第四章矿井窄轨铁路运输设备目前我国煤矿的运输机车基本都是电机车，使用的是直流串激电动机。按供给直流电源的方式分，有架线式和蓄电池式两种。架线式电机车的供电方式如图4-1所示。交流电在变流所整流后，正极接在架空线上，负极接在轨道上。架空线是沿运行轨道上空架设的裸导线，机车上的受电弓与架空线接触，将电流引入车内，经车上的控制器和牵引电动机，再经轨道流回。因此架线式电机车的轨道必须按电流回路的要求接通。图4-l架线式电机车的供电系统1-牵引变流所；2-馈电线；3-架空线；4-受电弓；5-矿车；6-轨道；7-回电线架线式电机车运行时，受电弓与架空线间难免产生火花，《煤矿安全规程》规定，只能在低沼气矿井进风（全风压通风）的主要运输巷道内使用，巷道支护必须使用不可燃性材料。蓄电池式电机车由车上携带的蓄电池供电，运输线路不受限制，但需要充电设施，蓄电池放电到规定值时需更换。蓄电池式电机车有矿用增安型和矿用防爆特殊型两种。增安型的电动机、控制器、灯具、电缆插销等为隔爆型或增安型，蓄电池和电池箱为普通型。防爆特殊型的电动机、控制器灯具、电缆插销等为隔爆型，蓄电池为防爆特殊型。蓄电池式电机车两端设司机室，对安全运行有利。矿用电机车在井下巷道运输中得到广泛应用，它有下列些优点：①牵引力大。机车采用直流串激牵引电动机，该电机特性能使机车获得较大的牵引力。②维护费用小。电机车运行速度较高，最高可达26km／h，而且只用司机一人操作就可以，所需辅助人员少，维护简单，动力消耗不大。③可改善劳动条件。电机车运行不受气候的影响，由于采用电力拖动，不会产生废气，避免了空气污染，大大改善了劳动条件，保证了井下工人的安全。电机车运输的缺点：基建投资较大(架线式电机车要铺设轨道、安架空线、设牵引变流所)；架线式电机车需要有较大的巷道断面，会产生不良的泄漏电流，而蓄电池式电机车蓄电池组成本较高。电机车运输的发展方向：①电机车运输高度自动化；②使用新型电机车，如德国采用了交流工频架线式电机车；③改进矿车结构，使用大容积的矿车。第二节矿井轨道与车辆4－2标准窄轨的结构1-钢轨；2-道钉；3-轨枕；4-道床；5-底板；6-水沟轨道线路的主要参数:轨距、轨型、坡度、曲率半径。轨距是两条钢轨的轨头内缘的间距,如图4-3所示。国内标准轨距有600，762，900mm。(火车标准轨距为1435mm,窄轨为762和1000mm)因为机车能牵引的坡度很小，所以轨道的坡度用高差和间距之比表示，通常用i表示。矿井用的钢轨属轻轨系列，钢轨的型号用每米长的质量(kg／m)表示。矿用轻轨系列按YB(T)23--86规定有9，12，15，22，30kg／m五种。矿用钢轨不仅要耐磨还要耐腐蚀。道岔：是轨道线路的分支装置，如图4-4。道岔由基本轨、尖轨、辙叉、护轮轨、转辙轨、转辙机构及一些零件组成。道岔按轨距轨型有标准系列规格。搬动道岔的转辙机构有手动搬道器、弹簧转辙器和电动转辙机。在特定的运行条件下可使用弹簧转辙器。用电动转撤机对道岔可进行远距离操作和监视，现已有定型产品。主要运输巷道轨道的维修质量必须符合下列要求：(1)更换钢轨时，应选用同类型钢轨；(2)扣件齐全、牢固并与轨型一致，轨道接头的间隙不得大于5mm，高低和左右错差都不得大于2mm；(3)两条钢轨顶面除曲线段外，高低差不得大于5mm；(4)轮距的任何部位上、下偏差都必须在+5mm和-2mm范围之内；(5)轨枕的规格数量和间距应符合设计要求，轨枕无失效。轨枕之间道碴填实，道床材质及厚度应符合标准。道床应经常清理，无杂物，无浮煤。架线式电机车使用的钢轨接缝处有专门的技术要求。轨道线路的结构完整，规格达标，是列车安全、稳定运行的基础，不能忽视。二、矿用车辆矿用车辆有标准窄轨车辆、卡轨车辆、单轨吊挂车辆和无轨机动车辆。标准窄轨车辆就是通常说的矿车。这种矿车是目前我国煤矿使用的主要车辆。(一)矿车的类型及标准规格煤矿使用的矿车类型很多，按结构和用途分有以下几种：图4-5矿用车辆(a)固定车箱式(b)翻转车箱式(c)底卸式图4-6正底卸式矿车的卸载1-车箱；2-卸载曲线；3-卸载轮；4-轮对；5-底门转轴；6-底门；7-煤仓图4-7侧底卸式矿车在卸载站开启底门图4-8材料车平板车(6)人车：有座位的专用乘人车。分斜井人车、平巷人车两种。每辆斜井人车上都有防坠装置，在运行中断绳时，能自动平稳地停在轨道上。停车装置有插爪式、抱轨式两种。插爪式斜井人车在运行中断绳时，弹簧-拉杆式开动机构将插爪的锁钩打开，插爪靠其自重下落，插入道床中（如图4-9的虚线位置）。抱轨式斜井人车一般由两节头车和若干辆挂车组成一列，头车上有抱轨式制动装置、开动机构、缓冲装置等（图4-11）。图4-9插爪式斜井人车