运行时由钢轨流入大地的电流,与流入钢轨电流的大小、轨道线路的电阻,以及轨道对地的绝缘电阳等因素有关。杂散电流有很大的危害性,它会因电解而腐蚀管道、电缆外皮等物体: 会使提升钢丝绳在接触轨道时产生火花而损伤,更严重的是它还存在使电雷管引爆的危险。
为了减少杂散电流,在钢轨接头处、各平行钢轨之间、道岔和道岔之间,都必须用导线连接,并要加强维护,以减少轨道回路电阻。对于不回电的轨道和架线电机车轨道的连接处必须加以绝缘,在离此绝缘点大于一列列车长度的不回电轨道上,还必须设第二道绝缘。