Файл: Сумин И.Ф. Обеспечение безопасности эксплуатации рудничных контактных электровозов.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.04.2024
Просмотров: 41
Скачиваний: 0
|
| |
Экземпляр |
• |
И. Ф. СУМИН |
■ |
чит. э*>Л4 |
| |
|
|
|
ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ РУДНИЧНЫХ КОНТАКТНЫХ ЭЛЕКТРОВОЗОВ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО
ЛИТЕРАТУРЫ ПО ГОРНОМУ ДЕЛУ
Москва 1960
ГОС. ПУБЛИЧНАЯ
НАУЧН-ТЕХНИЧЕСКАЯ
БИБЛИОТЕКА ССОР ,
л/ ■Ш51
АННОТАЦИЯ
В брошюре даются общие сведения об опасностях, могущих возникнуть при экс плуатации рудничных тяговых сетей, и о существующих средствах их предупреж дения. Описывается система защитных средств МакНИИ, разработанная для по вышения безопасности эксплуатации руд ничных тяговых сетей.
Брошюра предназначена для инженернотехнических работников шахт и рудников и работников научно-исследовательских и проектных институтов горной промышлен ности.
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
предусмотренной действующими Правилами безопасно сти в угольных и сланцевых шахтах, а также разработка новых видов защиты, направленных на повышение безо
пасности эксплуатации контактных сетей в подземных выработках, в настоящее время имеет весьма актуаль ное'значение.
В настоящей брошюре изложены основные рекомен дации по повышению безопасности эксплуатации руд ничных контактных сетей.
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.
Область |
применения |
аккумуляторных |
и |
контактных |
||
электровозов |
регламентируется Правилами |
безопасно |
||||
сти. |
|
|
|
|
|
|
Согласно |
действующим Правилам |
|
безопасности |
|||
в угольных и |
сланцевых шахтах откатка |
контактными |
||||
электровозами |
разрешается: |
|
|
|
||
а) по всем выработкам негазовых шахт и шахт, lie |
||||||
опасных по пыли; |
|
|
|
а также |
||
б) в |
шахтах I и |
II категорий по |
газу, |
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
Недостатком системы третьего контактного рельса
является:
сложность пересечений и ответвлений путей.
Система третьего рельса получила распространение в метрополитенах.
Щелевая система. При этой системе питающий и об ратный провода помещаются в канале, расположенном между рельсами. Вдоль оси канала имеется щель, че рез которую проходит двухполюсный токоприемник. В канал токоприемник вводится через специальные
люки.
По сравнению с другими системами питания щелевая система имеет следующие преимущества:
а) -безопасность;
б) отсутствие блуждающих токов.
Недостатками этой системы являются большие капи тальные затраты при сооружении, сложность пересе чений.
Щелевая система имеет ограниченное применение в некоторых цехах промышленных предприятий.
Контакторная система. При этой системе электровоз получает питание от специальных контакторов, установ ленных вдоль пути. В качестве токоприемника на элек тровозе устанавливается желоб, который скользит по шарообразным головкам контакторов. Длина же
лоба должна быть больше расстояния между контак
торами.
Головка контактора включается под напряжение только при соприкосновении с токоприемником. Как только токоприемник сходит с головки контактора, пос
ледний отключается и остается без напряжения до тех
пор, пока токоприемник вновь не касается его. Эту си стему можно считать более безопасной, чем предыду
щие.
Контакторная система ввиду ее сложности устрой ства и ненадежности действия не получила распростра нения.
В последнее время Донгипроуглемаш провел давшие положительные результаты работы по применению бес контактной системы питания рудничных высокочастот ных электровозов. Идея бесконтактной электрической
тяги на основе применения токов высокой частоты была выдвинута впервые Р. М. Лейбовым.
9
В условиях рудничной электровозной откатки полу чили распространение только системы верхнего контакт ного провода. Мощность рудничных электровозов и скорость их движения сравнительно невелики, поэтому эластичная или даже жесткая подвеска контактного провода обеспечивает удовлетворительный токосъем.
Подвеска контактного провода в подземных выра ботках не требует устройства специальных опор, так как для этой цели может быть использована крепь вы работок.