Чешские взрывозащищенные рудничные дизелевозы

Павел Мохельник, Петр Коварж, фирма Ferrit (Чехия)

В угольной промышленности Украины и России на шахтах III категории и сверхкатегорных в основном используются дорогостоящие и трудоемкие обслуживания 8-тонные аккумуляторные электровозы. В тоже время в CША, Германии, Великобритании, Чехии, Словакии и в других странах накоплен многолетний положительный опыт производства и применения в угольных шахтах дизелевозов.

По сравнению с аккумуляторным дизельный привод обладает следующими преимуществами: сокращаются капитальные затраты и эксплуатационные расходы; отпадает необходимость в сооружении зарядных камер и проведении трудоемких операций по зарядке и замене аккумуляторных батарей; уменьшается масса и габариты машины при одинаковых мощности и радиусе действия; достигается максимальная автономность локомотива; обеспечивается независимость тягового усилия от времени работы в течение всей смены; увеличивается мощность при равных габаритах по сравнению с аккумуляторными электровозами.

В связи с вышеизложенным, а также учитывая увеличение длины откатки (свыше 4–5 км) и удорожание стоимости тяговых аккумуляторов, целесообразно, по нашему мнению, рассмотреть вопрос о переводе рельсового транспорта шахт на дизелевозную откатку и закупать у чешской фирмы Ferrit дизельные локомотивы.

Параметры дизелевозов фирмы Ferrit, изготавливаемые в соответствии со стандартом СЭВ – СТ 4387-83 «Дизелевозы подземные. Технические требования», приведены в табл. 1.

Как видно из табл. 1 чешские дизелевозы существенно отличаются между собой мощностью привода и габаритными размерами. При этом в частности, габаритные размеры ДГ 70 и ДГ 100 близки к российскому аккумуляторному электровозу АРП 14 (высота ДГ70 на 80 мм больше), но длительная мощность дизелевозов в 2.5–3 раза выше, чем у АРП14, причем в течение рабочей смены она остается неизменной.

Все типы дизелевозов, поставляемые фирмой Ferrit, имеют сходную компоновку. На них используется одинаковые пневматическое, электрическое и другое вспомогательное оборудование, устройства пуска и аварийной остановки дизельного двигателя, пожаротушения, измерительные и контрольные приборы, гидравлическая и пневматическая арматура.

Дизелевозы состоят из трех частей: двух кабин и машинного отделения. При спуске в шахту кабины могут быть демонтированы. На локомотивах применяются взрывозащищенные малотоксичные дизельные двигатели с водяным охлаждением и с косвенным впрыскиванием топлива. Водяной насос, являющийся составной частью двигателя, обеспечивает циркуляцию воды через охладитель.

Крутящий момент передаётся от дизельного двигателя на оси локомотива гидростатической передачей. Гидронасос гибкой муфтой соединен с дизельным двигателем. У дизелевозов со сцепной массой 10 т и менее оба осевые редуктора соединены между собой карданным валом, а гидронасос встроен в задний осевой редуктор. Дизелевозы имеют нормально замкнутые системы торможения - механическую и гидравлическую. Механический тормоз действует при неработающем дизельном двигателе или когда рычаг реверсора находится в нулевом положении. При этом рычаг ручного тормоза находится в обеих кабинах. Для рабочего торможения локомотива используется гидравлический тормоз, управление которым состоит из перемещения рычага реверсора в положение «0».

Всасывающий трубопровод дизельного двигателя оснащен пластинчатыми пламегасителями. Очистку всасывающего воздуха производит воздушный масляный фильтр. Выхлопные газы выводятся через трубопровод и шариковые пламегасители в кондиционер (жидкостный нейтрализатор), наполненный водой, что предотвращает случайный выброс пламени в рудничную атмосферу.

Трубопровод между дизельным двигателем и кондиционером охлаждается водой, подаваемой орошающим водяным насосом, приводимым во вращение от дизельного двигателя. При расходовании воды в водяном баке срабатывает устройство аварийной остановки, которое останавливает дизельный двигатель в течение не более 100 сек. На выхлопной трубе за системой орошения установлено плавкое предохранительное устройство, срабатывающее при температуре 145°C±10° и также в течение 100 сек. останавливающее двигатель.

Запуск дизельного двигателя обеспечивает пневматическая система пуска низкого давления. Воздушный стартер установлен на двигателе и действует на зубчатый венец маховика. Воздух для запуска подается из воздухосборников, резерв воздуха в которых при давлении 0.6 МПа позволит осуществить 1–2 пуска теплого двигателя.

Все контрольные приборы находятся в кабине в поле зрения машиниста дизелевоза. Управляющие рычаги расположены удобно, легко доступны и управляемы. Оснащение обеих кабин одинаковое за исключением следующих элементов: ручной огнетушитель расположен только в передней кабине, а кнопка «СТАРТ» для запуска дизельного двигателя, манометр давления воздуха, клапан для подключения внешнего источника давления, спидометр с указателем моточасов, манометр рабочего давления в гидравлической системе находятся только в задней кабине. В обеих кабинах находятся термометры охлаждающей жидкости дизельного двигателя и гидравлического масла, манометр давления масла дизельного двигателя, спидометр со счетчиком пройденного пути, контрольная лампа зарядки аккумуляторной батареи (на фаре).

Управляющий рычаг частоты вращения дизельного двигателя (рычаг акселератора) выполнен съемным. Рычаг, управляющий направлением движения локомотива, и рычаг реверсора можно снять только в нейтральном положении, когда локомотив заторможен гидравлической системой и независимо от того, работает дизельный двигатель или находится в покое.

Дизелевоз можно буксировать другим тяговым средством после выведения гидрогенератора из гидравлического контура.

Песочница установлена по сторонам в средней части локомотива. Она управляется вручную из обеих кабин локомотива.

Дизелевоз оснащен углекислотным огнетушителем, подающим углекислый газ во всасывающий и выхлопной трубопроводы, а также к впрыскивающему насосу дизельного двигателя и к топливному крану. При открывании баллона с углекислым газом дизельный двигатель должен остановиться за время не более 25 сек.

Электрооборудование дизелевоза имеет взрывозащищенное исполнение РВ на напряжение 12 В и содержит генератор переменного тока с выпрямителем, аккумуляторную батарею с регулятором напряжения и главным выключателем, две фары с переключателями ближнего и дальнего света с лампочкой контроля зарядки аккумуляторов, соединительные провода.

Исполнение кабин обеспечивает машинисту локомотива хороший обзор и защищает его от случайной травмы. Кабины имеют выход на обе стороны.

С целью увеличения мощности и тягового усилия на крюке по сравнению с ДГ 35 Д.0 по техническим требованиям ННЦ ГП-ИГД им. А.А.Скочинского фирмой Ferrit разработан спаренный дизелевоз 2 ДГ 35 Д.0.

Схема спаривания дизелевозов обеспечивает управление обеими секциями из передней или задней по ходу кабины. Управление режимами тяги и торможения, управление стояночным тормозом, системой пожаротушения и освещения осуществляется из той кабины, в которой находится машинист. Управление звуковой сигнализацией, устройствами перевода стрелок осуществляется аппаратурой одной секции. При выходе машиниста из кабины движущегося дизелевоза торможение осуществляется двумя секциями одновременно. Спаренные дизелевозы соединяются между собой жесткой механической сцепкой со стопорным устройством, рассчитанной на разрывное усилие не менее 600 кН. Конструктивная схема обеспечивает быстрое и безопасное соединение и разъединение дизелевозов. Расчетное тяговое усилие спаренных дизелевозов принимается равным сумме соответствующих усилий отдельных секций. Спаренные локомотивы перевозят состав массой не менее суммы нормативных масс, перевозимых каждой секцией в одиночном режиме. Стояночное и рабочее торможение спаренных дизелевозов осуществляется при одновременном торможении обеих секций. Межсекционные гидравлические, электрические и пневматические соединения защищены от механических повреждений. При разъединении секций включается экстренное торможение, что исключает разрыв гидравлических, электрических и пневматических сетей.

Для того, чтобы правильно выбрать допустимую массу прицепного состава и не перегружать дизелевоз, не загазовывать горные выработки выхлопными газами выше допустимых норм, ННЦ ГП-ИГД им. А.А.Скочинского разработана методика и программа расчета на ПЭВМ IBM дизелевозной откатки с учетом вентиляции горных выработок, состояния рельсового пути, ограничения по мощности дизельного двигателя.

Широкому внедрению дизелевозов препятствуют меньшие в России предельно допустимые концентрации ПДК вредных веществ в атмосфере горных выработок по сравнению с зарубежными (табл. 2). Расход воздуха, требуемый для проветривания горной выработки за рубежом, составляет 5 м3 в минуту на 1 л.с. мощности дизелевоза, в России эта величина в 2.5–4 раза выше.

Допустимая температура нагрева открытых поверхностей дизеля за рубежом также выше российских норм. Например, в США эта температура равна 205°С, а на Украине она не должна превышать 150°С.

Объем внедрения дизелевозов на любой шахте будет определяться количеством воздуха, проходящего по транспортным выработкам. Все действующие в настоящее время в странах СНГ нормативные документы, регламентирующие применение дизельной техники в угольных шахтах, устарели и требуют обновления. «Временные нормы и технические требования для безопасной эксплуатации дизельных локомотивов (машин) в угольных шахтах» были разработаны в МакНИИ и утверждены Госгортехнадзором СССР в 1975 г. В 1974 г. были изданы «Правила изготовления транспортных средств с дизельным приводом для угольных и сланцевых шахт».

При увеличении ПДК окислов азота в шахтной атмосфере до 10 мг/м3 или до 0.0005% по объему, дизелевозы можно будет применять во всех транспортных выработках шахт выше II категории.

Применение дизелевозной откатки позволит увеличить ее производительность на 30–40%, уменьшить число локомотивов на 15–20% по сравнению с аккумуляторными электровозами. При длине откатки свыше 3–4 км и невыдержанном профиле рельсового пути преимущества дизелевозов значительно возрастают. Если принять приведенные затраты на контактную откатку за 100%, то аналогичные затраты на дизелевозную откатку будут равны примерно 120–140%, а на аккумуляторную 180–200%.

В заключение необходимо отметить, что в настоящее время стоимость аккумуляторных электровозов не только сравнялась, но и превышает стоимость дизелевозов.

Чешские дизелевозы успешно работают в Словакии, Чехии, Польше, Болгарии, Испании, Румынии, Эстонии, Казахстане, России и на Украине. 

Журнал "Горная Промышленность" №2 2002