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探析礦用防爆柴油機(jī)車在煤礦的應(yīng)用
摘要：防爆柴油機(jī)車是近年來(lái)發(fā)展較快的一種礦井運(yùn)輸工具，在現(xiàn)代化礦井中有代替蓄電池電機(jī)車的趨勢(shì)。本文就CCG10/9S防爆柴油機(jī)車的使用環(huán)境、工作原理、安全保護(hù)裝置以及應(yīng)用中的實(shí)際效果和產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行了系統(tǒng)的分析和研究。
關(guān)鍵詞：礦用防爆柴油機(jī)車 工作原理 保護(hù)裝置 應(yīng)用分析
0 引言
防爆柴油機(jī)是一種以柴油為燃料的新型礦用動(dòng)力機(jī)車。經(jīng)過(guò)技術(shù)論證和實(shí)際運(yùn)用，它適用于礦山井下具有爆炸性氣體的環(huán)境，是近年來(lái)被逐漸推廣的礦山運(yùn)輸設(shè)備。CCG10/9S防爆柴油機(jī)車目前在板集煤礦得到了實(shí)際運(yùn)用，逐步替代了板集煤礦傳統(tǒng)的蓄電池機(jī)車。
1 柴油機(jī)車的基本結(jié)構(gòu)
CCG10/9S防爆柴油機(jī)車為900mm軌距，液力—機(jī)械傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車，它由車體、車架、走行和制動(dòng)等組成。機(jī)車為0-2-0軸列式的調(diào)車型機(jī)車。
防爆柴油機(jī)為MLR4110QFB型，主要由柴油機(jī)、進(jìn)氣系統(tǒng)、廢氣處理系統(tǒng)、水散熱器及安全保護(hù)裝置等組成；進(jìn)氣系統(tǒng)的進(jìn)氣口和費(fèi)氣處理系統(tǒng)的排氣口均設(shè)置有阻火器即防爆柵欄。廢氣處理系統(tǒng)由水夾層排氣管、水夾層波紋管、廢氣處理箱及補(bǔ)水箱組成；廢氣經(jīng)水洗后再由防爆柵欄熄滅余火，保證排氣安全。進(jìn)氣系統(tǒng)由進(jìn)氣波紋管、進(jìn)氣防爆柵欄及空氣濾清器組成；柴油機(jī)氣缸返回的火焰由進(jìn)氣防爆柵欄滅火，確保進(jìn)氣口安全。
2 柴油機(jī)車的安全保護(hù)裝置
2.1 安全保護(hù)裝置通電后，主機(jī)中的微型計(jì)算機(jī)通過(guò)傳感器對(duì)溫度、壓力、水位等參數(shù)進(jìn)行采樣和運(yùn)算，處理結(jié)果送顯示電路進(jìn)行顯示，同時(shí)與設(shè)定值進(jìn)行比較，如果某一路的檢測(cè)參數(shù)超過(guò)設(shè)定值，則裝置發(fā)出聲光報(bào)警。
2.2 防爆柴油機(jī)配置ZEB-15/24防爆柴油機(jī)自動(dòng)保護(hù)裝置，具有排氣溫度、表面溫度、冷卻水溫、機(jī)油壓力、廢氣處理水位等5種保護(hù)，并配置便攜式瓦斯監(jiān)測(cè)報(bào)警儀，當(dāng)各項(xiàng)保護(hù)超過(guò)設(shè)定值時(shí)，保護(hù)裝置發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，在一分鐘內(nèi)自動(dòng)停止柴油機(jī)工作，具有可靠性高，使用維護(hù)方便等特點(diǎn)。其電路原理圖如下：
3 柴油機(jī)車運(yùn)行要滿足的條件
3.1 燃油的選用：柴油機(jī)必須使用符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的GB252-87環(huán)境溫度規(guī)定指標(biāo)的輕柴油。根據(jù)不同的環(huán)境溫度選用不同牌號(hào)的輕柴油見(jiàn)下表：
為了減少故障，延長(zhǎng)柴油機(jī)的使用壽命，要嚴(yán)格遵守使用清潔燃油的原則。
3.2 潤(rùn)滑油的選用：柴油機(jī)采用的是自然吸氣，選用L-ECC級(jí)柴油機(jī)機(jī)油，禁用普通柴油機(jī)機(jī)油，以避免由此產(chǎn)生的拉缸、抱瓦等意外故障的發(fā)生。應(yīng)根據(jù)環(huán)境溫度，為柴油機(jī)、噴油泵、油浴式空氣濾清器選擇潤(rùn)滑油。
3.3 冷卻水的選用：柴油機(jī)中使用的冷卻水應(yīng)該是清潔的軟水，如河水、雨水、雪水等，如果使用了含有大量礦物質(zhì)的硬水，在高溫下，這些礦物質(zhì)會(huì)從水中沉淀析出來(lái)產(chǎn)生水垢。水垢積附在管道和高溫零件的壁面上，會(huì)造成管道堵塞和高溫零件散熱困難，容易使柴油機(jī)過(guò)熱，引起故障。
3.4 軌道車場(chǎng)鋪設(shè)的要求：由于柴油機(jī)車運(yùn)輸牽引能力較強(qiáng)，拉運(yùn)車輛多，要求調(diào)車車場(chǎng)要比蓄電池機(jī)車車場(chǎng)更長(zhǎng)，一般要達(dá)到90米左右，才能充分發(fā)揮柴油機(jī)車的運(yùn)力。
3.5 副井罐籠的尺寸要求：板集煤礦副井罐籠有效裝載長(zhǎng)度為5m，是運(yùn)輸動(dòng)力機(jī)車升入井的必經(jīng)通道。雙向操作的CCG10/9S柴油機(jī)車外型尺寸長(zhǎng)×寬×高為：5000mm×1120mm×1600mm。一般8T蓄電池機(jī)車的外型尺寸長(zhǎng)×寬×高為：4850 mm×1120 mm×1500 mm。因此板集煤礦副井罐籠均能滿足這兩種型號(hào)機(jī)車的提升入井條件。
4 柴油機(jī)車與蓄電池機(jī)車相比具備的技術(shù)特點(diǎn)
CCG10/9S防爆柴油機(jī)車與蓄電池電機(jī)車相比具有以下特點(diǎn)：①機(jī)車功率和牽引力不會(huì)隨運(yùn)行時(shí)間的增加而減小，運(yùn)輸效率高，持續(xù)工作能力強(qiáng)。②不需要設(shè)置充電房和充電設(shè)備，減少充電工人員的配備等。③工作可靠，使用維護(hù)簡(jiǎn)單，不需調(diào)配制電解液，對(duì)環(huán)境污染減小。④CCG10/9S防爆柴油機(jī)在控制器內(nèi)設(shè)置了液晶顯示屏，使操作工的視線范圍擴(kuò)大，更好地保障了行車安全。⑤該型號(hào)機(jī)車柴油機(jī)進(jìn)氣口和費(fèi)氣排放口，均采用特殊改進(jìn)，整車具有防爆性能和瓦斯超限自動(dòng)保護(hù)性能，和防爆蓄電池機(jī)車一樣，均適應(yīng)有瓦斯的井下工作環(huán)境。
5 柴油機(jī)車與蓄電池機(jī)車的經(jīng)濟(jì)比較
5.1 每臺(tái)蓄電池機(jī)車每年的運(yùn)輸費(fèi)用為39.62萬(wàn)元。并且不包括充電廠房設(shè)置建設(shè)固定費(fèi)用需投入80多萬(wàn)和購(gòu)置充電設(shè)備12萬(wàn)元。具體包括：①崗位作業(yè)人員（包括充電工、電瓶維修工、硫酸配制工）工資費(fèi)用支出24萬(wàn)/年。②電池機(jī)車年運(yùn)行費(fèi)用為15.62萬(wàn)元。每年要更換以下零部件：電樞2臺(tái)：2臺(tái)*4000元/臺(tái)=8000元；控制器1臺(tái)：1臺(tái)*7800元/臺(tái)=15600元；減速機(jī)2臺(tái)：2臺(tái)*6000 元/臺(tái)=12000元；閘塊8塊：8塊*75元/塊=600元；彈簧板4套：4套*750元/套=3000元；硫酸1200公斤：1200公斤*3元/公斤 =3600元；按一天按額定功率運(yùn)行十六小時(shí)計(jì)算，運(yùn)行電費(fèi)為：30千瓦*16小時(shí)/天*365天*0.5元/度=87600元；更換一箱電源裝置需3萬(wàn)元；其它小型材料4000元。
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