О модернизации электровозов АМ8Д И 2АМ8Д в ходе капитального ремонта

Уголь Украины №4 2007 стр. 23-24 

В. Л. Дебелый, канд. техн. наук

(ГОАО “Трест “Донецкшахтостроймонтаж”)

Л.Л. Дебелый, инж.

(ЧАО ПКФ “Амплитуда”)

Аккумуляторные электровозы как один из основных типов рудничных локомотивов составляют около 80% парка электровозов на шахтах Украины. В связи с дальнейшим углублением шахт ожидается увеличение удельного веса именно аккумуляторных электровозов в исполнении “рудничное взрывобезопасное”, предназначенных для использования в шахтах, опасных по газу и пыли.

Электровозы АМ8Д и 2АМ8Д конструктивно не удовлетворяют ряду требований ГОСТ 12.2.112—86 “ССТБ. Транспорт рудничный электровозный. Общие требования к подвижному составу” и НАОП 1.1.30—7.01—82 “Временные требования безопасности к основному горно-транспортному оборудованию для угольных и сланцевых шахт”, утвержденных Минуглепромом 5 июля 1982 г., и их эксплуатация приводит к повышенному травматизму на транспорте. Детальный анализ травматизма на рудничном транспорте выявил некоторые закономерности, вызванные несовершенством технических средств, обеспечивающих безопасную эксплуатацию, и нарушением инструкций по безопасности машинистами.

Основные причины, повлекшие за собой различного вида травмы горнорабочих, по данным МакНИИ: отсутствие скоростемеров на электровозах (около 11% всех несчастных случаев на шахтном рельсовом транспорте); управление электровозом машинистом, находящимся вне кабины (около 7,3%); неудовлетворительный обзор из кабины (около 5,5%); отсутствие средств связи и сигнализации (около 4,6%); недостаточная освещенность выработки (3,9%).

Технически грамотное конструирование средств рудничного транспорта, эффективная организация работ и соблюдение условий техники безопасности позволят минимизировать опасность травматизма, обусловленного работой всех элементов, связанных с движением. Параметры безопасности электровоза при конструировании могут быть достигнуты за счет разработки и применения специальных защитных устройств, правильного выбора технологических узлов и деталей.

Необходимым условием безопасной эксплуатации локомотивного транспорта является, с одной стороны, использование предохранительных устройств, путевой сигнализации и средств связи, а с другой — соблюдение заданных режимов движения, своевременное проведение ремонтов, проверок и профилактических осмотров.

В результате работы, выполненной с учетом приведенных требований и рекомендаций МакНИИ, на предприятии ЧАО ПКФ “Амплитуда” разработаны и внедрены новые конструкторские решения в области производства рудничного транспорта. Они наряду с профессиональным отношением коллектива к работе обеспечивают высокое качество выпускаемой продукции.

С 2004 г. предприятие приступило к серийному выпуску аккумуляторных электровозов АРП8Т и 2АРП8Т, обладающих значительными преимуществами по сравнению с морально устаревшими и несоответствующими по ряду пунктов требованиям ГОСТа и НАОП моделями АМ8Д и 2АМ8Д.

Конструкция электровозов АРП8Т и 2АРП8Т удовлетворяет требованиям ГОСТ 12.2.112—86 в части эксплуатационной безопасности и позволяет снизить риск травматизма на шахтном транспорте. Так, для устранения нарушения п. 2.22 ГОСТ 12.2.112—86 разработана и применена кабина с крышей, сиденьем для стажера и безопасными стеклами для оконных проемов, что снизило риск травмирования как при обрушении породы, так и при задевании выступающими предметами (трубопровод, кабели, висящие куски породы и др.) в откаточной выработке. В качестве устройства для отображения информации создан и успешно применяется скоростемер СР, позволяющий определять скорость движения аккумуляторных электровозов и пройденный ими путь. Электровоз может быть снабжен системой освещения с переключением света фар с ближнего на дальний, а также с белого на красный при изменении направления движения, что способствует увеличению зоны предельной видимости и дает машинисту запас времени на реакцию при возникновении нештатной ситуации. Данное техническое решение привело к устранению нарушения п. 4.6 ГОСТ 12.2.112—86. Импульсный преобразователь напряжения ИПН, предназначенный для питания ламп, позволяет автоматически включать фару, соответствующую направлению движения электровоза (дальний свет, ближний и дежурный красный).

Для устранения нарушения п. 4.11.11 НАОП 1.1.30— 7.01.—82. ЧАО  ПКФ “Амплитуда” разработан концевой выключатель, использование которого дает возможность добиться отключения двигателей при выходе машиниста из кабины. Применение звукового двухтонального сигнализатора СЗЭВ для подачи предварительного звукового сигнала с электровозов, имеющего высокий уровень звукового давления, увеличивает расстояние, на котором сигнал слышен отчетливо, особенно когда рядом работают другие машины и механизмы, устраняя нарушение п. 4.1.17 НАОП 1.1.30—7.01.-82.

Необходимое условие стабильной работы скоростемера, импульсного преобразователя напряжения и звукового сигнализатора — взрывозащищенность и искробезопасность, которые достигаются путем заключения механизма в оболочку, выдерживающую давление взрыва внутри и исключающую его передачу в окружающую среду в соответствии с ГОСТ 22782.6-81.

Данные устройства, созданные в целях повышения безопасности электровозной откатки с учетом причин травматизма горнорабочих, позволяют в ходе капитального ремонта модернизировать аккумуляторные электровозы АМ8Д и 2АМ8Д при минимальных финансовых вложениях и добиться полного соответствия требованиям ГОСТ 12.2.112—86. Разработанные на ЧАО ПКФ “Амплитуда” технические устройства зарегистрированы в Госстандарте Украины, прошли приемочные испытания, разрешены к эксплуатации и рекомендованы к серийному использованию на рудничном транспорте.

Таким образом, средства, вложенные в оборудование при капитальном ремонте электровозов АМ8Д и 2АМ8Д, будут прямо пропорциональны снижению травматизма горнорабочих в условиях высокой напряженности работы электровозного транспорта, что в итоге повысит производительность труда и увеличит объем производства.

Очистка воды с использованием кавитационного эффекта. 

С.А. Мельников, инж. ( ДонНТУ)
В.Л. Дебелый, КТН (ГОАО “Трест”Донецкшахтостроймонтаж”)

Экологи называют множество факторов техно­логических процессов, разрушающих природу. Но сходятся во мнении, что наиболее отрица­тельное воздействие технологических процессов отра­жается на водных ресурсах планеты. Нехватка чистой питьевой воды отмечается во всех регионах мира, в том числе в Украине. Известно, что более 1 млрд. чел. (при­близительно пятая часть населения земного шара) ис­пытывает недостаток в воде.

Основным источником загрязнения воды в Донбас­се являются шахты. Подземные и поверхностные воды прежде всего поступают в подземные выработки, про­ходят по трещинам и порам горных пород, насыща­ются различными веществами, которые могут нахо­диться во взвешенном, коллоидном и растворенном состояниях. Вследствие этого, удельный вес шахтной воды при температуре 15 °С больше чем чистой и ко­леблется от 1015 до 1025 кг/м3. На шахтах бассейна содержание твердых примесей в водах достигает 3 г/л. В коллоидном состоянии встречаются главным обра­зом кремнезем 8Ю2, глинозем А12Оз, оксид железа Ре203, органические вещества. В шахтной воде могут быть также кислород О2, углекислота СО2, азот N2, метан СН4, сероводород Н28 и водород Н2.

Кислотность воды непостоянна и обычно увеличи­вается весной, когда наряду с ростом притока pH сни­жается в 2-3 раза. Сильно кислая вода (pH < 3) обла­дает значительными агрессивными свойствами по от­ношению к металлу. Поэтому требуются специальные меры для обеспечения надежной работы водоотливных установок.

На шахтах Донбасса вода кислая, с показателем концентрации водородных ионов 0,8-5, на некоторых имеет щелочную реакцию с pH > 8… 12.

Шахтная вода обычно сильно минерализированная и жесткая. За единицу измерения жесткости принят 1 мг – эквивалент ионов кальция и магния, содержа­щихся в 1 л воды, 1 мг-экв. жесткости соответствует содержанию 20,04 мг/л Са++ или 12,16 мг/л Мg++. Из­ложенное указывает на то, что использование шахт­ной воды без предварительной обработки практичес­ки невозможно, а сброс ее в водоемы влечет засорение и угрозу флоре и фауне.

Существует ряд методов по очистке воды и обезза­раживанию. От твердых примесей воду в основном эффективно очищают через фильтры. Для биологичес­кой очистки в целях обеззараживания традиционно применяют ультрафиолетовые лампы низкого давле­ния. Они частично выполняют свои функции, однако малоэффективны при уничтожении спорообразующих бактерий, вирусов, грибков, водорослей и плесени. Эффективные дозы облучения для обеззараживания споровых форм и грибков достигают 100—300 , а лам­пы могут обеспечить только 16 МДж/см2. Низкая эффективность данного метода связана с необходимос­тью частого обслуживания установим (чисткой защит­ных оболочек ламп).

Предлагаемый метод дает возможность избежать недостатков, присущих способу с использованием ультрафиолетового облучения. Метод биологической очи­стки воды заключается в применении гидродинами­ческого автоколебательного эффекта с помощью уст­ройства, позволяющего преобразовывать энергию потока турбулентной затопленной струи жидкости в гидродинамические автоколебания, вызывающие ка­витационный эффект. Устройство представляет собой прямоточный гидродинамический излучатель, кото­рый состоит из возбудителя колебаний и колеблющей­ся системы, создающей кавитацию. Кавитационная область образуется внутри потока жидкости и не со­прикасается с ограничивающими его поверхностями, что исключает их износ. В качестве излучателя приме­няют упругую пластину, на которую воздействует по­ток жидкости, вызывая в ней изгибные колебания, основная собственная частота которых

где а — коэффициент пропорциональности, зависящий от способа крепления пластины;

t— толщина пластины;
l — длина пластины;
Е — модуль упругости;      
p — плотность материала пластины

Следует отметить, что масса пластины, участвую­щая в процессе образования кавитационной области, несколько снижает собственную частоту. В струе жид­кости, воздействующей на пластину, возникают коле­бания частотой

fc=kv/h

где к — коэффициент пропорциональности, зависящий от скорости и расстояния до пластины;

и — скорость струи;

к — расстояние между соплом и пластиной.

Наиболее эффективна работа гидродинамическо­го излучателя при совпадении fc и fпс.

При движении жидкости со скоростью 20—30 м/с и избыточном давлении 0,5—1 МПа в прямоточном гидродинамическом излучателе генерируются колеба­ния частотой 25 кГц, вызывающие кавитацию,— раз­рыв сплошности потока жидкости с образованием пу­зырьков, давление внутри которых намного превышает давление в потоке. При «всхлопывании» пузырьков вследствие выделения огромного количества энергии полностью уничтожается микрофлора, присутствую­щая в жидкости. В случае применения данного спосо­ба уничтожаются такие споры плесени, как Asergollus (этот вид спор не уничтожается ультрафиолето­вым излучением).

Процессы, происходящие в так называемой кавитационной области, подлежат детальному изучению.

Как показали исследования, при изменении частоты колебаний гидродинамического излучателя     в пределах 15-20 кГц наблюдается разрушение на молекулярном уровне химических соединений и элементов, присутствующих в загрязненной воде. Это позволит эффективно очищать сильно загрязненные воды, к которым в большинстве случаев относятся шахтные. Кавитационный метод очистки воды с использованием гидродинамичеккого излучателя эффективен и прост в реализации.

Шахтный электровоз АРП8Т 

Уголь Украины №8 2004 стр. 46-47

В. Л. Дебелый, С. В. Мороз,
инженеры

На выставке «Уголь-Майнинг»-2002 ЧАО ПКФ “Амплитуда” был представлен электровоз АРП8Т, разработанный совместно с НИПИ углеавтоматизация и СКВ “Электромашина”. Электровоз снабжен транзисторной бесконтактной системой управления и обладает значительными преимуществами по сравнению с существующими образцами. На тот момент электровоз уже прошел стендовые и ходовые испытания в условиях торезской шахты “Прогресс” и все было готово к его выпуску. Однако, анализируя опыт других предприятий, когда высокопроизводительная горная техника в шахтных условиях не обеспечивала необходимые показатели, нуждалась в серьезных доработках, было принято решение продолжить испытание в различных условиях.

Стендовые испытания в разных режимах непрерывно в течение 10 дней показали, что электровоз отлично ведет себя, а все параметры, в том числе температура двигателей и контроллера КТВ, находятся в допустимых пределах. Испытания с кислотной батареей подтвердили, что электровоз выполняет все функции и обеспечивает заданные параметры без перегрузок и аварийных ситуаций. Вместе с тем при работе с кислотной батареей требуется дополнительный контроль над ее зарядом, который лучше обеспечивает автомат ВРВ-160. Он может быть применен и со щелочной батареей.

Продолжительные испытания электровоза с новыми щелочными батареями происходили в нормальных режимах и не вызывали нареканий. Испытания с щелочными батареями, отработавшими уже несколько лет, выявили, что появляются режимы работы, в которых возможны значительные непредсказуемые броски напряжения, ведущие к выходу из строя силовых батарей. Поскольку на многих шахтах имеются именно такие батареи, то было решено их исследовать и адаптировать к ним схему электровоза. Доработано и изготовлено несколько блоков, позволяющих электровозу АРП8Т работать с щелочными батареями, срок службы которых уже истек.

В ходе продолжительных испытаний были выявлены наименее надежные узлы в блоке КТВ. К ним относится механический реверсор, который в первоначальной схеме был одним из ключевых узлов, но оказался наиболее “узким” местом и требует изготовления из специальных материалов с большой точностью. Поэтому принято решение заменить его электронной схемой, что  повлекло удорожание блока КТВ, но значительно увеличивало его надежность. Претерпели изменения и другие узлы, что в конечном итоге позволило обеспечить большую безопасность и надежность изделия в целом.

Кроме того, столкнулись с тем, что машинисты электровозов не всегда выполняют инструкции по их эксплуатации и производят различные переключения режимов работы (даже непредсказуемые), а это вызывает пиковые как электрические, так и механические загрузки. При доработке аппаратуры была не просто введена блокировка таких режимов, а на схемотехническом уровне обеспечена надежная работа электровоза.

Система электродинамического торможения дает возможность полностью заблокировать колеса, что при наличии механических тормозов позволяет обеспечить все необходимые виды торможения. Во время доработки электродинамического торможения удалось обеспечить режим, аналогичный АВ8 (антиблокировочная система) легкового автомобиля.

Указанные доработки нашли отражение в блоке КТВ-2, который сертифицирован и выпускается ЧАО ПКФ “Амплитуда”. В ходе испытаний возникла необходимость в точном контроле скорости, что и предусмотрено в скоростемере СР, также выпускаемом предприятием “Амплитуда”.

С 2004 г. ЧАО ПКФ “Амплитуда” начинает серийный выпуск контроллера КТВ-2 и электровоза АРП8Т, который при эксплуатации с кислотной аккумуляторной батареей может быть двухкабинным в тех же габаритных размерах (во второй кабине только блок управления). Планируется устанавливать контроллер КТВ-2 и при ремонте существующих образцов электровозов. При необходимости АРП8Т можно объединить в спаренный электровоз 2АРП8Т. Испытания в условиях шахт показали, что тяговое усилие электровоза АРП8Т значительно выше, чем АМ8Д.

Перечисленные усовершенствования электрической схемы и несколько ноу-хау в механической части электровоза позволяют говорить об увеличении ресурса как минимум в 2 раза, об обеспечении большей безопасности и надежности.

В настоящее время электровоз АРП8Т-900 изготовливается ЧАО ПКФ “Амплитуда” по техническим условиям ТУ 35.2-25103132-001-2002. На электровоз и его систему управления получен Декларационный патент Украины №11А 63081А.

Источник питания ИП5 

Уголь Украины №10 2005 стр. 17-18

В. Л. Дебелый, к. т. н.

(ЧАО ПКФ “Амплитуда”)

Одним из требований к системе освещения рудничных электровозов является требование пункта 4.9 ГОСТ 12.2.112 “Транспорт рудничный электровозный. Общие требования безопасности к подвижному составу”, который гласит, что лампы белого и красного света должны питаться стабилизированным напряжением.

ЧАО ПКФ “Амплитуда” разработан и изготовлен источник питания фар и вспомогательных приборов рудничных контактных электровозов, который преобразует постоянное напряжение тяговой сети 250 В в стабилизированное напряжение 24 В и 12 В с током нагрузки до 15 А.

Источник питания ИП5 предназначен для эксплуатации в условиях температуры окружающего воздуха от минус 10 до плюс 35°С, относительной влажности до 98±2% с конденсацией влаги при атмосферном давлении от 84 до 107 кПа. Окружающая среда невзрывоопасная, рудничная, запыленность воздуха токопроводящей пылью до 300 мг/м .

Выход источника питания защищен от короткого замыкания со стороны нагрузки. ИП5 обеспечивает работу систем автоматики и связи, в частности, аппаратуры транспортной ВЧ связи типа ВГСТ. Он устанавливается в любом удобном месте в кабине машиниста в вертикальном положении кабельными вводами вниз.

Источник успешно прошел приемочные испытания на шахте “Россия” (ГП “Селидовуголь”), подтверждены расчетные параметры изделия. Так, средняя наработка на отказ превысила 1500 ч (за период испытаний отказов не наблюдалось), среднее время восстановления работоспособного состояния не менее 1 ч. Средний срок службы с учетом проведения восстановительных работ (расчетный) 10 лет.

Конструкция источника представляет собой металлический водопыленепроницаемый корпус. При снятии верхней крышки открывается доступ к входному и выходному соединителям, а также к держателю предохранителя.

Источник ИП5 представляет собой однотактный преобразователь напряжения с прямым ходом. ШИМ-компаратор в зависимости от уровня входных сигналов формирует управляющие импульсы для включения силового транспорта. Рабочая частота около 40 кГц. Обратная связь обеспечивает стабилизацию выходного напряжения. В режиме перегрузки по току сигнал с датчика тока поступает на ШИМ-компаратор, который при этом переходит в режим стабилизации тока, пока нагрузка не снизится.

В режиме короткого замыкания компаратор по команде с датчика тока запирает ключевой транзистор, периодически 1 раз в секунду, вырабатывая короткие пробные импульсы. При устранении короткого замыкания блок вернется в рабочий режим.

Источник питания ИП5 изготавливается по техническим условиям ТУ У 31.4-2503132-004:2005.

Техническая характеристика источника питания ИП 5

Номинальное входное напряжение, В>+75-90Выходное напряжение стабилизированное, В:
выход 1 и выход 2>24±1выход 3> 12±0,1Номинальный ток нагрузки, А> 12Коэффициент пульсаций выходного
напряжения, %, не более> 1Порог срабатывания защиты от перегрузок
по току, А:
выход 1> 15—18выход 2 и выход 3> 1Ток потребления, А, не более> 2,5КПД при номинальных значениях, %, не менее> 80Габаритные размеры, мм:
длина> 310ширина> 182высота> 116Масса, кг, не более> 6
 

Новое техническое решение модернизации электровозного транспорта на угольных шахтах

В. Л. Дебелый, инж. 
(ЧАО ПКФ «Амплитуда»)

В настоящее время шахтам предоставлена возможность поближе ознакомиться с образцами импортного горно­-шахтного оборудования и оценить его преимущества и недостатки для условий Донбасса. Применительно к шахтному транспорту это в основном конвейерные лен­ты, дизелевозы и кислотные аккумуляторные батареи. Качество импортных лент известно, но значительная разница в цене по сравнению с украинскими лентами не позволяет применять их в большом количестве и ставит перед отечественными производителями задачу улучшения качества.

Дизелевозы — наиболее современный колесный транспорт на горных предприятиях и для новых мощных шахт, их применение эффективно и экономически обосновано. Внедрение дизелевозов на действующих шахтах требует тщательного технико-экономического обоснования, а учитывая большую протяженность выработок и разбро­санность добычных и очистных забоев, часто их исполь­зование нецелесообразно.

Кислотные аккумуляторные батареи имеют ряд пре­имуществ перед щелочными, цены же приблизительно одинаковые. Недостатки кислотных батарей тоже изве­стны и требуют усовершенствования электровозов АМ8Д. Широкое применение кислотных батарей на шахтах Украины наиболее целесообразно при организации про­изводства кислотных аккумуляторов на одном из отече­ственных заводов с учетом опыта зарубежных произво­дителей.

Указанное позволяет утверждать, что электровоз АМ8Д с аккумуляторной батареей ТНШ-350-У-5 является наиболее распространенным колесным транспортом угольных шахт, а для карьеров и части антрацитовых шахт подходят контактные электровозы К-10 и К-14. В связи с этим следует совершенствовать электровозы – эффек­тивное средство улучшения работы колесного транспорта. На шахтах Украины эксплуатируются 4 дизелевоза, 178 контактных электровозов, 241 гировоз и 1232 аккумуля­торных электровоза, из которых 1178 — марки АМ8Д (2АМ8Д).

Недостатки штатных реостатных систем управления электровозов:

-большие потери электрической энергии в пусковых реостатах (до 50% всей потребляемой энергии) из-за ча­стых пусков и необходимости работать с пониженными скоростями на реостатных характеристиках;

-резкое (скачкообразное) изменение тока и тягового усилия при переходе с одной скорости на другую из-за малого количества ступеней и вследствие этого неэффек­тивное использование сцепной массы электровоза в пе­риод пуска, что вынужденно увеличивает период разго­на и снижает среднюю скорость движения, приводит к повышенному износу ходовой части электровозов;

-интенсивный износ коммутационно-контакторного оборудования электровоза.

Применение импульсного управления радикально улучшает тягово-эксплуатационные и экономические характеристики электровозов. Основные преимущества системы импульсного управления:

- снижение потребления электроэнергии на 30—50% (в зависимости от конкретных особенностей условий работы электровозов) за счет исключения потерь в пус­ковых реостатах и увеличение времени работы на одной зарядке аккумуляторной батареи, а также существенное продление срока ее эксплуатации;

-увеличение пускового тягового усилия за счет плав­кого пуска, что позволяет повысить на 10—20% полез­ную нагрузку на состав электровоза и среднюю скорость движения состава;

-плавное бесступенчатое регулирование скорости и возможность долговременного движения на любой скорости без перегрузки ходовых двигателей, что позво­ляет оптимизировать скоростной режим и увеличить сред­нюю скорость движения состава;

- исключение из расходов на обслуживание элект­ровозов затрат, связанных с ремонтом и обслуживанием механических силовых коммутационно-контакторных аппаратов, так как для коммутации силовых цепей ис­пользуются не подвергающиеся износу электронные ком­мутаторы;

- рост надежности электрооборудования и межре­монтного периода эксплуатации электровозов за счет ус­транения контактной коммутационной и пускорегули­рующей аппаратуры;

- повышение электрической безопасности эксплуа­тации, так как к контроллеру управления в кабине ма­шиниста подводятся только низковольтные (12 В) и сла­боточные (50 мА) электрические цепи.

Одним из направлений дальнейшей модернизации электровозов, намеченной к разработке ЧАО “Амплиту­да” и СКБ “Электромашина”, является частотно-регулируемый асинхронный электропривод взрывобезопасно­го исполнения.  В Украине заработная плата на участке подземного транспорта значительно ниже, чем на дру­гих. В связи с этим лишь некоторым шахтам удалось со­хранить квалифицированные кадры.

Немаловажной причиной неудовлетворительного состояния электровозов является отсутствие запасных частей для текущих ремонтов. Так, если капитальный ремонт любого электровоза шахта может произвести на базе ЧАО “Амплитуда”, то для профилактических мероп­риятий и текущих ремонтов не хватает самого необхо­димого. Анализ поступающих в ремонт электровозов и дефектация их узлов за 6 лет работы ЧАО “Амплитуда” позволяет определить детали, требующие замены в пе­риод между капитальными ремонтами для увеличения срока службы электровоза. По электрической части — это контакты контроллера, отдельные его узлы, провод­ка, муфты и электродвигатели. По механической части — это буксовые пружины, подшипники, вкладыши, редукторная группа и редко бандажи колесных пар.

Заводы-изготовители в настоящее время не продают запасные части на отдельные узлы электровозов, а шах­ты если и покупают их, то по завышенным ценам, со­мнительного качества. ЧАО “Амплитуда” предлагает тем шахтам, для которых производит капитальный ремонт электровозов, поставку всех запасных частей для прове­дения текущего ремонта, а также готово оказать консуль­тационные услуги различного рода и помочь провести любой ремонт.

Основные направления развития шахтного локомотивного транспорта

Уголь Украины №6 2006 стр. 30-31

В. Л. Дебелый, канд. техн. наук
(ГОАО “Трест “Донецкшахтостроймонтаж”)
Л.Л. Дебелый, инж.
(ЧАО ПКФ “Амплитуда”) 
С.А. Мельников, инж.
(ДонНТУ)

Под землей и на поверхности шахт Украины эксплуатируется примерно 3400 аккумуляторных и контактных электровозов 20 типов, более 155 700 грузовых и пассажирских вагонеток 23 наименований, а также другое погрузочно-разгрузочное оборудование рельсового транспорта. Для его нормального функционирования нужны своевременные текущие и капитальные ремонты, внедрение совершенной техники и технологии транспорта, улучшение состояния шахтного рельсового пути. Так, ежегодно требуют замены свыше 400 шахтных электровозов и 1300 тяговых батарей. Наиболее критическое положение сложилось на локомотивном транспорте, осуществляющем свыше 80% общего объема перевозок, из-за отсутствия в необходимом количестве электродвигателей, контроллеров, аккумуляторных батарей и другого оборудования.

На большинстве шахт, особенно с крутыми пластами, где перевозка грузов выполняется в основном локомотивами на действующих горизонтах, в работе находится по oдному-два электровоза, которые, однако, из-за технического состояния могут обеспечивать один рейс (вместо работы в полную смену), затем их приходится направлять для подзарядки, вследствие чего сокращается срок службы батарей. Если учесть постоянные поломки контроллеров, автоматов, электродвигателей, ветхого подвижного состава, который часто сходит с рельсов, отсутствие обслуживающего персонала, то создается ситуация, когда уголь есть, а вывезти его не могут. К этому добавляются трудности доставки людей и вспомогательных грузов. Отметим, что в настоящее время вышел из строя парк взрывозащищенных электровозов АРВ7 (в Украине не производятся), предназначенных для работы в тупиковых выработках шахт, опасных по газу.

На шахтах Донбасса вследствие пучения почв наблюдается тенденция завышения профилей рельсового пути, что накладывает существенные ограничения на весовую норму и скорость движения подвижного состава. В соответствии с “Типовыми решениями по безопасной перевозке людей и грузов в выработках с уклоном от 0,005 до 0,05%о” электровозы требуется оборудовать колодочными тормозами, дополнительными средствами торможения (системы электромагнитных рельсовых, магнитных тормозов и др.), предусматривается и динамическое торможение. Поэтому при эксплуатации электровозов, не снабженных дополнительными средствами торможения, в выработках с уклонами пути от 0,021 до 0,03 % введено ограничение скорости до 2,5 м/с, при уклоне 0,031—0,04 % скорость должна быть снижена до 2 м/с, а весовая норма — до 80% по сравнению с расчетной, при уклоне 0,041 — 0,05% максимальная скорость не должна превышать 1 м/с, а весовая норма — 60% расчетной.

Указанные ограничения, обусловленные требованиями безопасности откатки грузов, необходимо соблюдать. Однако это ведет к уменьшению производительности труда на шахтном транспорте, а следовательно, к снижению угледобычи. Для успешного развития локомотивного транспорта и его элементов требуется объективный анализ современного уровня техники и прогнозная оценка направлений их конструктивного совершенствования.

В настоящее время на угольных шахтах страны сложилась непростая ситуация. Практически изношен парк локомотивов, средств на закупку новых нет. Чтобы частично восстановить подвижной состав, на ряде шахт и местных заводах угольного машиностроения организованы замена кузовов, ремонт полускатов и локомотивов. Такие работы связаны с трудностями и, как правило, не соответствуют требованиям нормативов из-за отсутствия технологической оснастки, оборудования для проверки качества выполняемых операций.

Использование тяговых расчетов при определении показателей работы рельсового транспорта, оценка технического уровня подвижного состава требуют достоверной информации об эксплуатационных параметрах локомотива. Однако регулярные эксплуатационные и послеремонтные испытания локомотивов не проводятся. Цель испытаний — экспериментальное (достоверное) определение тормозных, электромеханических, вибрационных характеристик, реального сцепления колес с рельсами и проверка соответствия их техническим условиям. Проведение таких испытаний позволит значительно сократить поставку некачественной продукции на шахты Украины. ЧАО ПКФ “Амплитуда” располагает оборудованием, позволяющим проводить комплекс испытаний локомотивного транспорта как нового, так и прошедшего капитальный ремонт.

Таким образом, основные направления развития шахтного локомотивного транспорта Украины на данном этапе следующие: повышение технического уровня шахтных локомотивов за счет применения энергосберегающей бесконтактной транзисторно-импульсной системы управления тяговыми двигателями. Эта система позволяет достичь торможения без блокировки колесных пар, что способствует безопасности эксплуатации, а в рейсовом режиме дает возможность рационально использовать энергию аккумуляторной батареи.

Диссертация: Научно-техническая модернизация шахтных локомотивов в угольной промышленности

Общая характеристика работы 
Диссертация содержит краткое изложение, теоретическое обоснование, анализ полученных и опубликованных автором в течение 2002-2008 годов результатов решения научной и общегосударственной проблемы по обеспечению профилактики аварий и травматизма, научное обеспечение безопасности работ, охране труда и здоровья шахтеров на шахтном транспорте угольных предприятий Украины, на основе разработки и внедрения в эксплуатацию серийно выпускаемого ЗАО ПКФ «Амплитуда» электровоза нового технического уровня АРП8Т-900.

Актуальность исследования. Развитие угольной промышленности Украины в настоящее время обусловило необходимость разработки всех элементов рудничных электровозов с целью обеспечения их надежности и безаварийности.

Скачать научную работу: Диссертация: Научно-техническая модернизация шахтных локомотивов в угольной промышленности

http://amplituda.com.ua/index.php?id=15982&show=news&&newsid=98454