煤礦用采煤機電纜線芯斷裂問題的分析與預防

蘭天安

摘 要：煤礦資源是我國重要的能源，隨著經濟的發展，煤礦的開采量也逐漸的增大。當前煤礦開采的機械化、自動化、智能化程度不斷提升，采煤機作為主要的采礦機器，其運行狀況直接決定了采礦的效率，但是，采煤機電纜線芯在運行的過程之中經常會出現斷裂的問題，從而影響了采煤效率和煤礦產量。文章主要分析了采煤機電纜線芯斷裂的主要原因，并提出了相應的問題預防對策。

關鍵詞：煤礦；采煤機電纜；線芯斷裂問題；分析與預防

采煤機生產效率的提高，不可避免的給電纜線芯造成更大的負擔，通常而言，生產效率和電纜線芯的機械損傷疲勞程度呈現指數增長的趨勢，而且采煤機電纜線芯斷裂的維修費用較高，嚴重影響了采煤效率，因此，加強對于電纜線芯斷裂問題的研究，并進行有針對性的預防措施就顯得至關重要。

1 煤礦用采煤機電纜芯斷裂的原因

1.1 材料加工控制不當

電纜線芯的加工至關重要，如果加工工藝控制不當就會造成電纜質量出現問題。例如在電纜的加工當中，要進行電纜的拉絲或者淬火處理，以提高電纜的抗拉程度，但是如果溫度控制不當，就會造成電纜線芯銅單絲的氧化過度，從而造成其材質變脆，再者在電纜擠絕緣后的硫化過程中，如果進入水分或者絕緣材料高溫釋放出酸性物質，也會造成內部銅絲的腐蝕，從而影響了其斷裂伸長率，也降低了導體的耐彎曲性能。

1.2 線芯束絞節徑比較大

一次束導線的絞合節徑增大，往往會造成其彎曲半徑變大，同時也降低了電纜的耐彎曲性能。因此，電纜一次線芯束的絞節徑有著明確的規定，按照相關的標準規定，通常一次束絞導線的節徑不超過25，同時復絞線的絞合節徑比不大于30，而對于內層的絞合節徑比也有著嚴格的規定，通常而言，對于內層的絞合節徑比不超過20，而外層的絞合節徑比不超過14。但是部分生產廠家對于絞合節徑比的控制不當，例如：對于國家標準的理解錯誤或者設備精密度等原因，往往造成電纜線芯的絞合節徑比超過標準的數值，甚至有些產品的超標率超過了30%，從而造成電纜的耐彎曲性較差，在運行的過程中容易出現斷裂。

1.3 纜芯絞合節徑比較大

采煤機的電纜有著較高的質量要求，尤其是對于電纜線芯的絞合節徑比，根據MT818的相關質量規定，標準的電纜芯絞合節徑比應當小于10，但是在電纜芯絞合完成后，要進行一系列后續的處理，例如要進行電纜的復繞、擠護套等處理，因此后續生產工藝的影響也造成了最終產品電纜的節徑超過了標準要求，降低其柔軟度，增大了斷裂的概率。

1.4 絕緣材料的影響

絕緣材料的作用主要體現在兩個方面，一方面是絕緣材料可以發揮其絕緣作用，保證電纜的正常使用，另一方面絕緣材料可以對電纜的線芯起到一定的保護作用，避免電纜受到的應力過度集中。因此，絕緣材料的質量控制至關重要，通常而言要想保證良好的絕緣性能，絕緣材料的含膠量要大于35%，只有保證足夠的含膠量才能保證絕緣材料有良好的絕緣性能和良好的機械性質，但是由于電纜絕緣材料在生產過程中，其含膠量的控制不當，造成了其伸長率、抗拉強度和拉伸回縮率不合格，不能充分發揮其對于電纜線芯的保護作用，也降低了電纜的使用壽命。

1.5 使用過程中的影響

采煤機的工作原理是：在機器的帶動作用下，采煤機在其固定的軌道上上下移動，同時保持在軌道斜面上的向前運動，采煤刀就會一層層的把煤礦割掉，而電纜會隨著采煤機的機械運動而上下運動。通常而言在采煤的過程中，并沒有對電纜施加應用，但是如果電纜槽中進入了雜物，就會造成電纜的移動阻力增大，從而造成采煤機推動電纜行走的現象，從而對電纜造成了破壞，長時間的運行會造成電纜的疲勞斷裂。此外在采煤機運行的過程中，電纜最小彎曲半徑過小，就會造成電纜的超負荷運行，從而影響了使用壽命。

2 煤礦用采煤機電纜線芯斷裂預防的方法

2.1 避免銅絲氧化

在電纜線芯的加工過程中，要選擇合理的加工工藝，避免加工過程對銅絲造成氧化破壞，例如在淬火過程中，可以采用氮氣保護的策略來保護銅絲，同時也可以有效的控制單絲的伸長率，保證其柔軟度。此外在加工的過程中要按照國家標準，采用良好的絕緣材料，例如可以采用異丙基橡膠作為絕緣材質，減少硫的使用量，或者不使用硫，以提高絕緣材料的性能。

2.2 控制導體絞合與成纜節徑比

導體絞合節徑比對于對于電纜線芯的性能影響較大，因此要按照相關的國家規定設計絞合工藝，在加工的過程中，要縮小理論節徑比，可以下調10%到15%的比例，保證產品的節徑比滿足實際使用的需要。

2.3 絕緣材料的選擇

對于絕緣材料的選擇，首先要考慮其抗張強度和斷裂伸長率，這是提高電纜性能的關鍵，通過研究顯示，絕緣材料的性能和其生產工藝有密切的關系，良好的生產處理工藝可以保證絕緣材料具有良好的絕緣性能和抗拉強度，因此在絕緣材料配比的選擇上，要優化配方組成和煉膠工藝以及硫化工藝，保證絕緣材料的性能符合標準要求。此外要設計過程中，要充分考慮設計余量，尤其是要保證絕緣材料的膠料含膠量合格，不能只考慮成本因素而忽略了其應用性能。

2.4 合理選擇采煤機

設計合理的電纜槽可以加強對于電纜的保護，在設計過程之中，要結合電纜的選型，保持電纜規格型號和電纜槽的一致性。此外要結合采煤機的功率和控制方式，設計合理的電纜槽，避免電纜在往復運動的過程中，由于電纜槽的設計不合理而造成電纜的損壞。再者要加強對于采煤機電纜薄弱環節的保護，避免電纜受力集中而產生過度彎曲。例如在電纜連接處，可以設計U型喇叭口，避免電纜的過度彎曲，也可以在適當的位置增加鋼絲牽引，在采煤機的運行過程中，由鋼絲來進行牽引，避免電纜本身的受力集中。通過額外設計保護可以有效提高電纜線芯的使用壽命，降低了其出現故障的的概率，同時這些設計也不會增加生產成本。

2.5 增強控制線芯的性能

通常而言增強線芯的柔軟性、導體強度、相對滑移性可以有效降低電纜斷裂的發生。首先是對于其柔軟性的控制，要控制線芯導體和成纜節徑比的關心，增加導線單絲根數，并采用復絞結構，增強電纜線芯的柔軟度和剛度，此外也可以降低成纜節徑比，增強線芯的抗彎曲伸縮。再者是導體強度的控制，可以在線芯中添加強度較高的纖維絲，提高導體的性能，當電纜受到較大的拉應力時，首先承受應力的是線芯中的纖維絲，從而保證了電纜線芯不受到破環。最后是對增強線芯之間的相對滑移性，為了保證在電纜彎曲、拉伸過程中，控制線芯具有相對的滑移性，以保證應力的及時分散和均勻，我們先在單根控制線芯外均勻涂敷滑石粉，然后繞包一層耐高溫滑移帶，控制線芯成纜后，再繞包一層聚酯膜或加強無紡布，使控制線芯在受力時能夠得到一定的緩沖，從而延長控制線芯的使用壽命。

2.6 現場管理

在煤礦開采中要做好現場管理工作，保證采煤機處于正常的運行狀態，例如要及時的清理電纜槽，避免電纜槽中的雜物影響電纜的運行軌跡，從而減少了電纜線芯斷裂的發生。此外要清除采煤現場的雜物，保證各個施工設備擺放整齊，防止現場的其他工具對電纜絕緣層造成割傷等問題的發生。

3 結束語

總而言之，采煤機的電纜線芯使用壽命直接決定了采煤的效率和生產能力，因此要采取預防措施來提高電纜線芯的斷裂問題。因此在電纜的生產過程中，要控制電纜線芯的生產工藝，大大改善電纜的柔軟性、強度和抗拉伸能力，提高電纜的質量和使用壽命。

參考文獻

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