Линейные электродвигатели применимы в рудничной электровозной откатке, внедрение их на монорельсовых дорогах является значительным шагом вперед в техническом прогрессе транспорта. При этом достигается высокий к.п.д., большая мощность, приходящаяся на единицу веса, простота конструкции, что облегчает ремонт и уход в эксплуатации, обеспечивается тяга на крутых подъемах, ликвидируется шум и вибрация при работе, отсутствует контакт между движущимися частями ...
Одним из актуальных вопросов эксплуатации ленточных конвейерных линий горнодобывающей промышленности является совершенствование существующих и изыскание новых способов очистки конвейерных лент ...
... Если сила тяги двигателей превысит силу тяги, обусловленную сцеплением, то наряду с поступательным движением локомотива возникнет пробуксовка колес ведущих полускатов. Скорость на ободе колеса электровоза будет складываться из поступательной скорости проскальзывания. При этом резко увеличится расход энергии двигателями электровоза. Энергия будет дополнительно затрачиваться на истирание бандажей колес и головок откаточных рельсов ...
Рудничная электровозная откатка контактными электровозами постоянного тока с реостатным управлением имеет ряд существенных недостатков. Наличие преобразовательной подстанции снижает надежность электроснабжения электровозной откатки. При системе постоянного тока на рельсовом транспорте значительной величины достигают блуждающие токи. Подземные металлические сооружения (кабели, трубопроводы и др.), расположенные в зоне блуждающих токов, подвергаются электролитическому разъеданию ...
При современном состоянии электровозная откатка наиболее трудно поддается автоматизации в цепи всех процессов технологии добычи, поэтому в рудничном транспорте пока ограничиваются лишь производственной сигнализацией и связью. Иногда автоматизируют лишь перевод стрелок и открывание дверей при проходе электровоза. Основными препятствиями для автоматизации электровозной откатки являются неудовлетворительные характеристики подвижного состава, состояние откаточных путей и системы электроснабжения. Плохое верхнее строение и неровный профиль путей в выработках, где одновременно с движением электровозов проходят люди, усложняют операции управления электровозом. Из-за тяжелых условий работы электровозы оборудованы сериесными двигателями. Мягкость тяговых характеристик двигателей усугубляет неустойчивость режимов работы электровоза. Подвеска контактных проводов часто осуществляется неудовлетворительно, в питающих линиях отмечаются большие колебания напряжения.
Вопросы автоматического регулирования напряжения в местных электрических сетях являются важной частью общей проблемы комплексной механизации и автоматизации производственных процессов в горной промышленности. Стабильный уровень напряжения необходим для устойчивой работы автоматических устройств, более полного использования естественных механических свойств электроприводов, уменьшения/потерь электрической энергии в местных распределительных сетях.
Режим работы тяговых двигателей рудничных электровозов мало изучен. Нет теоретического обоснования для выбора мощности тяговых двигателей к заданному весу электровоза. В СССР и за границей отношение мощности двигателей к весу электровоза берется различными заводами и фирмами по-разному. Американские фирмы например, для 1 m веса электровоза принимают двигатели мощностью от 6,95 до 8,76 кет, западно-германские — от 4,62 до 6,57 кет, заводы угольного машиностроения в СССР — от 5,88 до 6,57 кет. Таким образом, американские электровозы имеют более высокую удельную мощность. Увеличение удельной мощности электровоза гарантирует тяговые двигатели от возможных перегрузок. Это является положительным фактором. Если силы сопротивления движению поезда будут превышать силу тяги, обеспеченную сцепным весом электровоза, то начнется проскальзывание ведущих колес и дальнейшего увеличения мощности, потребляемой двигателями, не произойдет. При этом будет обеспечиваться автоматическое ограничение загрузки тяговых двигателей величиной, соответствующей сцепному весу электровоза.
При современном развитии горной электротехники в качестве тягового двигателя на рудничных электровозах применяется сериесный двигатель постоянного тока. Он наилучшим образом удовлетворяет требованиям рудничных электровозов при работе на шахтных откаточных путях. В настоящее время шахтные откаточные пути характеризуются весьма слабым верхним строением, резко переменной величиной уклонов, наличием кривых малого радиуса закруглений и в ряде случаев обводненностью и загрязненностью рельсов. Такое состояние откаточных путей, естественно, приводит к ухудшению работы подвижного состава, быстрому износу ходовых частей электровоза и вагонов — к увеличению сопротивлений движению всего состава. Условия работы тягового двигателя рудничных электровозов обычно имеют резко переменную величину нагрузки. Статические сопротивления движению часто принимают отрицательные значения. При наличии других дополнительных сопротивлений движению тяговый двигатель фактически работает все время на переходных режимах — в разгонах и замедлениях.
В настоящее время в условиях угольных шахт основным видом транспорта по главным горизонтальным выработкам является электровозная откатка. На газовых шахтах откатка производится электровозами аккумуляторными, а на шахтах, не опасных по газу и пыли, — контактными. Такой вид транспорта в современных условиях — при комплексной механизации угледобычи — обладает рядом существенных недостатков. Зачастую он является причиной нарушения непрерывности процесса транспортирования полезного ископаемого. Часто имеют место нарушения графиков движения. Для современных крупных шахт — при комплексной механизации угледобычи с полной автоматизацией — наиболее прогрессивным видом транспорта является конвейерный. Он легче поддается автоматизации, позволяет сохранять непрерывность процесса транспортирования полезного ископаемого от забоя до железнодорожных бункеров или обогатительных фабрик и является менее опасным для обслуживающего персонала.
В порядке обсуждения приводится новый метод выбора элементов энергоснабжения, позволяющий увеличить точность расчетов тяговых сетей и подстанций для рудничной электровозной откатки. Этот метод расчета позволяет учесть все основные факторы, определяющие условия электровозной тяги: производительность и длину откаточных участков, уклоны путей, величину состава поезда, время движения и др. В отличие от существующих методов отдельно учитывается время движения электровоза под током в течение рейса, что существенно отражается на суммарной величине нагрузки. При расчете совершенно исключается субъективный метод выбора расчетных параметров: сечения по графикам, расстановки поездов на линии, числа одновременно работающих электровозов, количества электровозов, находящихся в пусковом режиме и др. Нагрузочные токи принимаются как средние интегральные, отнесенные ко времени движения электровоза под током, а не к общему времени движения или рейса. При расчетах возможно производить проверку не только на величину перегрузки, но и на длительность ее действия, и на частоту повторения. Новый расчет элементов энергоснабжения является частью общей методики расчета электровозной тяги. Он базируется на исходных данных определения элементов подвижного состава (числа вагонов в составе, общего числа электровозов) и на расчете элементов движения электровозной откатки (силы тяги, скорости движения, величины тока и времени движения). Технический расчет при выборе наивыгоднейшего варианта включает элементы экономического сравнения.
В существующих методах расчетов рудничной электровозной откатки по определению элементов движения — силы тяги, скорости и времени движения, расхода энергии — принимается обычно средний или эквивалентный уклон откаточных путей. Эквивалентным уклоном называют такой постоянный по величине уклон, который в отношении работы тяговых двигателей равноценен действительному профилю. Для вновь проектируемых угольных и рудных шахт в расчетах рудничной электровозной тяги часто принимается уклон равного сопротивления или близкий к нему, обеспечивающий нормальный сток воды из выработок. Под уклоном равного сопротивления понимают такой постоянный по величине уклон, при котором сила тяги электровоза при движении с грузом под уклон и сила тяги при движении с порожняком на подъем будут одинаковы. В расчетах подразумевается, что работа электровозов с установившейся скоростью движения происходит без ускорений, с силой тяги и соответственно с величиной тока, отвечающими равномерному движению поезда на принятом постоянном уклоне.
Обычные методы расчетов рудничной электровозной откатки весьма просты, удобны для эксплуатационных расчетов и для выбора элементов при проектировании. При некоторых допущениях в общепринятых тяговых расчетах они становятся совсем элементарными. Весьма упрощается тяговый расчет с введением так называемого уклона равного сопротивления, т. е. такого уклона пути, при котором сила тяги при движении электровоза в грузовом и порожняковом направлениях одинакова. Элементарным становится расчет проверки тяговых двигателей по нагреву, если допустить, что сила тока прямо пропорциональна силе тяги двигателя. Вносятся также значительные упрощения в расчеты по определению элементов питающих сетей, преобразовательных подстанций и по расходу энергии. Простота вычислений является достоинством существующих методов расчета подземной электровозной откатки, тем более, что в большинстве случаев эти допущения и упрощения незначительно влияют на точность расчета. Однако в ряде случаев существующие расчеты неполны и не дают окончательного ответа. В частности, это наблюдается в тяговых расчетах. В задачу тяговых расчетов входит определение элементов подвижного состава электровозной откатки — величины состава поезда и сцепного веса электровоза.
Произведенные наблюдения электровозной откатки на рудниках Коунрада, Магнитогорска, Караганды и Черемхово выявили значительное несоответствие производительности с проектными данными. В ряде случаев фактическая производительность электровозной откатки не достигала и 50% от расчетной. Хронометражные данные по Магнитогорскому руднику открытых горных разработок, а также но шахтам Черемховского угольного бассейна, свидетельствуют о непроизводительном расходовании времени на различные задержки и аварии из-за несогласованности в работе отдельных звеньев транспорта, транспорта с участками и карьерами, из-за отсутствия графика движения и плохого состояния путей и подвижного состава. В данной работе ставится целью осветить некоторые вопросы, связанные с работой собственно электровозов. Установлено, что низкая производительность электровозной откатки объясняется также плохим сцеплением колес электровоза с рельсами, что работа собственно электровоза не отвечает проектным данным. Фактические скорости движения электровозов едва достигают 50% скоростей, полученных по характеристикам двигателя, и величина состава поезда много меньше расчетной. В статье даны предложения по увеличению фактической производительности электровозов в шахтных условиях.
