电机车辆的使用与功能

1 我国煤矿井下运输的现状目前，我国煤矿井下大巷运输主要采用架线电机

车牵引的运输方式。这种运输方式的优点是：牵引力较大，爬坡能力强，运输效
率高，运输成本低，无废渣废气产生，可以实现电气制动；其缺点是：容易产
生杂散电流使井下金属器材受到腐蚀，电机车运行时，其受电器与架线之间产
生的火花对沼气矿井的安全是一个严重的威胁，由于电压较高，易造成人身触
电伤亡事故，供电电流高次谐波成分对通风也会产生干扰，架线式电机车需建
造牵引变电所和接触电网，初期投资较大，建设周期长。
　　为确保运输安全，《煤矿安全规程》对架线电机车运输的轨道、轨型、轨道绝
缘、轨道回流阻值、电压、架线高度、信号设施、机车速度和机车的制动等作出了明
确的规定。随着科学技术的进步，新技术新工艺的应用，安全投入的增加，上述
问题在一定程度上得到解决。为满足《煤矿安全规程》对机车运行速度和机车制动
规定（即列车制动距离每年至少测定一次，运送物料时不得超过

40m，运送人

员时不得超过

20m；两台机车在同一轨道同一方向行驶时，必须保持不小于

100m 的距离；运送人员时，列车速度不得超过 4m／s.）的要求，各煤矿企
业都在积极解决架线电机车运输的制动问题，下面对

ZK 7 10 型架线电机车的

制动问题进行分析。
　　

2 对 ZK 7 10 型架线电机车制动距离的分析机车制动距离就是开始施闸到

列车完全停止的时间内机车滑行的距离。机车施闸的制动过程分两个阶段：空行
程阶段和实际制动阶段。空行程阶段是司机开始施闸，闸瓦与车轮踏面开始接触
的过程，这个阶段闸瓦尚未与车轮踏面接触，没有制动力，机车保持原行驶状
态继续向前行驶。实际制动阶段是闸瓦与车轮踏面接触后，开始施加压力产生制
动力，列车受制动力的作用开始减速滑行到完全停止的阶段。前者列车运行的距
离称为制动空行程距离，后者列车运行的距离称为列车的实际制动距离。《煤矿
安全规程》规定的列车制动距离表达式为：

I g＝I k＋I zhi 式中：I g 为规定的

制动距离（运送物料时为

40m，运送人员时为 20 m）；I k 为制动空行程距离，

m；I zhi 为实际制动距离，m.式中：V 为机车运行速度，m／s；t k 为制动空
行程行驶时间，

s.

　　目前煤矿使用最广的是

ZK 7 10 型架线式电机车，制动方式为闸瓦制动和

电气动力制动，最常用的是手动闸轮操作的闸瓦式制动。其操作方便，但制动空
行程时间较长。结合实际情况，闸瓦与车轮踏面的正常间隙按

3mm 计，因手动

闸轮要通过螺旋副拉动制动杆，使闸瓦压向车轮施闸，这个过程至少也在

3s 以

上。

ZK 7 10 型架线式电机车正常运行的平均速度按 4.4m／s 计，手动施闸制

动的空行程时间按

3s 计，则制动空行程距离为 13.2m.运送人员时速度按 4m

／

s 计，则制动空行程距离为 12m.

　　根据上面的公式，在闸瓦制动作用下的实际制动距离为：规定的制动距离
减去制动空行程距离，故运送物料时的实际制动距离仅为

26.8m，运送人员时

的实际制动距离仅为

8m.可见，目前常用的手动闸轮操作的闸瓦式制动方式很

难满足《煤矿安全规程》要求。
　　

3 对 ZK 7 10 架线电机车牵引能力的分析机车实际运行中，其牵引能力是

按能满足启动黏着条件、牵引电动机温升条件和制动条件来计算。以

ZK 7 10 型

架线式电机车为例，在

0.3％的坡度上，如果按满足启动黏着条件计算：ZK7