礦井運(yùn)輸與提升 機(jī)車運(yùn)輸

第四章機(jī)車運(yùn)輸?shù)谒恼聶C(jī)車運(yùn)輸2023/2/524.1概述礦用機(jī)車分類：按使用動(dòng)力不同，礦用機(jī)車分內(nèi)燃機(jī)車和電機(jī)車兩種。按電源性質(zhì)不同，電機(jī)車有交流的和直流的，礦井提升中以后者應(yīng)用最廣。按供電方式不同，直流電機(jī)車分架線式、蓄電池式、架線蓄電池式電機(jī)車和架線電纜電機(jī)車等幾種。注意：機(jī)車運(yùn)輸線路坡度有限制，運(yùn)輸軌道坡度一般為3‰，局部坡度不能超過(guò)30‰。我國(guó)井下架線電網(wǎng)的直流電壓有100V、250V和550V三種。2023/2/53介紹兩種主要電機(jī)車（1）架線式電機(jī)車交流電在變流所整流后，正極接在架空線上，負(fù)極接在軌道上。架空線是沿運(yùn)輸軌道上空架設(shè)的裸導(dǎo)線，機(jī)車上的受電器（集電弓）與架空線接觸，將電流引入車內(nèi)，經(jīng)車上的控制器和牽引電動(dòng)機(jī)，再經(jīng)軌道流回。因此，架線式電機(jī)車的軌道必須按電流回路的要求接通。其供電系統(tǒng)見圖4-1。4.1概述2023/2/54

圖4-1架線式電機(jī)車的供電系統(tǒng)1—牽引變流所；2—饋電線；3—受電弓；4—架空線；5—回電線；6—電機(jī)車；7—礦車；8—軌道4.1概述2023/2/552023/2/56（2）蓄電池式電車機(jī)蓄電池式電車機(jī)是用機(jī)車上攜帶的蓄電池組供給電能的。電機(jī)車的蓄電池放電到規(guī)定值時(shí)需要更換、充電。蓄電池的充電一般在井下充電房進(jìn)行。因此，每臺(tái)電機(jī)車須配備2～3套蓄電池組。

這種機(jī)車的優(yōu)點(diǎn)是：無(wú)火花引爆危險(xiǎn)，適合在有瓦斯的礦山使用；不須架式，運(yùn)輸線路不受限制，使用靈活，對(duì)于產(chǎn)量較小、巷道不太規(guī)則的運(yùn)輸系統(tǒng)和巷道掘進(jìn)運(yùn)輸很適用。

其缺點(diǎn)是：須設(shè)充電設(shè)備；初斯投資大；用電效率低，運(yùn)輸費(fèi)用也較高。4.1概述2023/2/572023/2/582023/2/59礦用電機(jī)車有下列一些優(yōu)點(diǎn)：牽引力大。電機(jī)車采用直流串激牽引電動(dòng)機(jī)，該電動(dòng)機(jī)特性能使機(jī)車獲得較大的牽引力。維護(hù)費(fèi)用小。電機(jī)車運(yùn)行速度較高，最高可達(dá)26km/h，而且只需一個(gè)司機(jī)操作就可以，所需輔助人員少，維護(hù)簡(jiǎn)單，動(dòng)力消耗不大?？筛纳苿趧?dòng)條件。電機(jī)車運(yùn)行不受氣候的影響，由于采用電力拖動(dòng)，不會(huì)產(chǎn)生廢氣，避免了空氣污染，大大改善了井下作業(yè)環(huán)境。礦用電機(jī)車的缺點(diǎn)：基建投資較大（架線式電機(jī)車要鋪設(shè)軌道、安裝架空線、設(shè)置牽引變流所）；架線式電機(jī)車需要有較大的巷道斷面，會(huì)產(chǎn)生不良的雜散（漏電）電流，而蓄電池式電機(jī)車蓄電池組成本較高。4.1概述2023/2/510窄軌礦用架線式電機(jī)車型號(hào)及主要技術(shù)性能參數(shù)識(shí)別4.1概述2023/2/5114.2礦用電機(jī)車的機(jī)械設(shè)備及電氣設(shè)備礦用電機(jī)車由機(jī)械和電氣設(shè)備組成。機(jī)械設(shè)備：包括車架、輪對(duì)、軸承和軸箱、彈簧托架、制動(dòng)裝置、齒輪傳動(dòng)裝置、撒砂裝置、緩沖器和聯(lián)接器、警鐘等。電氣設(shè)備：包括牽引電動(dòng)機(jī)、控制器、受電器、變阻器、保護(hù)和照明裝置等。其基本結(jié)構(gòu)見圖4-2。圖4-2架線式電機(jī)車的基本構(gòu)造1—車架；2—軸承箱；3—輪對(duì)；4—制動(dòng)手輪；5—砂箱；6—牽引電動(dòng)機(jī)；7—控制器；8—自動(dòng)開關(guān)；9—啟動(dòng)電阻器；10—受電弓；11—車燈；12—緩沖器及連接器4.2礦用電機(jī)車的機(jī)械設(shè)備及電氣設(shè)備2023/2/5132023/2/5142023/2/5154.2.1礦用電機(jī)車的機(jī)械設(shè)備

（1）車架車架是電機(jī)車的主體，電機(jī)車上的全部機(jī)械和電氣設(shè)備均安裝在車架上。見圖4-3。

圖4-3電機(jī)車的車架示意圖1—側(cè)板；2—端板；3—隔板；4—電阻室；5—電動(dòng)機(jī)室；6—司機(jī)室；7—連接器；8—緩沖器2023/2/516（2）輪對(duì)機(jī)車輪對(duì)是由兩個(gè)壓裝在軸上的車輪和一根車軸組成。車輪一般由輪心和輪圈熱壓裝配而成。輪心是用鑄鐵或鑄鋼制成，輪圈是用鋼軋制而成。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是輪圈磨損后可以更換，輪心仍可繼續(xù)使用，而不致使整個(gè)車輪報(bào)廢。見圖4-4。圖4-4礦用電機(jī)車輪對(duì)1-車輪；2-輪心；3-輪圈；4-軸瓦；5-齒輪；6-軸頸4.2.1礦用電機(jī)車的機(jī)械設(shè)備

2023/2/5172023/2/518（3）軸承和軸箱軸箱安裝在車軸兩端的軸頸上。車架及其上面全部設(shè)備的重量經(jīng)彈簧托架傳給軸承和軸箱，然后經(jīng)軸承和軸箱傳給輪對(duì)。見圖4-5。（4）彈簧托架彈簧托架是軸箱與車架之間的中間裝置。其作用是緩和電機(jī)車在運(yùn)行時(shí)的沖擊和震動(dòng)。彈簧托架是用長(zhǎng)度不同的板彈簧疊起，中間用鋼箍套結(jié)而成，箍的底部支撐在軸箱上。見圖4-5。圖4-5彈簧托架1—均衡梁支軸；2—均衡梁；3—板彈簧4.2.1礦用電機(jī)車的機(jī)械設(shè)備

（5）制動(dòng)裝置制動(dòng)裝置是為了在運(yùn)行中迅速減速或停車之用。制動(dòng)裝置有機(jī)械制動(dòng)和電氣制動(dòng)兩種，電氣制動(dòng)不能使電機(jī)車完全停住，因此每臺(tái)電機(jī)車都裝有機(jī)械制動(dòng)裝置。機(jī)械制動(dòng)裝置按操作方式分為手動(dòng)的和氣動(dòng)的兩種。圖4-6電機(jī)車機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)示意圖1—手輪；2—制動(dòng)桿；3—螺桿；4—均衡桿；5—拉桿；6—閘瓦；7—正反扣螺栓4.2.1礦用電機(jī)車的機(jī)械設(shè)備

2023/2/520（6）齒輪傳動(dòng)裝置小型礦用電機(jī)車一般是用一臺(tái)牽引電動(dòng)機(jī)通過(guò)傳動(dòng)齒輪同時(shí)帶動(dòng)兩個(gè)軸的傳動(dòng)方式。中型礦用電機(jī)車有兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)，每臺(tái)電動(dòng)機(jī)分別帶動(dòng)一個(gè)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。（7）撒砂裝置為了增加電機(jī)車的車輪與鋼軌之間的粘著系數(shù)，需要往軌面上撒砂。（8）聯(lián)接和緩沖裝置在電機(jī)車車架的前后兩端均裝有聯(lián)接和緩沖裝置（見圖4-3），聯(lián)接裝置的作用是連接礦車并傳遞牽引力，緩沖裝置的作用上緩和電機(jī)車所受的沖擊和震動(dòng)。4.2.1礦用電機(jī)車的機(jī)械設(shè)備

2023/2/5212023/2/5224.2.2礦用電機(jī)車的電氣設(shè)備

目前，我國(guó)生產(chǎn)的電機(jī)車的牽引電動(dòng)機(jī)都是直流串激電動(dòng)機(jī)，因?yàn)樗茌^好地適應(yīng)礦山井下的工作條件。與其他激磁方式的直流電動(dòng)機(jī)比較，直流串激電動(dòng)機(jī)用作牽引電動(dòng)機(jī)，在經(jīng)濟(jì)上和技術(shù)上都具有較好的特性。4.2.2.1牽引電動(dòng)機(jī)2023/2/5234.2.2.1牽引電動(dòng)機(jī)（1）串激電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)優(yōu)點(diǎn)串激電動(dòng)機(jī)具有較大的啟動(dòng)力矩和過(guò)載能力，它能以不大的電流產(chǎn)生較大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，故在要求相同的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩條件下，要求的牽引電動(dòng)機(jī)容量就可以小些。串激電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)速度能隨列車運(yùn)行阻力及行駛條件自動(dòng)地進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)架線電壓變化時(shí)，直流串激電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速隨電壓變動(dòng)，而牽引力不變，電機(jī)車仍能起動(dòng)。兩臺(tái)串激電動(dòng)機(jī)并聯(lián)工作時(shí)，負(fù)荷分配比較均勻。串激電動(dòng)機(jī)構(gòu)造簡(jiǎn)單，體積和重量較小。2023/2/524（2）串激電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)缺點(diǎn)直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子上有線圈和換向銅頭、碳刷等，故障率高，維修費(fèi)用大；直流調(diào)速器由凸輪控制觸頭的通與斷，斷開時(shí)產(chǎn)生的電弧經(jīng)常燒蝕觸頭，維修量大；直流調(diào)速器帶電阻器運(yùn)行，電能白白消耗在電阻上，同時(shí)，電阻發(fā)熱還會(huì)導(dǎo)致電阻片燒壞。調(diào)速性能較差；為有級(jí)分檔調(diào)整，不能均勻調(diào)速。爬坡能力不如變頻電機(jī)車；機(jī)車傳動(dòng)維修量大。直流電阻調(diào)整電機(jī)車，由于電阻調(diào)速?zèng)]有緩沖時(shí)間，尤其是突然加速時(shí)，很容易造成齒輪的沖擊損壞；閘瓦使用壽命短。4.2.2.1牽引電動(dòng)機(jī)2023/2/525直流串激電動(dòng)機(jī)的適用范圍：海拔不超過(guò)1200m；在遮蔭處空氣最高溫度不超過(guò)40℃；最低空氣溫度不低于-25℃；最濕月的月平均最大相對(duì)濕度不大于90%。

隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，交流變頻技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于架線電機(jī)車上，以下是直流電阻調(diào)速電機(jī)車和交流變頻調(diào)速電機(jī)車的技術(shù)性能比較。4.2.2.1牽引電動(dòng)機(jī)2023/2/526序號(hào)項(xiàng)目直流電阻調(diào)速電機(jī)車交流變頻調(diào)速電機(jī)車1電動(dòng)機(jī)可靠性直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子上有線圈易磨損的換向銅頭、碳刷等，故障率高，維修費(fèi)用大；三向異步交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子上沒(méi)有線圈，是由硅鋼片壓制成的鐵滾子，幾乎不會(huì)損壞。2調(diào)速器維修量直流調(diào)速器由凸輪控制觸頭的通與斷，斷開時(shí)產(chǎn)生的電弧經(jīng)常燒蝕觸頭，維修量很大；變頻調(diào)速器沒(méi)有觸頭、接點(diǎn)，基本無(wú)維修。3節(jié)能性直流調(diào)速器帶電阻器運(yùn)行，電能白白消耗在電阻上，同時(shí)，電阻發(fā)熱還會(huì)導(dǎo)致電阻瓷架和電阻片燒壞。不用高耗能降壓電阻，節(jié)能率可達(dá)35%，如果一個(gè)獨(dú)立供電系統(tǒng)全部采用變頻調(diào)速電機(jī)車，電機(jī)車可設(shè)置成慣性饋電功能，可利用重車下坡時(shí)電機(jī)車發(fā)出的電能回饋到直流架線上，供給此時(shí)正在空車上坡運(yùn)行的電機(jī)車電能，這樣節(jié)電率＞60%。4調(diào)速性能(1)分檔調(diào)速，不可能均勻調(diào)速，低速行駛時(shí)，司機(jī)需不停地在1檔和0檔之間轉(zhuǎn)換。(2)調(diào)速器只能加速，不能減速，減速是靠電制動(dòng)或手制動(dòng)實(shí)現(xiàn)。(3)直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速隨負(fù)載變化，下坡運(yùn)行時(shí)機(jī)車很快，易發(fā)生事故。(4)不允許司機(jī)突然加速，否則損失電動(dòng)機(jī)和調(diào)速器。(1)無(wú)級(jí)均勻調(diào)速，頻率最低可調(diào)至0.1HZ。(2)為全速度段控制方式，速度不僅可以調(diào)高，還可以調(diào)低，車速的快慢與停車完全由調(diào)速手把控制。(3)可設(shè)定電機(jī)車最高車速限制，一旦車速設(shè)定，下坡行駛時(shí)，機(jī)車不會(huì)超過(guò)設(shè)定的車速，避免司機(jī)開飛車造成事故。(4)允許司機(jī)在零速啟動(dòng)時(shí)突然加速到最大值，因變頻調(diào)速器的頻率上升時(shí)間為5s，即使司機(jī)違反操作規(guī)程突然加速，機(jī)車仍需5s時(shí)間才能到達(dá)最大值。5牽引力15.4kN(10t電機(jī)車)可達(dá)22kN，10t電機(jī)車可達(dá)到和超過(guò)12t電機(jī)車的牽引力。2023/2/527序號(hào)項(xiàng)目直流電阻調(diào)速電機(jī)車交流變頻調(diào)速電機(jī)車6爬坡能力只能在＜11‰的坡道上行駛，由于沒(méi)有零速制動(dòng)功能，上坡停車時(shí)，機(jī)車會(huì)向下坡方向溜車，此時(shí)用手制動(dòng)來(lái)不及。可以在60‰的大坡道上行駛，并可以在上坡時(shí)僅用零速制動(dòng)功能就能將機(jī)車制動(dòng)在60‰的大坡道上，并還可以再啟動(dòng)把重車組拉上來(lái)。7機(jī)車維修量(1)由于電阻調(diào)速?zèng)]有緩沖時(shí)間，突然加速時(shí)容易造成齒輪的沖擊損壞。(2)閘瓦使用壽命短，一般1個(gè)月需更換。(1)由于變頻調(diào)速器上升速度是緩慢上升的，避免了齒輪之間沖擊，延長(zhǎng)了齒輪的壽命。(2)變頻調(diào)速電機(jī)車是全速度段控制，加速和減速全由調(diào)速手柄控制，減速時(shí)不用閘瓦制動(dòng)，閘瓦基本不磨損。8經(jīng)濟(jì)效益該電阻調(diào)速機(jī)車是100年前英國(guó)人設(shè)計(jì)的，耗電多，維修量大，維修費(fèi)用高(1)變頻調(diào)速器節(jié)電率為35%，按10t電機(jī)車2臺(tái)24kW，電動(dòng)機(jī)每天運(yùn)行18h，日節(jié)電302.4kW，按0.65元/kWh，日節(jié)電費(fèi)196.56元，年節(jié)電費(fèi)64864.8元。(2)由于交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子不損壞，調(diào)速器不用更換觸頭、導(dǎo)電板、凸輪、基本不維修，閘瓦片基本不磨損，不用更換，每年節(jié)約材料費(fèi)、工時(shí)費(fèi)可達(dá)1萬(wàn)元，（僅修1臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)需5000元）(3)如整個(gè)供電系統(tǒng)全部采用變頻調(diào)速電機(jī)車，電機(jī)車設(shè)置向直流架線饋電功能節(jié)電率按保守的50%計(jì)算，每年節(jié)電費(fèi)可達(dá)102492元，9價(jià)格比較14.5萬(wàn)元（10t電機(jī)車）20.5萬(wàn)元2023/2/528（3）電氣制動(dòng)礦用電機(jī)車除采用機(jī)械（閘瓦）制動(dòng)之外，還采用電氣制動(dòng)。礦用電機(jī)車應(yīng)用最多的電氣制動(dòng)是動(dòng)力制動(dòng)，也稱能耗制動(dòng)。其原理是根據(jù)牽引電動(dòng)機(jī)在一定工作條件下可以轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的可逆性。當(dāng)牽引電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)工作時(shí)，利用列車的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋＿@時(shí)，電流將轉(zhuǎn)變?yōu)橄喾吹姆较颍闺妱?dòng)機(jī)軸上產(chǎn)生制動(dòng)力。動(dòng)力制動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是不從電網(wǎng)吸取電能，線路比較簡(jiǎn)單，同時(shí)產(chǎn)生的機(jī)械沖擊也不大。其缺點(diǎn)是制動(dòng)過(guò)程電動(dòng)機(jī)中有電流通過(guò)，因此電機(jī)繞組的溫度要增高。此外，采用動(dòng)力制動(dòng)不能達(dá)到完全停車，還需使用閘瓦制動(dòng)。4.2.2.1牽引電動(dòng)機(jī)2023/2/5294.2.2.2控制器控制器的用途是：使?fàn)恳妱?dòng)機(jī)與電源接通或斷開；在電動(dòng)機(jī)電路中加入或撤出電阻；改變電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向；在兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的情況下，實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的串聯(lián)或并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)。礦用電機(jī)車的控制器上裝有一個(gè)換向軸和一個(gè)主軸。換向軸用以改變電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，它有向前、停止、向后三個(gè)位置。主軸用以控制電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、調(diào)速和能耗制動(dòng)。主軸和換向軸之間有閉鎖裝置，其作用是：當(dāng)主軸在零位時(shí)，才能轉(zhuǎn)動(dòng)換向軸，以確保電動(dòng)機(jī)在斷電時(shí)換向；換向軸在停止位置時(shí)，主軸不能轉(zhuǎn)動(dòng)，以確保司機(jī)正確選擇開車方向，避免事故。4.2.2礦用電機(jī)車的電氣設(shè)備2023/2/5304.2.2.3受電器受電器（集電弓）是架線式電機(jī)車從架線上取得電能的裝置。礦用電機(jī)車的受電器有沿架線滾動(dòng)的滾動(dòng)輪受電器和沿架線滑動(dòng)的受電器兩種。一般采用滑動(dòng)的雙弓受電器，其主要優(yōu)點(diǎn)是：可以減少架線與受電器之間發(fā)生火花。因?yàn)橐粋€(gè)集電弓離開架線時(shí)，電流可以從另一個(gè)集電弓流過(guò)?；瑒?dòng)受電器的缺點(diǎn)是架線及受電器均受嚴(yán)重磨損。4.2.2.5變阻器變阻器是牽引電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、調(diào)速和能耗制動(dòng)的必要設(shè)備。變阻器的每個(gè)部分是由單獨(dú)的電阻元件集合而成。變阻器置于電阻室中。4.2.2礦用電機(jī)車的電氣設(shè)備2023/2/5314.2.2礦用電機(jī)車的電氣設(shè)備4.2.2.5保護(hù)和照明裝置自動(dòng)開關(guān)是過(guò)流保護(hù)設(shè)備，它安裝在電機(jī)車的受電器和控制器之間。當(dāng)使用電流過(guò)大時(shí)，自動(dòng)開關(guān)動(dòng)作，從而切斷動(dòng)力電路、防止電氣設(shè)備因電流過(guò)大而損壞。此外，還在電機(jī)車上裝有管形熔斷器。架線式電機(jī)車上的照明燈由架線供電，但須在照明電路上安裝降壓電阻，將電壓降為照明燈電壓110V。2023/2/5322023/2/5334.3列車運(yùn)行理論列車運(yùn)行理論是研究作用于列車上的各種力與其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的關(guān)系以及機(jī)車牽引力和制動(dòng)力的產(chǎn)生等問(wèn)題。作用于列車上的各種力與其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的關(guān)系用列車運(yùn)行基本方程式來(lái)表示。列車的運(yùn)行有三種狀態(tài)：（1）牽引狀態(tài)。列車在電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的牽引力作用下，加速啟動(dòng)或克服列車運(yùn)行阻力勻速運(yùn)行；（2）慣性狀態(tài)。牽引電動(dòng)機(jī)電源被切斷，這時(shí)列車靠慣性運(yùn)行，用它貯備的動(dòng)能克服運(yùn)行阻力，一般這種狀態(tài)為減速運(yùn)行；（3）制動(dòng)狀態(tài)。牽引電動(dòng)機(jī)電源被切斷后，列車在電機(jī)車制動(dòng)閘瓦或牽引電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的制動(dòng)力矩作用下，減速運(yùn)行或停車。4.3.1列車運(yùn)行的基本方程式2023/2/5344.3.1.1牽引狀態(tài)下列車運(yùn)行基本方程式列車在牽引狀態(tài)下加速運(yùn)行時(shí)，沿運(yùn)動(dòng)方向作用于列車上的力有電機(jī)車牽引電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的牽引力F、列車運(yùn)行的靜阻力Fj和慣性阻力Fa。根據(jù)力的平衡原理，這三個(gè)力在列車運(yùn)行的任何瞬間都是平衡的，即列車在牽引狀態(tài)下力的平衡方程式為：

（1）靜阻力列車運(yùn)行的靜阻力包括基本阻力、坡道阻力、彎道阻力、道岔阻力及空氣阻力等。對(duì)于礦用電機(jī)車，由于運(yùn)行速度低，后三者都不予考慮。只考慮基本阻力和坡道阻力。（4-1）2023/2/5354.3.1.1牽引狀態(tài)下列車運(yùn)行基本方程式①基本阻力基本阻力是指輪對(duì)的軸頸與軸承之間的摩擦阻力、車輪在軌道上的滾動(dòng)摩擦阻力、輪緣與軌道之間的滑動(dòng)摩擦阻力以及列車在軌道上運(yùn)行時(shí)的沖擊震動(dòng)所引起的附加阻力等。通常基本阻力是通過(guò)試驗(yàn)來(lái)確定的。見表4-1?；咀枇砂聪率接?jì)算：(4-2)式中F0—基本阻力；P—

電機(jī)車質(zhì)量；Q—礦車組質(zhì)量；ω—列車運(yùn)行阻力系數(shù)。2023/2/536表4-1礦車的基本阻力系數(shù)

容積（m3）單個(gè)礦車組成列車重車空車重車空車0.50.0070.0090.0090.0110.7~1.00.0060.0080.0080.0101.2~1.50.0050.0070.0070.00920.00450.0060.0060.00740.0040.0050.0050.006100.00350.0040.0040.0054.3.1.1牽引狀態(tài)下列車運(yùn)行基本方程式2023/2/537②坡道阻力坡道阻力是列車在坡道上運(yùn)行時(shí)，由于列車重力沿坡道傾斜方向的分力而引起的阻力。很明顯，只有當(dāng)列車上坡時(shí)此分力才成為阻力；而下坡時(shí)，此分力則變成列車運(yùn)行的主動(dòng)力。設(shè)β為坡道的傾角，則坡道阻力為：（4-3）在計(jì)算時(shí)，如列車為上坡運(yùn)行，上式右端取“+”號(hào)，如列車為下坡運(yùn)行，則取“-”號(hào)。一般情況下，電機(jī)車運(yùn)行軌道的傾角都很小，因此可以認(rèn)為sinβ=tanβ，而tanβ=i，為軌道坡度。則式（4-3）可簡(jiǎn)化為：（4-4）4.3.1.1牽引狀態(tài)下列車運(yùn)行基本方程式2023/2/538②坡道阻力

一般情況下，電機(jī)車運(yùn)行軌道的傾角都很小，因此可以認(rèn)為sinβ=tanβ，而tanβ=i，為軌道坡度。則式（4-3）可簡(jiǎn)化為：（4-4）4.3.1.1牽引狀態(tài)下列車運(yùn)行基本方程式列車運(yùn)行的靜阻力應(yīng)為基本阻力和坡道阻力之和，即：（4-5）2023/2/539（2）慣性阻力列車在做平移運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，還有電動(dòng)機(jī)的電樞、齒輪以及對(duì)等部件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。為了考慮旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)對(duì)慣性阻力的影響，用慣性系數(shù)來(lái)表達(dá)平移運(yùn)動(dòng)的慣性阻力。因此，慣性阻力可用下式表示：（4-6）式中m—電機(jī)車和礦車組的全部質(zhì)量，m=1000(P+Q),kg；

γ—慣性系數(shù)，礦用電機(jī)車為0.05~0.1；平均取0.075；

a—列車加速度，礦用電機(jī)車一般取0.03~0.05m/s2。

則：（4-7）4.3.1.1牽引狀態(tài)下列車運(yùn)行基本方程式2023/2/540將式（4-5）和式（4-7）代入式（4-1），得到牽引電動(dòng)機(jī)所必須提供的牽引力為：（4-8）上式就是列車在牽引狀態(tài)下的運(yùn)行基本方程式。利用這個(gè)方程式可求出在一定條件下電機(jī)車所必須提供的牽引力，或者根據(jù)電機(jī)車的牽引力求出列車能牽引的礦車數(shù)。4.3.1.1牽引狀態(tài)下列車運(yùn)行基本方程式2023/2/5414.3.1.2慣性狀態(tài)下列車運(yùn)行方程式在慣性狀態(tài)下，電機(jī)車牽引電動(dòng)機(jī)斷電，牽引力為零，列車依靠斷電前所具有的動(dòng)能或慣性繼續(xù)運(yùn)行。在這種情況下，列車除了受到靜阻力Fj以外，還受到由于減速度所產(chǎn)生的慣性阻力Fa。Fa與列車運(yùn)行方向相同，正是Fa使列車?yán)^續(xù)運(yùn)行。慣性狀態(tài)下列車力的平衡方程式為：（4-9）即：2023/2/5424.3.1.2慣性狀態(tài)下列車運(yùn)行方程式（4-10）上坡運(yùn)行時(shí)取“+”號(hào)，下坡時(shí)取“-”號(hào)。由此可見，當(dāng)列車運(yùn)行阻力系數(shù)為一定時(shí)，慣性狀態(tài)的減速度取決于軌道坡度的大小和上下坡。上坡時(shí)減速度始終保持正值，直到停車為止。下坡時(shí)，如i＜ω，則為正值即仍為減速運(yùn)行，直到停車，如i＞ω，則變?yōu)樨?fù)值，此時(shí)不再是減速而是加速運(yùn)行了?？梢姡瑧T性狀態(tài)是很不可靠的，操作時(shí)應(yīng)予以特別注意。計(jì)算可得：2023/2/5434.3.1.3制動(dòng)狀態(tài)下列車運(yùn)行方程式在制動(dòng)狀態(tài)下，牽引電動(dòng)機(jī)斷電，牽引力等于零，并利用機(jī)械或電氣制動(dòng)裝置施加一個(gè)制動(dòng)力B。這個(gè)制動(dòng)力與列車運(yùn)行方向相反，在力的平衡方程式中應(yīng)為負(fù)值，與基本阻力的性質(zhì)和方向一致。在制動(dòng)力和靜阻力作用下，列車必定產(chǎn)生減速度。此時(shí)，慣性阻力Fa卻與運(yùn)行方向一致，即為正值。則制動(dòng)狀態(tài)下力的平衡方程式為：(4-11)即：(4-12)且：式中

Fa——減速時(shí)的慣性阻力；b——制動(dòng)時(shí)的減速度。2023/2/544將式（4-5）及式（4-11）代入式（4-12），得到制動(dòng)狀態(tài)下列車運(yùn)行方程式為：(4-13)利用式（4-13）可以求出在一定條件下制動(dòng)裝置必須產(chǎn)生的制動(dòng)力；或者已知制動(dòng)力，可求出減速度及制動(dòng)距離。4.3.1.3制動(dòng)狀態(tài)下列車運(yùn)行方程式2023/2/5454.3.2電機(jī)車的牽引力圖4-8電機(jī)車牽引狀態(tài)主動(dòng)輪受力分析主動(dòng)輪對(duì)得到一個(gè)轉(zhuǎn)矩M以后，軌面對(duì)接觸點(diǎn)o產(chǎn)生了一個(gè)摩擦反力F0，它的方向與列車運(yùn)行方向相同。正是這個(gè)摩擦反力F0克服了列車的運(yùn)行阻力Fc而使列車向前做平移運(yùn)行。對(duì)于電機(jī)車來(lái)說(shuō)，F(xiàn)c是牽引列車向前運(yùn)行的外力，稱為牽引力或輪緣牽引力。2023/2/546無(wú)論是電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，還是粘著力都不能無(wú)限制地增大。電動(dòng)機(jī)輸出的牽引力（由轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換成的輪緣牽引力）受到電動(dòng)機(jī)溫升條件的限制。至于粘著力，它本質(zhì)上是摩擦力，受到摩擦條件或者叫做粘著條件的限制。單個(gè)主動(dòng)輪對(duì)能夠產(chǎn)生的最大輪緣牽引力為(4-14)式中：P0——電機(jī)車的粘著質(zhì)量，即電機(jī)車總質(zhì)量作用在該主動(dòng)輪對(duì)上的那一部分質(zhì)量；ψ——電機(jī)車的粘著系數(shù)。見表4-2。4.3.2電機(jī)車的牽引力2023/2/547為了使主動(dòng)輪對(duì)的輪緣同軌面的接觸點(diǎn)在軌面不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，該主動(dòng)輪對(duì)產(chǎn)生的輪緣牽引力F0應(yīng)滿足：這就是單個(gè)輪對(duì)的粘著條件。整臺(tái)電機(jī)車的粘著條件是:(4-15)(4-16)式中F為電機(jī)車為克服列車運(yùn)行阻力所必須提供的牽引力。表4-2電機(jī)車的粘著系數(shù)工作狀況啟動(dòng)時(shí)撒砂啟動(dòng)時(shí)運(yùn)行時(shí)制動(dòng)時(shí)ψ值

0.20.250.150.17~0.204.3.2電機(jī)車的牽引力2023/2/5484.3.3電機(jī)車的制動(dòng)力列車的制動(dòng)力是使運(yùn)行著的列車減速或停車的一種人為阻力。在井下電機(jī)車運(yùn)輸中，一般只是機(jī)車有制動(dòng)裝置，礦車沒(méi)有制動(dòng)裝置，故列車的制動(dòng)力只按機(jī)車的制動(dòng)情況來(lái)考慮。機(jī)械制動(dòng)（閘瓦制動(dòng)）力是由閘瓦施加在輪面上的壓力而產(chǎn)生的。制動(dòng)運(yùn)行時(shí)，作用在機(jī)車上的力有慣性動(dòng)力、靜阻力和制動(dòng)力。圖4-9電機(jī)車的制動(dòng)力2023/2/549在T0的作用下，車輪受到一個(gè)逆時(shí)針?lè)较虻霓D(zhuǎn)矩。在這一轉(zhuǎn)矩作用下，車輪輪緣上同軌面的接觸點(diǎn)o有沿軌面向前滑動(dòng)的趨勢(shì)。因而軌面對(duì)輪緣將產(chǎn)生一個(gè)切向靜摩擦力B0，它的方向與車輪旋轉(zhuǎn)方向相同。由此可見，B0就是電機(jī)車一個(gè)制動(dòng)輪所產(chǎn)生的制動(dòng)力。在B0和靜阻力Fj的作用下，輪對(duì)即列車減速運(yùn)行，減速度為b，慣性動(dòng)力是Fa。Bo、Fj及Fa三個(gè)力正好平衡。當(dāng)T0增大時(shí)B0相應(yīng)地增大，因而減速度也增加，使列車能較快地制動(dòng)住。圖4-9電機(jī)車的制動(dòng)力4.3.3電機(jī)車的制動(dòng)力2023/2/550制動(dòng)力B0受粘著條件的限制。整臺(tái)電機(jī)車能夠產(chǎn)生的最大制動(dòng)力為：

Pz——整臺(tái)電機(jī)車的制動(dòng)質(zhì)量，對(duì)于全部輪對(duì)均裝有制動(dòng)閘的電機(jī)車，此質(zhì)量即為電機(jī)車總質(zhì)量；ψ——制動(dòng)狀態(tài)下電機(jī)車的粘著系數(shù)。如果閘瓦的壓力N1繼續(xù)增加，以致使整個(gè)電機(jī)車的制動(dòng)力超過(guò)Bmax的數(shù)值，即車輪被抱死不能滾動(dòng)，而列車由于慣性的作用不能立即停止，被抱死的車輪就必然在鋼軌上向前滑動(dòng)。這種現(xiàn)象是不允許的。因?yàn)檫@種現(xiàn)象不僅使輪面產(chǎn)生不均勻的磨損，而且制動(dòng)力約減少一半，制動(dòng)減速度大大降低，制動(dòng)距離卻增大了。因?yàn)檐囕唽?duì)鋼軌的動(dòng)摩擦系數(shù)比粘著系數(shù)小。因此，閘瓦壓力不能過(guò)大，合理的閘瓦壓力應(yīng)使制動(dòng)力為：（4-18）4.3.3電機(jī)車的制動(dòng)力（4-17）2023/2/551ABS簡(jiǎn)介“ABS”（Anti-lockedBrakingSystem）中文譯為“防抱死剎車系統(tǒng)”.它是一種具有防滑、防鎖死等優(yōu)點(diǎn)的汽車安全控制系統(tǒng)。ABS是常規(guī)剎車裝置基礎(chǔ)上的改進(jìn)型技術(shù)，可分機(jī)械式和電子式兩種?！白詣?dòng)防抱死剎車”的原理：在遭遇緊急情況時(shí)，未安裝ABS系統(tǒng)的車輛來(lái)不及分段緩剎只能立刻踩死。由于車輛沖刺慣性，瞬間可能發(fā)生側(cè)滑、行駛軌跡偏移與車身方向不受控制等危險(xiǎn)狀況！而裝有ABS系統(tǒng)的車輛在車輪即將達(dá)到抱死臨界點(diǎn)時(shí)，剎車在一秒內(nèi)可作用60至120次，相當(dāng)于不停地剎車、放松，即相似于機(jī)械自動(dòng)化的“點(diǎn)剎”動(dòng)作。此舉可避免緊急剎車時(shí)方向失控與車輪側(cè)滑，同時(shí)加大輪胎摩擦力，使剎車效率達(dá)到90％以上。2023/2/552世界上第一臺(tái)防抱死制動(dòng)系統(tǒng)ABS(Ant-ilockBrakeSystem)，在1950年問(wèn)世，首先被應(yīng)用在航空領(lǐng)域的飛機(jī)上，1968年開始研究在汽車上應(yīng)用。70年代，由于歐美七國(guó)生產(chǎn)的新型轎車的前輪或前后輪開始采用盤式制動(dòng)器，促使了ABS在汽車上的應(yīng)用。1980年后，電腦控制的ABS逐漸在歐洲、美國(guó)及亞洲日本的汽車上迅速擴(kuò)大。1993年，美國(guó)在轎車上安裝ABS已達(dá)46%，現(xiàn)今在世界各國(guó)生產(chǎn)的轎車中有近85%的轎車應(yīng)用ABS。ABS簡(jiǎn)介2023/2/553如果閘瓦最大總壓力為Nmax，總摩擦力為Tmax，對(duì)于整臺(tái)電機(jī)車來(lái)說(shuō)，有：（4-19）4.3.3電機(jī)車的制動(dòng)力對(duì)整臺(tái)電機(jī)車來(lái)說(shuō)，有：（4-20）把式（4-16）及式（4-19）代入式（4-20），可求得：（4-21）（4-22）或：式中，δ為閘壓系數(shù)?？紤]到對(duì)于鑄鐵閘瓦，φ≤0.18~0.20，ψ=0.13~0.17，故δ=0.72~0.94，為了保證車輪不被抱死，δ不應(yīng)超過(guò)0.9。2023/2/5544.4電機(jī)車運(yùn)輸計(jì)算4.4.1電機(jī)車的選擇選擇電機(jī)車時(shí)應(yīng)考慮運(yùn)輸量，采礦方法，裝礦點(diǎn)的集中與分散情況，運(yùn)輸距離和車型的特殊要求等因素。電機(jī)車噸位的選擇見第1章表1-2若裝礦點(diǎn)較分散、溜井貯量小時(shí)，應(yīng)選用多臺(tái)小噸位電機(jī)車；若裝礦點(diǎn)集中、貯礦量大和運(yùn)距較長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)選用較大噸位電機(jī)車。因階段運(yùn)輸量和供礦條件不同，必要時(shí)可選兩種型號(hào)電機(jī)車。當(dāng)采用雙機(jī)牽引時(shí)，應(yīng)為兩臺(tái)同型號(hào)電機(jī)車。專為掘進(jìn)中段用時(shí)應(yīng)選小噸位電機(jī)車。在運(yùn)距長(zhǎng)、運(yùn)量大的平巷，選用大噸位電機(jī)車運(yùn)輸?shù)耐瑫r(shí)，還應(yīng)考慮運(yùn)輸人員、材料和線路維修等需要，配備小噸位電機(jī)車。電機(jī)車運(yùn)輸計(jì)算的主要內(nèi)容是：確定電機(jī)車牽引的礦車數(shù)；計(jì)算需要的電機(jī)車臺(tái)數(shù)。2023/2/5554.4.2原始資料電機(jī)車運(yùn)輸計(jì)算所需要的原始資料是：設(shè)計(jì)班產(chǎn)量；運(yùn)輸距離；線路平面圖和縱斷面圖（井下線路平面及縱斷面比較簡(jiǎn)單時(shí)，只要知道裝車站位置，線路平均坡度，最大坡度即可）；擬采用的電機(jī)車及礦車規(guī)格性能；每班需運(yùn)人員、材料、設(shè)備等的列車數(shù)。設(shè)計(jì)班產(chǎn)量：設(shè)計(jì)班產(chǎn)量是按班平均生產(chǎn)率Ab（t/班）乘以運(yùn)輸不均衡系數(shù)C來(lái)確定即：（4-23）運(yùn)輸不均衡系數(shù)主要決定于礦井產(chǎn)量的不均衡或出礦量的不均衡，同時(shí)還與裝車方式、供礦條件、采礦方法等有很大關(guān)系。對(duì)于厚礦體，有大量存礦的，C取1.2~1.25；小礦山，班產(chǎn)量不大，無(wú)貯礦量的，C取1.3。

電機(jī)車的運(yùn)輸能力應(yīng)大于或等于設(shè)計(jì)班產(chǎn)量，以保證按時(shí)完成運(yùn)輸任務(wù)。2023/2/5564.4.2原始資料運(yùn)輸距離：當(dāng)電機(jī)車運(yùn)輸同時(shí)服務(wù)于兩個(gè)或更多個(gè)裝車站時(shí)，其運(yùn)輸距離應(yīng)按加權(quán)平均運(yùn)輸距離計(jì)算。加權(quán)平均運(yùn)輸距離由下式計(jì)算：（4-24）在選定電機(jī)車及礦車型號(hào)以后，便可以根據(jù)運(yùn)輸條件來(lái)確定電機(jī)車牽引的礦車數(shù)，即電機(jī)車的牽引重量。電機(jī)車的牽引重量計(jì)算按三個(gè)條件來(lái)進(jìn)行，這三個(gè)條件分別是：電機(jī)車的啟動(dòng)條件；牽引電動(dòng)機(jī)的允許溫升條件及列車的制動(dòng)條件。按這三個(gè)條件計(jì)算的結(jié)果取其中的最小值來(lái)計(jì)算電機(jī)車的牽引重量。2023/2/5574.4.3

確定電機(jī)車牽引的礦車數(shù)（1）按電機(jī)車的啟動(dòng)條件計(jì)算牽引重量按電機(jī)車的啟動(dòng)條件計(jì)算牽引重量時(shí)，必須考慮到井下運(yùn)輸過(guò)程中最困難的情況，即電機(jī)車可能牽引重車組沿上坡啟動(dòng)。一般來(lái)說(shuō)井下運(yùn)輸?shù)闹亓熊嚩际窍缕碌模窃谀承┮馔馇闆r下（如巷道或軌道發(fā)生故障時(shí)）重列車需要沿上坡啟動(dòng)。由牽引狀態(tài)下列車運(yùn)行基本方程式：(4-25)2023/2/558為了保證電機(jī)車啟動(dòng)時(shí)車輪不滑動(dòng)，電機(jī)車的牽引力不應(yīng)超過(guò)最大粘著力為：(4-26)(4-27)可得，重列車沿上坡啟動(dòng)時(shí)，電機(jī)車應(yīng)給出的牽引力為：2023/2/559即電機(jī)車的牽引重量為：(4-28)——重列車啟動(dòng)時(shí)的阻力系數(shù)；Pn——電機(jī)車的粘著質(zhì)量；——電機(jī)車啟動(dòng)時(shí)的加速度，一般取0.03~0.05m/s2。Ψ——電機(jī)車啟動(dòng)時(shí)的粘著系數(shù)。2023/2/560（2）按牽引電動(dòng)機(jī)的溫升條件計(jì)算牽引重量按電動(dòng)機(jī)的溫升條件，實(shí)質(zhì)上就是按照電動(dòng)機(jī)的等值電流不超過(guò)長(zhǎng)時(shí)電流的條件。直流串激電動(dòng)機(jī)由于磁飽和的關(guān)系，正常工作時(shí)牽引力和電流是成正比的，即其比例關(guān)系是一條直線，只是在低負(fù)荷時(shí)才成拋物線狀。因此，可以按等值牽引力不超過(guò)長(zhǎng)時(shí)牽引力的條件確定牽引重量。與等值電流的計(jì)算方法一樣，等值牽引力也可以用均方根法來(lái)求得：式中：

Fd——電機(jī)車的等值牽引力，N；Fz——電機(jī)車牽引重車時(shí)的牽引力，N；

Fk——電機(jī)車牽引空車時(shí)的牽引力，N；tz——重列車的運(yùn)行時(shí)間，min；

tk——空列車的運(yùn)行時(shí)間，min；Ty——列車總的運(yùn)行時(shí)間，Ty=tz+tk，min；

θ——停車及調(diào)車時(shí)間，包括在車場(chǎng)調(diào)車、裝卸車作業(yè)、讓車和意外耽誤時(shí)間等，一般取20~25min；

α——調(diào)車系數(shù)，即考慮調(diào)車時(shí)牽引電動(dòng)機(jī)工作的系數(shù)，其大小與運(yùn)輸距離有關(guān)。運(yùn)距小于1000m時(shí)取1.4；運(yùn)距為1000~2000m時(shí)取1.25；運(yùn)距大于2000m時(shí)取1.15。2023/2/561為了使計(jì)算進(jìn)一步簡(jiǎn)化，假定列車是在理想的等阻坡度上運(yùn)行。（4-29）而：（4-30）由式（4-22）、（4-23）得：（4-31）為了使?fàn)恳妱?dòng)機(jī)溫升不超過(guò)允許溫升，電機(jī)車的等值牽引力Fd應(yīng)小于長(zhǎng)時(shí)牽引力Fch，即：（4-32）將式（4-26）代入式（4-25）中，即得按牽引電動(dòng)機(jī)溫升條件計(jì)算的牽引重量為：（4-33）等速運(yùn)行時(shí)列車運(yùn)行時(shí)間可用下式計(jì)算：式中：L——加權(quán)平均運(yùn)輸距離，km；

vp——列車平均運(yùn)行速度，vp=0.75vch，m/s；vch為電機(jī)車的長(zhǎng)時(shí)運(yùn)行速度，m/s。2023/2/563（3）按制動(dòng)條件計(jì)算牽引重量按制動(dòng)條件確定電機(jī)車的牽引重量時(shí)，必須按最不利情況即下坡制動(dòng)來(lái)計(jì)算。設(shè)列車開始制動(dòng)時(shí)的速度等于電機(jī)車的長(zhǎng)時(shí)速度vch，則制動(dòng)時(shí)的減速度為：（4-34）電機(jī)車牽引重車組沿直線軌道下坡制動(dòng)時(shí)所必須的制動(dòng)力：（4-35）而：得：按制動(dòng)條件計(jì)算機(jī)車牽引重量的公式：（4-36）2023/2/564按上述三個(gè)條件分別計(jì)算牽引重量以后，應(yīng)取三者中的最小值來(lái)計(jì)算車組中的礦車數(shù)。車組中的礦車數(shù)可由下式求得：（說(shuō)明：在多數(shù)情況下，按制動(dòng)條件求得的電機(jī)車牽引重量小于按其他兩個(gè)條件求得的值，在這種情況下，為了不因減少牽引重量而使每列車中礦車數(shù)過(guò)少，可以采用這樣的辦法：在重列車下坡時(shí)兩臺(tái)牽引電動(dòng)機(jī)由并聯(lián)改為串聯(lián)運(yùn)行，使?fàn)恳妱?dòng)機(jī)電壓降低一半以降低運(yùn)行速度；或者每隔一定時(shí)間切斷電源，以改善制動(dòng)條件。）（4-37）2023/2/5654.4.4電機(jī)車牽引礦車數(shù)的驗(yàn)算按上述方法確定了電機(jī)車牽引重量后，還要驗(yàn)算實(shí)際的電動(dòng)機(jī)的溫升和列車制動(dòng)距離。即在平均坡度上且在最長(zhǎng)距離運(yùn)行時(shí)，驗(yàn)算其等值電流是否超過(guò)長(zhǎng)時(shí)電流。并且按實(shí)際運(yùn)行速度和實(shí)際所得到的減速度驗(yàn)算制動(dòng)距離是否符合安全規(guī)定。（1）驗(yàn)算實(shí)際電動(dòng)機(jī)溫升按在平均坡度ip及最長(zhǎng)運(yùn)輸距離Lmax來(lái)驗(yàn)算。首先計(jì)算出牽引重列車和空列車達(dá)到全速穩(wěn)態(tài)時(shí)電機(jī)車的牽引力：每臺(tái)牽引電動(dòng)機(jī)的牽引力：2023/2/566根據(jù)和查牽引電動(dòng)機(jī)的特性曲線（圖4-10或圖4-11）可得重列車運(yùn)行時(shí)的電動(dòng)機(jī)電流Iz(A)及速度vz(m/s)、重列車平均運(yùn)行速度vzp=0.75vz(m/s)；空列車運(yùn)行時(shí)的電動(dòng)機(jī)電流Ik(A)及速度vk(m/s)、空列車平均運(yùn)行速度vkp=0.75vk(m/s)。重列車及空列車以其平均運(yùn)行速度在最長(zhǎng)運(yùn)輸距離上的運(yùn)行時(shí)間為：4.4.4電機(jī)車牽引礦車數(shù)的驗(yàn)算2023/2/567一個(gè)運(yùn)輸循環(huán)的牽引電動(dòng)機(jī)的等值電流值：（4-38）如果電動(dòng)機(jī)的等值電流值不超過(guò)它的長(zhǎng)時(shí)電流值，即Id≤Ich，則電動(dòng)機(jī)的等值電流不會(huì)發(fā)熱到超過(guò)它的允許溫升，故符合要求。如果Id＞Ich，則需減少車組中的礦車數(shù)，并重新進(jìn)行計(jì)算，直到等值電流不超過(guò)長(zhǎng)時(shí)電流為止。4.4.4電機(jī)車牽引礦車數(shù)的驗(yàn)算2023/2/568（2）驗(yàn)算制動(dòng)距離按重列車長(zhǎng)時(shí)運(yùn)行速度vch及最大制動(dòng)減速度驗(yàn)算制動(dòng)距離。重列車下坡制動(dòng)時(shí)，電機(jī)車的制動(dòng)力為：而電機(jī)車按粘著條件能夠給出的最大制動(dòng)力為：令B=Bmax，則可求得制動(dòng)時(shí)的減速度為：4.4.4電機(jī)車牽引礦車數(shù)的驗(yàn)算2023/2/569故，機(jī)車實(shí)際制動(dòng)距離為：（4-39）制動(dòng)距離不能超過(guò)40m，若超過(guò)40m，可采用限制列車速度或減少列車牽引的礦車數(shù)等措施來(lái)解決。而：4.4.4電機(jī)車牽引礦車數(shù)的驗(yàn)算2023/2/5704.4.5電機(jī)車臺(tái)數(shù)的確定礦井（或某階段）所需電機(jī)車臺(tái)數(shù)與礦井生產(chǎn)時(shí)期有關(guān)。是供電設(shè)備選擇及供電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的依據(jù)。（1）列車往返一次所需要的時(shí)間（4-40）

θ——列車往返一次的調(diào)車和休止時(shí)間，min。2023/2/571（2）一臺(tái)電機(jī)車在一個(gè)班內(nèi)可能往返的次數(shù)（4-41）tb——電機(jī)車每班工作小時(shí)數(shù)，取6~6.5h。次（3）電機(jī)車完成每班運(yùn)輸量需要的往返次數(shù)（4-42）次

Ab——礦井每班運(yùn)輸量，t/班；

C——運(yùn)輸不均衡系數(shù)，C=1.2~1.3；

G——礦車的有效載重，t。4.4.5電機(jī)車臺(tái)數(shù)的確定2023/2/572（5）需要的工作電機(jī)車臺(tái)數(shù)臺(tái)（6）需要的電機(jī)車總數(shù)為臺(tái)（4）每班運(yùn)輸廢石、人員、材料設(shè)備等所需的往返次數(shù)m2,可按各個(gè)礦山具體情況決定。4.4.5電機(jī)車臺(tái)數(shù)的確定2023/2/5734.5電機(jī)車的使用在駕駛電機(jī)車過(guò)程中，司機(jī)必須嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，熟悉運(yùn)行線路。列車進(jìn)入曲線半徑小的彎道前必須切斷電源，進(jìn)入彎道后才能重新接通。必須在切斷電源之后才能制動(dòng)，制動(dòng)時(shí)應(yīng)使制動(dòng)力平穩(wěn)增加但又不能將車輪抱死。砂箱中必須經(jīng)常有足夠的小粒干沙，在發(fā)現(xiàn)車輪打滑時(shí)，司機(jī)應(yīng)及時(shí)向軌面撒砂。在電機(jī)車工作過(guò)程中，司機(jī)應(yīng)注意軸箱是否過(guò)熱，如果軸箱溫度超過(guò)60℃時(shí)，必須停止運(yùn)行。當(dāng)發(fā)現(xiàn)電機(jī)車有嚴(yán)重故障而又處理不了時(shí)，司機(jī)應(yīng)立即把機(jī)車開回車庫(kù)檢修。2023/2/5744.5.1提高電機(jī)車運(yùn)輸能力的主要措施（1）推廣“遠(yuǎn)程多拉快跑，近程少拉勤跑”的經(jīng)驗(yàn)遠(yuǎn)程多拉快跑可提高電機(jī)車的利用率；近程少拉勤跑可提高礦車的周轉(zhuǎn)率。如裝車速度很快，則首先考慮多拉快跑。（2）提高行車速度為了提高行車速度，應(yīng)設(shè)法減少線路電壓降；加強(qiáng)軌路維修使之符合技術(shù)要求；適當(dāng)調(diào)整線路坡度，盡量避免線路的過(guò)多起伏。（3）采用先進(jìn)的信號(hào)、集中、閉鎖裝置。（4）加強(qiáng)調(diào)度工作的計(jì)劃性，提高調(diào)度員的業(yè)務(wù)能力。（5）嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，加強(qiáng)電機(jī)車的維修工作，保證電機(jī)車經(jīng)常處于良好運(yùn)行狀態(tài)。（6）做好礦車的清底工作和礦車的維修工作。2023/2/5754.5.2電機(jī)車的維修電機(jī)車的維修包括日常維護(hù)和計(jì)劃?rùn)z修。日常維護(hù)是每天或每班對(duì)電機(jī)車按規(guī)定內(nèi)容進(jìn)行檢查、調(diào)整、潤(rùn)滑、清洗、處理小故障。計(jì)劃?rùn)z修是根據(jù)電機(jī)車各零、部件的磨損周期和壽命及生產(chǎn)實(shí)際情況，制定出小修、中修和大修的周期和內(nèi)容，按計(jì)劃進(jìn)行檢修。電機(jī)車的小修一般每隔1～1.5個(gè)月進(jìn)行一次，中修每隔6個(gè)月（三班工作制）或9個(gè)月（兩班工作制）進(jìn)行一次，大修是每隔2年（三班工作制）或3年（兩班工作制）進(jìn)行一次。計(jì)劃?rùn)z修時(shí)，一般對(duì)電機(jī)車的部件或整機(jī)進(jìn)行部分或全部解體檢查、調(diào)整、清洗，更換已到使用壽命的易損件，處理故障和隱患。大、中修后的電機(jī)車，須經(jīng)巷道內(nèi)的試運(yùn)行才能投入生產(chǎn)運(yùn)行。礦山設(shè)計(jì)主要工作：地質(zhì)工程采礦礦山機(jī)械總圖運(yùn)輸給排水、電力與節(jié)能、土建、環(huán)境保護(hù)、安全、投資概算等2023/2/576實(shí)例分析與計(jì)算某礦主要運(yùn)輸水平有三個(gè)裝車站，裝車站每班出礦量各為：A1=3430kN，A2=1960kN，A3=1470kN；裝車站到卸礦點(diǎn)距離各為：L1=2000m，L2=2500m，L3=3000m。每班運(yùn)輸廢石、人員、材料設(shè)備等所需循環(huán)次數(shù)m2=4次。線路平均坡度為i=3.0‰。現(xiàn)假設(shè)裝、卸車及調(diào)車時(shí)間為20min；列車不在彎道啟動(dòng)；班工作時(shí)間為6.5h。2023/2/577實(shí)例分析與計(jì)算

2023/2/578實(shí)例分析與計(jì)算

2023/2/579實(shí)例分析與計(jì)算

2023/2/580實(shí)例分析與計(jì)算2023/2/581實(shí)例分析與計(jì)算故：2023/2/582實(shí)例分析與計(jì)算

2023/2/583實(shí)例分析與計(jì)算

2023/2/584實(shí)例分析與計(jì)算

2023/2/585實(shí)例分析與計(jì)算（4）驗(yàn)算實(shí)際電動(dòng)機(jī)溫升

故，每臺(tái)牽引電動(dòng)機(jī)的牽引力：2023/2/586實(shí)例分析與計(jì)算（4）驗(yàn)算實(shí)際電動(dòng)機(jī)溫升。

由電動(dòng)機(jī)特性曲線查得重、空列車運(yùn)行時(shí)的電動(dòng)機(jī)電流、速度并計(jì)算平均運(yùn)行速度為：

2023/2/587實(shí)例分析與計(jì)算（4）驗(yàn)算實(shí)際電動(dòng)機(jī)溫升。

重、空列車以其平均運(yùn)行速度在最長(zhǎng)的運(yùn)輸距離上的運(yùn)行時(shí)間為：

2023/2/588實(shí)例分析與計(jì)算一個(gè)運(yùn)輸循環(huán)的牽引電動(dòng)機(jī)的等值電流值：

查表得牽引電動(dòng)機(jī)的長(zhǎng)時(shí)電流Ich=34A。因Id<Ich，所以電動(dòng)機(jī)的等值電流不會(huì)超過(guò)它的溫升，即可行。2023/2/589實(shí)例分析與計(jì)算

2023/2/590實(shí)例分析與計(jì)算（二）確定電機(jī)車臺(tái)數(shù)（1）計(jì)算電機(jī)車加權(quán)平均運(yùn)算距離（2）計(jì)算列車往返一次所需要的時(shí)間2023/2/591實(shí)例分析與計(jì)算（3）一臺(tái)電機(jī)車在一個(gè)班內(nèi)可能的往返次數(shù)（4）電機(jī)車完成每班運(yùn)輸量需要的往返次數(shù)2023/2/592實(shí)例分析與計(jì)算（5）需要的電機(jī)車工作臺(tái)數(shù)（6）電機(jī)車總臺(tái)數(shù)課后作業(yè)2023/2/593

課后作業(yè)一、計(jì)算資料（1）運(yùn)輸距離

空車平均運(yùn)距為0.82km，重車運(yùn)距為0.82km。（2）運(yùn)輸線路平均坡度：i=3.0‰，重車下坡運(yùn)行，空車上坡運(yùn)行。（3）年工作制度：

300d/a，每天2班，每班8小時(shí)；蓄電池式電機(jī)車按每日兩班生產(chǎn)，每班有效工作時(shí)間6h。2023/2/594課后作業(yè)（4）礦車：

選用0.7m3翻斗式礦車。容積0.7m3，載重1.75t，自重0.71t，長(zhǎng)×寬×高=1650×980×1200（mm），軌距600mm。最大牽引力59kN，卸載角度40°，聯(lián)接器形式：?jiǎn)苇h(huán)鏈。牽引高度320mm。2023/2/595課后作業(yè)二、電機(jī)車選型

選用蓄電池式工礦電機(jī)車XK2.5-6/48型，整備重量2.5t，軌距600mm，小時(shí)制牽引力2.55kN，速度4.51km/h，最大牽引力6.13kN，直流電壓48V，牽引電機(jī)功率（kW）×臺(tái)數(shù)：3.5×1，總長(zhǎng)2330mm，車架寬914mm，軌面距頂棚高1550mm，牽引高320mm。軸距650mm，輪徑φ460mm，最小曲線半徑5m。2023/2/596露天礦鐵路運(yùn)輸學(xué)習(xí)重點(diǎn)：一、露天礦鐵路運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)和適用條件二、運(yùn)輸線路分類及其技術(shù)等級(jí)三、鐵路車站基本概念四、鐵路信號(hào)設(shè)備2023/2/597一、露天礦鐵路運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)和適用條件鐵路運(yùn)輸是露天開采主要運(yùn)輸方式之一，尤其在場(chǎng)外遠(yuǎn)距離、大運(yùn)量的物料輸送，軌道運(yùn)輸仍然是重要的運(yùn)輸方式。1、主要優(yōu)點(diǎn)（1）運(yùn)輸能力達(dá)（2）節(jié)能環(huán)保（3）成本低（4）堅(jiān)固可靠（5）能和國(guó)有鐵路直接辦理行車業(yè)務(wù)2023/2/5982、主要缺點(diǎn)（1）投資大，建設(shè)速度慢、周期長(zhǎng)（2）爬坡能力?。?）對(duì)線路坡度、平曲線半徑要求較高、靈活性差（4）線路系統(tǒng)和運(yùn)輸組織工作復(fù)雜（5）線路工程和輔助工作量大，露天開采的年下降速度比其它運(yùn)輸方式低2023/2/599一、露天礦鐵路運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)和適用條件3、適用條件鐵路運(yùn)輸適用于儲(chǔ)量大、面積廣、運(yùn)距長(zhǎng)（超過(guò)5~6km）的露天礦和礦山專用線路。4、發(fā)展趨勢(shì)（1）采用粘著質(zhì)量150t電機(jī)車和100~200t自翻車；（2）采用超過(guò)一萬(wàn)伏的交流電機(jī)車；（3）線路工程全面機(jī)械化，實(shí)現(xiàn)遙控和運(yùn)輸系統(tǒng)自動(dòng)化。2023/2/5100一、露天礦鐵路運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)和適用條件二、線路分類及其技術(shù)等級(jí)1、鐵路運(yùn)輸基本設(shè)備

鐵路運(yùn)輸設(shè)備是鐵路完成運(yùn)輸任務(wù)的物質(zhì)基礎(chǔ)，主要包括：（1）鐵路線路及站場(chǎng)：是鐵路運(yùn)行的基礎(chǔ)和辦理客貨運(yùn)輸?shù)幕亍＃?）機(jī)車及各種類型的車輛：機(jī)車和車輛編組構(gòu)成列車。（3）鐵路信號(hào)及通信設(shè)備：鐵路運(yùn)輸?shù)亩俊?023/2/5101二、線路分類及其技術(shù)等級(jí)2、露天礦鐵路線路的分類采礦作業(yè)位置隨工程和時(shí)間的推移而不斷變化，采掘線、排土場(chǎng)翻車線經(jīng)常移動(dòng)，占露天礦線路總量的40-50%。

固定線路---露天礦運(yùn)輸干線、站線、非工作幫上的干線，輔助企業(yè)（機(jī)修廠等等）專用線及聯(lián)絡(luò)線。

半固定線路---采場(chǎng)移動(dòng)干線（包括站線），平盤聯(lián)絡(luò)線路。使用年限三年，按固定線路考慮。

移動(dòng)線路---工作面采掘線及排土場(chǎng)翻車線。2023/2/5102二、線路分類及其技術(shù)等級(jí)3、露天礦鐵路線路分級(jí)分級(jí)依據(jù)：運(yùn)量、行駛機(jī)車車輛類型及運(yùn)行速度。在線路設(shè)計(jì)中，露天礦線路等級(jí)的劃分以設(shè)計(jì)最大通過(guò)運(yùn)量和列車次數(shù)作為主要依據(jù)。僅對(duì)固定線路和半固定線路進(jìn)行分級(jí)。移動(dòng)線路不分級(jí)。2023/2/5103二、線路分類及其技術(shù)等級(jí)3、露天礦鐵路線路分級(jí)2023/2/5104等級(jí)指標(biāo)準(zhǔn)軌窄軌900762600I年運(yùn)量（萬(wàn)噸/年）通過(guò)列車對(duì)數(shù)（次/晝夜）＞800＞100＞150100-150II年運(yùn)量（萬(wàn)噸/年）通過(guò)列車對(duì)數(shù)（次/晝夜）400-80050-100150-10050-10030-50III年運(yùn)量（萬(wàn)噸/年）通過(guò)列車對(duì)數(shù)（次/晝夜）＜400＜50＜100＜50＜30三、鐵路車站基本概念1、車站（配線）車站：露天礦車站按用途分為礦山站、排土站、破碎站、工業(yè)場(chǎng)地站等。車站線路分為正線、站線與特別用途線。（1）正線：連接并貫穿車站的線路；（2）站線到發(fā)線：除正線外，另行指定列車到達(dá)或出發(fā)的線路；調(diào)車線：列車編組解體所用的線路；牽出線：調(diào)車作業(yè)中，為不妨礙發(fā)車而設(shè)的線路；裝卸線：為辦理裝卸貨載而設(shè)的線路；（3）特別用途線：安全線、避難線等。2023/2/5105三、鐵路車站基本概念2、車站股道、道岔的編號(hào)（1）行車方向的規(guī)定：以列車去采礦場(chǎng)為上行，離開采礦場(chǎng)為下行（2）正線和站線的編號(hào)：正線為單線時(shí)：由靠近站房的股道為起點(diǎn)，順序編號(hào)，正線用羅馬數(shù)字，站線用阿拉伯?dāng)?shù)字正線為復(fù)線時(shí)：從正線起順序編號(hào)，上行為偶數(shù)，下行為奇數(shù)。（3）道岔編號(hào)：用阿拉伯?dāng)?shù)字編號(hào)，以站房中心來(lái)分，上行一端用偶數(shù)，下行一端用奇數(shù)。

2023/2/51062、車站股道、道岔的編號(hào)三、鐵路車站基本概念2023/2/5107車站示意圖上行方向712III456站坪13759211846103、分界點(diǎn)與區(qū)間通過(guò)在鐵路上每隔一定距離設(shè)置一個(gè)車站（線路所或通過(guò)色燈信號(hào)機(jī)），把每一條鐵路線劃分成若干個(gè)長(zhǎng)度不同的段落，每一段落稱為區(qū)間。車站就成為相鄰區(qū)間的分界點(diǎn)。分界點(diǎn)：車站、線路所或通過(guò)色燈信號(hào)機(jī)區(qū)間：依據(jù)分界點(diǎn)的不同，區(qū)間也有不同的分類。三、鐵路車站基本概念2023/2/51083、分界點(diǎn)與區(qū)間站間區(qū)間三、鐵路車站基本概念2023/2/51093、分界點(diǎn)與區(qū)間所間區(qū)間三、鐵路車站基本概念2023/2/51103、分界點(diǎn)與區(qū)間閉塞分區(qū)三、鐵路車站基本概念2023/2/5111

鐵路信號(hào)設(shè)備是鐵路信號(hào)、聯(lián)鎖、閉塞設(shè)備的總稱，是鐵路主要技術(shù)裝備之一，其裝備水平和技術(shù)水準(zhǔn)是鐵路現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。1、鐵路信號(hào)2、車站聯(lián)鎖裝置3、區(qū)間閉塞設(shè)備

鐵路信號(hào)設(shè)備的主要作用是保證列車運(yùn)行和調(diào)車工作的安全，提高通過(guò)能力，增加運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)效益，改善職工勞動(dòng)條件，確保正確、及時(shí)地組成鐵路運(yùn)輸。四、鐵路信號(hào)設(shè)備2023/2/51121、鐵路信號(hào)信號(hào)是指揮列車運(yùn)行和停駛的標(biāo)志，是保證安全而準(zhǔn)確地組織行車和調(diào)車工作的重要工具。鐵路信號(hào)分為聽覺信號(hào)和視覺信號(hào)兩大類：聽覺信號(hào)：機(jī)車?guó)Q笛等。視覺信號(hào)：信號(hào)機(jī)、機(jī)車信