探析矿用防爆柴油机车在煤矿的应用

探析矿用防爆柴油机车在煤矿的应用

摘要：防爆柴油机车是近年来发展较快的一种矿井运输工具，在现代化矿井中有代替蓄电池电机车的趋势。本文就CCG10/9S防爆柴油机车的使用环境、工作原理、安全保护装置以及应用中的实际效果和产生的经济效益进行了系统的分析和研究。

关键词：矿用防爆柴油机车 工作原理 保护装置 应用分析

0 引言
防爆柴油机是一种以柴油为燃料的新型矿用动力机车。经过技术论证和实际运用，它适用于矿山井下具有爆炸性气体的环境，是近年来被逐渐推广的矿山运输设备。CCG10/9S防爆柴油机车目前在板集煤矿得到了实际运用，逐步替代了板集煤矿传统的蓄电池机车。
1 柴油机车的基本结构
CCG10/9S防爆柴油机车为900mm轨距，液力—机械传动内燃机车，它由车体、车架、走行和制动等组成。机车为0-2-0轴列式的调车型机车。
防爆柴油机为MLR4110QFB型，主要由柴油机、进气系统、废气处理系统、水散热器及安全保护装置等组成；进气系统的进气口和费气处理系统的排气口均设置有阻火器即防爆栅栏。废气处理系统由水夹层排气管、水夹层波纹管、废气处理箱及补水箱组成；废气经水洗后再由防爆栅栏熄灭余火，保证排气安全。进气系统由进气波纹管、进气防爆栅栏及空气滤清器组成；柴油机气缸返回的火焰由进气防爆栅栏灭火，确保进气口安全。
2 柴油机车的安全保护装置
2.1 安全保护装置通电后，主机中的微型计算机通过传感器对温度、压力、水位等参数进行采样和运算，处理结果送显示电路进行显示，同时与设定值进行比较，如果某一路的检测参数超过设定值，则装置发出声光报警。
2.2 防爆柴油机配置ZEB-15/24防爆柴油机自动保护装置，具有排气温度、表面温度、冷却水温、机油压力、废气处理水位等5种保护，并配置便携式瓦斯监测报警仪，当各项保护超过设定值时，保护装置发出声光报警信号，在一分钟内自动停止柴油机工作，具有可靠性高，使用维护方便等特点。其电路原理图如下：
3 柴油机车运行要满足的条件
3.1 燃油的选用：柴油机必须使用符合国家标准的GB252-87环境温度规定指标的轻柴油。根据不同的环境温度选用不同牌号的轻柴油见下表：
为了减少故障，延长柴油机的使用寿命，要严格遵守使用清洁燃油的原则。
3.2 润滑油的选用：柴油机采用的是自然吸气，选用L-ECC级柴油机机油，禁用普通柴油机机油，以避免由此产生的拉缸、抱瓦等意外故障的发生。应根据环境温度，为柴油机、喷油泵、油浴式空气滤清器选择润滑油。
3.3 冷却水的选用：柴油机中使用的冷却水应该是清洁的软水，如河水、雨水、雪水等，如果使用了含有大量矿物质的硬水，在高温下，这些矿物质会从水中沉淀析出来产生水垢。水垢积附在管道和高温零件的壁面上，会造成管道堵塞和高温零件散热困难，容易使柴油机过热，引起故障。
3.4 轨道车场铺设的要求：由于柴油机车运输牵引能力较强，拉运车辆多，要求调车车场要比蓄电池机车车场更长，一般要达到90米左右，才能充分发挥柴油机车的运力。
3.5 副井罐笼的尺寸要求：板集煤矿副井罐笼有效装载长度为5m，是运输动力机车升入井的必经通道。双向操作的CCG10/9S柴油机车外型尺寸长×宽×高为：5000mm×1120mm×1600mm。一般8T蓄电池机车的外型尺寸长×宽×高为：4850 mm×1120 mm×1500 mm。因此板集煤矿副井罐笼均能满足这两种型号机车的提升入井条件。
4 柴油机车与蓄电池机车相比具备的技术特点
CCG10/9S防爆柴油机车与蓄电池电机车相比具有以下特点：①机车功率和牵引力不会随运行时间的增加而减小，运输效率高，持续工作能力强。②不需要设置充电房和充电设备，减少充电工人员的配备等。③工作可靠，使用维护简单，不需调配制电解液，对环境污染减小。④CCG10/9S防爆柴油机在控制器内设置了液晶显示屏，使操作工的视线范围扩大，更好地保障了行车安全。⑤该型号机车柴油机进气口和费气排放口，均采用特殊改进，整车具有防爆性能和瓦斯超限自动保护性能，和防爆蓄电池机车一样，均适应有瓦斯的井下工作环境。
5 柴油机车与蓄电池机车的经济比较
5.1 每台蓄电池机车每年的运输费用为39.62万元。并且不包括充电厂房设置建设固定费用需投入80多万和购置充电设备12万元。具体包括：①岗位作业人员（包括充电工、电瓶维修工、硫酸配制工）工资费用支出24万/年。②电池机车年运行费用为15.62万元。每年要更换以下零部件：电枢2台：2台*4000元/台=8000元；控制器1台：1台*7800元/台=15600元；减速机2台：2台*6000 元/台=12000元；闸块8块：8块*75元/块=600元；弹簧板4套：4套*750元/套=3000元；硫酸1200公斤：1200公斤*3元/公斤 =3600元；按一天按额定功率运行十六小时计算，运行电费为：30千瓦*16小时/天*365天*0.5元/度=87600元；更换一箱电源装置需3万元；其它小型材料4000元。

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