Шахтный электровоз
Шахтный электровоз (локомотив) — самоходное тяговое средство, приводимое в движение электрическими двигателями, получающими энергию от внешнего источника тока через контактную сеть или за счет индуктивной связи, а также от собственных тяговых аккумуляторных батарей.
Шахтные электровозы предназначены для транспортировки составов вагонеток с грузом, материалами и/или людьми по железным дорогам узкой колеи (550—900 мм) с уклоном от 0,005 до 0,05 в подземных горных выработках, а также на поверхности шахт и рудников.
Шахтные электровозы, наравне с другими техническими устройствами, должны иметь допуск органов государственного технического надзора на применение в опасных производственных условиях угольной промышленности.
Содержание
История создания
Создание первого рудничного локомотива связано с реализацией идеи немецкого инженера Вернера фон Сименса. В 1879 году на Германской промышленной выставке демонстрировался электровоз с тяговым усилием 3 тн, созданный Сименсом. Локомотив использовался для катания посетителей по территории выставки. Скорость составляла 6,5 км/час, локомотив питался от третьего рельса постоянным током напряжением 160 вольт.
В 1882 году фирмой «Siemens & Halske» был построен первый рудничный электровоз, который был введен в эксплуатацию на одной из шахт Германии.
Важный вклад в создание электровоза внес американский изобретатель Лео Дафт. В 1883 году он построил свой первый электровоз «Ампер». Эта машина весила две тонны и могла тянуть десять тонн с максимальной скоростью 9 миль в час (16,7 км/час), а ее мощность составляла 25 л.с. — значительный прогресс по сравнению с электровозом Сименса. После «Ампера» Дафт построил более мощные локомотивы «Вольта» (Volta) и «Пачинотти» (Pacinotti).
Специфические особенности электрической тяги привлекли к электровозам внимание многих горнопромышленных предприятий и фирм.
Первый рудничный электровоз был приобретен Россией за границей в 1907 году для шахты «Княжеская» на Урале. Чуть позже было закуплено ещё некоторое количество электровозов для работы на угольных копях. Производство шахтных электровозов отечественной промышленностью было начато в 1924-25 годах, однако оно носило единичный характер и закупки электровозов за границей продолжались. Основными поставщиками шахтных электровозов являлись фирмы AEG, «Сименс», «Гринвуд и Бетли», «Гудмен» и другие. Всего с 1924 по 1932 год импорт шахтных электровозов составил 200 единиц, при этом отечественные заводы не спешили с разработкой собственных моделей.
В соответствии с постановлением наркома тяжелой промышленности Г. К. Орджоникидзе от 7 апреля 1932 года с 1932 года были сняты с импорта все промышленные электровозы и специальный электрический подвижной состав. В это же время отечественные заводы начали серийную постройку аккумуляторных электровозов 1-АР-113 (600 мм) и 3-АР-113 (900 мм) (1 и 3 — масса электровоза в тоннах, АР — аккумуляторный, рудничный). Все электрическое оборудование для них изготовил завод «Динамо», а механическое — Подольский крекинг-электровозостроительный завод. Изготовление шахтных электровозов наладили на Харьковском заводе и на на Торецком механическом заводе в г. Дружкове. Постройкой электровозов для промышленности занялись Новочеркасский и Днепропетровский электровозостроительные заводы. Во время войны часть оборудования из Подольска и завода «Динамо» было эвакуировано на Урал, там после войны на Александровском машиностроительном заводе возобновили выпуск электровозов для шахт. В связи с возросшим выпуском отечественных шахтных электровозов в конце 50-х годов ввели единую систему обозначения, где первая цифра обозначала массу электровоза в тоннах, затем через тире «КР» или «АР» (контактный рудничный или аккумуляторный рудничный соответственно), затем в аккумуляторных электровозах взрывобезопасного исполнения добавилась буква «В», после которой шло буквенно-цифровое обозначение модели.
Одновременно с применением в угольной промышленности шахтные электровозы приспосабливались для работы и в других отраслях народного хозяйства — на карьерах, комбинатах стройматериалов, кирпичных и стекольных заводах. В случае применения контактных электровозов на открытом воздухе — увеличивалась высота подвески контактного провода (поднимался токоприемник), электровозы оборудовались стандартными сцепными приборами и, как правило, устраивалась более просторная кабина для машиниста.
Классификация шахтных электровозов
Шахтные электровозы классифицируются по:
- сцепному весу: электровозы легкого типа — от 2,0 до 7,0 тн; среднего — от 7,0 до 10,0 тн; тяжелого — > 10,0 тн;
- видам исполнения: электровозы рудничные нормальные — РН; рудничные повышенной надежности — РП; рудничные взрывобезопасные — РВ;
- роду энергии: электровозы постоянного тока, электровозы переменного тока повышенной частоты;
- способу подвода энергии: электровозы с автономным источником питания (аккумуляторные); электровозы с внешним источником питания (контактные или бесконтактные);
по назначению: магистральные электровозы (для откатки грузов по главным откаточным выработкам); маневровые электровозы (для выполнения маневровых работ); вспомогательные или участковые электровозы (для работы на участковых вентиляционных и откаточных выработках).
Кроме того, шахтные электровозы различаются по:
- системе управления тяговыми двигателями;
- системе питания тяговых двигателей;
- способу торможения;
- расположению кабины;
- ширине колеи;
- конструкции рамы и т. д.
Выбор типа электровоза определяется технико-экономическим расчетом с учетом горнотехнических и горно-геологических условий эксплуатации на шахте.
Направления совершенствования
Для удобства эксплуатации практически все электровозы одной весовой категории разных заводов унифицированы по большинству сборочных узлов. Некоторые типы электровозов, ранее выпускаемых машиностроительными заводами Украины и России, сняты с серийного производства, но продолжают эксплуатироваться на угольных шахтах.
Основное внимание при создании новых шахтных электровозов уделяется повышению скорости их движения; увеличению энергоемкости аккумуляторных батарей; повышению тяговых и тормозных свойств; унификации узлов и деталей; обеспечению безопасности движения и комфортности работы машиниста.
Производители шахтных электровозов
В настоящее время разработка и выпуск шахтных (рудничных) электровозов осуществляется на предприятиях:
- ОАО «Александровский машзавод» — контактные электровозы 7КРМ1, К14М, К10, К4;
- ЧАО ПКФ «Амплитуда» — аккумуляторные электровозы АРП8Т, 2АРП8Т, АРП5Т, АРП7Т, АРП2Т (аналоги АМ8Д, 2АМ8Д, 4,5АРП, 7АРП, АК-2У), АРВ5Т и контактные электровозы 4КА, 7КА, 10КА, 14КА (аналоги 7КР, К-10, К-14);
- ОАО «Дружковский машзавод» — аккумуляторные электровозы АВ8Т, АРВ10ГЭ, АМ8Д, 2АМ8Д, АРП10Г, АРП14 и контактные электровозы ЭК10Т, ЭК10Р;
- ОАО «Кыштымское машиностроительное объединение» — контактные электровозы ЭКРА-600;
- ОАО «Новочеркасский электровозостроительный завод» — аналог контактного электровоза К-10 под обозначением КН10;
- ОАО «Русская горно-насосная компания» (бывший ЗАО «Ясногорский машзавод») — аккумуляторные электровозы АРП7, АРВ7, А8, В8, 2А8, 2В8, А5,5.
- ОАО НПП «Энергия» — аккумуляторные электровозы ЭРА-В10Д, ЭРА 900 В9, ЭРА 900 П8.
Литература
- Подземный транспорт шахт и рудников. Справочник / Под общ. Ред. Г. Я. Пейсаховича, И. П. Ремизова. — М. : Недра, 1985. С 565.
- Машины и оборудование для угольных шахт: Справочник / Под ред. В. Н. Хорина — 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Недра, 1987. С 424.
- Краткий справочник горного инженера угольной шахты. Под общ. Ред. А. С. Бурчакова и Ф. Ф. Кузюкова. 3-е изд., перераб. и доп. — М.; Недра, 1982. С. 454.
- Украинская техника для угольных шахт: Каталог. / Под общ. ред. В. В. Косарева — Донецк: АСТРО, 2008. С. 321 ISBN 978-966-8992-11-7
- Шахтный подземный транспорт: Справочное издание. — В 2-х т. — Шахтный локомотивный и рельсовый транспорьт. — Т. 1. / Под общей ред. Б. А. Грядущего. Изд. 2-е перераб. и доп. — Донецк: «ВИК», 2011. С. 480.
