矿用蓄电池电机车安全运行技术措施

王 琨

（大同煤矿集团朔州煤电有限公司辅助运输管理处， 山西 朔州 038300）

引言

矿用电机车按电源种类不同分为直流电机车和交流电机车，按供电方式不同，分为架线式电机车和蓄电池式电机车；架线式电机车主要利用架空线作为主要动力电源，蓄电池电机车利用充电蓄电池作为独立供电电源，由于架线式电机车适应性差、铺设线路长、成本费用高，所以目前我国多数煤矿采用蓄电池电机车。

大同煤矿集团朔州煤电有限公司小峪煤矿井下辅助运输系统中主要采用型号为CTY2.5-9GB型蓄电池电机车进行人员及物料运输，该电机车轨距为0.9 m；由于受电机车安全管理水平、自动化集控水平等限制，蓄电池电机车在使用过程中经常出现故障。但是蓄电池电机车在使用过程中因安全维护不到位、自动化水平低等导致经常出现故障，例如制动系统失灵、蓄电池损坏、轴承断裂、控制失效等，严重影响蓄电池电机车安全高效运行。对此，大同煤矿集团朔州煤电有限公司辅助运输管理处通过技术研究，对电机车控制系统进行优化[1-2]。

1 蓄电池电机车主要维护内容及要求

1.1 车轮的维护

蓄电池电机车车轮部分是最容易损伤的位置，而且煤矿辅运巷地质条件恶劣，蓄电池机车在运行中由于轨道与巷道底板存在间隙，导致机车在运动过程中车轮会不断跳动，长此以往就会造成车轮轮毂与轮心分离，导致车轮轮毂表面出现开裂、凹坑等现象。所以在日常检修中发现车轮表面有深度和宽度大于4 mm凹坑时要及时进行处理。可采用焊条对凹坑进行填充，填充完毕后再通过车床进行切削，当车轮运转误差小于1 mm，上部运动圆的轨迹误差小于2 mm时方可重继续使用。如果检修过程中若发现车轮磨损严重，剩余厚度达不到原来的50%，轮毂边缘超过原来的40%时，应立即更换新车轮。

1.2 悬挂系统的维护

悬挂系统作为蓄电池机车的支撑点，主要采用四组弹簧将车架支撑在轮毂上方，确保机车上方的蓄电池不会受到外力冲击，从而保证正常运输。因此在日常检修中还需对弹簧伸缩量进行检查，而且要定期清理弹簧上的油污，发现弹簧有开裂现象要及时进行更换[3]。

1.3 轴承及轴承箱的维护

运输人员在机车运输过程中，如果发现轴承箱温度过高，应立即停止机车运行，同时检查轴承座与轮毂的空隙。在日常检修中，检修人员要对润滑油的油质及油量进行检查，发现油质变坏或流量缺少时应及时填补。

1.4 制动系统的维护

制动系统在蓄电池机车运输过程中主要起到减速及停机作用，是蓄电池机车运行的安全保障。因此在日常检修中，检修人员要确保制动系统的手轮灵敏度，而且刹车系统中各部位要充分润滑。刹车片与车轮间隙要保证在要求范围内，当刹车片厚度低于20 mm时要及时更换。

1.5 控制器的维护

在进行蓄电池机车控制系统检修时，需拆卸蓄电池机车外壳，可能造成电气部分的防爆门出现裂痕现象，当裂痕宽度超过0.5 mm时，该电气设备失去防爆作用。所以当电气设备出现超过0.5 mm划痕时，要对该电气设备表面进行特殊处理。检修过程中如果发现防爆面有杂质或锈蚀，要及时进行处理。检修人员要确保控制箱内的触头接触良好，对于弧光短路烧损的部件要及时更换。

1.6 蓄电池充电时的维护

当电机车蓄电池长时间高负荷充电时，蓄电池正极由于硫酸铅缺失，造成蓄电池正极产生大量的氧气或氢气，从而使蓄电池内部压力升高，甚至会导致蓄电池内部的电解液喷出现象。所以在日常使用过程中，发现蓄电池内的电压三小时内未变化且为265 V时，要及时停止充电。如果蓄电池充电时出现发热情况，可以改用小电流对蓄电池进行充电[4]。

1.7 极板的维护

为了能够提升极板的使用时间，当蓄电池充放电次数达到100次后，要对蓄电池进行一次充分的充放电。当蓄电池容量小于50%，需对该蓄电池进行更换。

1.8 火花的处理

当蓄电池内的电解液由于外壳开裂、密封性下降、电解液过多等原因发生外溢时，常常会造成蓄电池内的钢板放电，这种放电现象很容易引起周围易燃物燃烧，而且各漏液点与电位差形成原电池，导致蓄电池报废。因此在检修工程中，研究人员要对外露的漏液点及时进行密封，对外壳破裂的蓄电池及时进行维修，确保蓄电池内电解液的液位达到标准要求。

2 电机车集中控制系统的优化

由于传统蓄电池电机车在使用过程中无法对电机车故障、电池使用情况、运行速度等进行远程实时监测，决定对原控制系统进行优化，安装一套PLC远程集中控制系统。

1）PLC远程集控系统主要由远程控制室、PLC控制器、蓄电池检测器、速度保护器、电机车系统自检器、无线传输系统以及局域环网等部分组成。

2）远程操控室安装在井底车场处，操控室内安装上位机、显示器等部分，上位机通过信号线与井底车场网路交换站连接，可将网路交换站接收信号及时上传至上位机内。

3）在矿井内电机车运输线路中部安装一台PLC集中控制器，同时每隔500 m安装一个网络信号接收器，PLC控制器主要用于信号处理、传输以及指令下发等。

4）蓄电池电机车在运行过程中，当蓄电池电量低时，蓄电池检测器及时将检测数据通过局域环网上传至PLC控制器并进行处理，PLC将切换指令发送至蓄电池切换器，从而对备用电池进行切换。

5）当电机车在刹车系统失灵且出现超速时，通过安装在轨道上的速度保护器及时将电机车运行速度信号上传至PLC控制器，PLC控制器及时将刹车指令发送至电机车自动刹车系统，自动刹车系统接收指令后立即进行自动刹车动作，从而避免撞车事故[5]。

6）PLC接收信号后一方面进行信号处理并发出动作保护指令，另一方面将信号上传至远程操控室内的上位机上，然后通过显示器直观显示电机车各种运行参数，便于对电机车进行远程操控。

3 结语

在小峪煤矿严格按照技术要求对电机车进行检修维护后，大大降低了电机车故障率，同时对电机车控制系统进行优化，提高了电机车自动化水平，实现了远程集中控制目的，保证了电机车安全高效运行。