книги из ГПНТБ / Сумин И.Ф. Обеспечение безопасности эксплуатации рудничных контактных электровозов

ВВЕДЕНИЕ

Откатка контактными электровозами имеет значи­ тельные технико-экономические преимущества перед,

другими видами рудничдого транспорта и поэтому по­ лучила широкое применение в шахтах.

Вместе с тем в отношении безопасности откатка

контактными электровозами является одним из наибо­ лее узких мест из всего подземного электрооборудова­ ния.

Наличие в подземных выработках шахт неизолиро­ ванного контактного провода, постоянно находящегося под напряжением, создает условия, при которых воз­

можно возникновение опасности поражения, пожара и

взрыва.

Статистика показывает, что наибольшее число несча­ стных случаев, имевших место при применении электри­

ческой энергии в подземных выработках угольных шахт, произошло от случайного прикосновения людей к кон­ тактному проводу, а в результате соприкосновения кон­ тактного провода с крепью горных выработок, углем или породой неоднократно возникали пожары.

Таким образом, отсутствие надежной защиты, исклю­ чающей возможность прикосновения людей к контакт­ ному проводу и соприкосновения провода с окружающи­

ми предметами по существу является основной причиной возникновения перечисленных видов опасностей.

В связи с этим правильное осуществление защиты,

3

I. СВЕДЕНИЯ ОБ ОТКАТКЕ КОНТАКТНЫМИ

ЭЛЕКТРОВОЗАМИ

1. Область применения и состояние откатки контактными электровозами

В настоящее время основным видом транспорта по горизонтальным откаточным выработкам шахт является

электровозная откатка. Рудничные электровозы, как известно, по способу питания тяговых электродвигателей подразделяются на контактные и аккумуляторные.

в шахтах, опасных по пыли, по главным откаточным вы­ работкам, омываемым свежей струей воздуха, с раз­ решения главного инженера комбината (отраслевого

управления совнархоза).

Во всех остальных выработках этих шахт должны применяться аккумуляторные электровозы в соответст­ вующем исполнении.

На пластах, опасных по пыли, подход контактных электровозов к погрузочным пунктам разрешается не ближе 50 м.

При наличии надежно действующих оросительных устройств допускается подход контактных электровозов к погрузочным пунктам, а также проезд погрузочных пунктов.

Число шахт, в которых могут применяться контакт­

5

ные электровозы, в настоящее время составляет 68% общего количества шахт [1].

Основным контактным электровозом, получившим наиболее широкое применение в угольных шахтах, до последнего времени являлся электровоз 10КР. Рост

производительности шахт, укрупнение выемочных уча­

стков, а также значительное увеличение скорости подви­ гания очистных и подготовительных забоев увеличили нагрузку на подземный транспорт. В этих условиях электровозы 10КР в ряде случаев не могут обеспечить высокой производительности откатки, в связи. с чем возникла неотложная необходимость в разработке и применении более совершенных и более мощных элек­ тровозов 14КР и 20КР.

Одним из основных факторов, обеспечивающих вы­

сокую производительность электровозов, является нор­ мальная работа тяговых электродвигателей, которая, с

одной стороны, зависит от веса поезда и состояния ва­ гонного парка и рельсовых путей, а с другой, — от на­ пряжения на их зажимах.

Вес поезда является расчетной величиной и не за висит от времени. Вагонный парк и рельсовые пути при

соответствующем надзоре за ними могут длительное время оставаться в одинаково удовлетворительном со­ стоянии.

Что же касается напряжения на зажимах тяговых электродвигателей, то оно не остается постоянным и во

многих случаях оказывается ниже номинального. Про­ исходит это потому, что по мере развития шахты уве­ личивается протяженность и число горных выработок,

увеличиваются количество действующих электровозов и длина контактной сети, в результате чего значительно возрастают потери напряжения в контактной сети.

В целях повышения производительности контактных электровозов на шахтах принимают меры, направленные на повышение напряжения в тяговых сетях.

Важнейшими из них являются:

а) повышение мощности и напряжения преобразо­

вательных устройств;

б) установка индивидуальных преобразовательных

устройств для питания отдельных участков контактной сети;

6

в) увеличение сечения контактного провода путем прокладки спаренных проводов;

г) применение питающих и отсасывающих кабелей большого сечения.

Перечисленные способы поддержания необходимого напряжения в тяговой сети связаны с выполнением большого объема монтажных работ и дополнительным

расходом дефицитных материалов и оборудования. Тем

не менее осуществление этих мер далеко не всегда по­ зволяет поддержать необходимое напряжение в тяговых сетях и обеспечить высокопроизводительную работу электровозов.

Таким образом, применяемое в настоящее время для питания рудничных тяговых сетей напряжение 275— 320 в ограничивает производительность эксплуатируемых

электровозов и практически исключает возможность внедрения более мощных электровозов.

Поддержание необходимого напряжения в тяговой сети может быть обеспечено уменьшением расстояния между тяговыми подстанциями, значительным увеличе­ нием сечения элементов тяговой сети, повышением на­ пряжения в тяговой сети [2].

Рассматривая эти пути с точки зрения технико-эко­ номической целесообразности и возможности их осуще­ ствления в настоящее время, предпочтение следует от­ дать последнему, т. е. повышению напряжения в тяговой

сети.

Следует отметить, что действующие Правила безо­ пасности в угольных и сланцевых шахтах (§ 265) для откатки контактными электровозами допускают приме­

нение постоянного тока напряжением до 600 в.

В зарубежной практике для этой цели уже давно применяется напряжение 500—600 в (Венгерская На­ родная Республика, ГДР, ФРГ и др.) и намечается применение напряжения 1000 в.

Применение повышенного напряжения в тяговой сети является, безусловно, технически целесообразным и

экономически выгодным мероприятием, но для его осу­ ществления необходимо прежде всего обеспечить более высокий уровень безопасности и культуры эксплуатации

откатки контактными электровозами.

7

2.Системы питания контактных электровозов

Внастоящее' время известны следующие системы питания контактных электровозов [3]:

I)система верхнего контактного провода;

2)система третьего контактного рельса;

3)щелевая система;

4)контакторная система.

Каждая из перечисленных систем характеризуется способом подводки тока к электровозу и конструкцией токосъемного приспособления.

Рассмотрим в общих чертах особенности каждой системы питания и область ее применения.

Система верхнего контактного провода. При этой си­

стеме контактный провод подвешивается над рельсовым путем по оси или с некоторым отклонением от оси. Се­

чение провода выбирается по допустимой нагрузке и проверяется по потере напряжения.

Система верхнего контактного провода получила повсеместное применение на электрифицированных же­

лезных дорогах, промышленных предприятиях и в под­ земных выработках шахт, так как имеет относительно простое устройство, что позволяет обеспечить надежную эксплуатацию электровозов. При этой системе могут

применяться дуговые и штанговые токоприемники.

Следует отметить, что применение системы верхнего контактного провода в подземных выработках угольных шахт сопряжено с опасностью поражения, пожара и

взрыва, для предотвращения которых действующие Пра­ вила безопасности предусматривают осуществление не­ обходимых средств защиты.

Система третьего рельса. Эта система питания при­ меняется при значительных токовых нагрузках и боль­ шой скорости движения подвижного состава. В этом случае контактный провод должен иметь большой диа­ метр, что затрудняет его подвеску и эксплуатацию.

В качестве контактного рельса могут применяться обыч­ ные рельсы или специальные рельсы с повышенной электрической проводимостью. Токоприемником при этой системе служат башмаки, скользящие по рельсу.

Применение третьего рельса позволяет значительно уменьшить высоту электровоза, поскольку в этом слу­ чае нет верхних токоприемников.

8