EBZ150A掘進機隨機電纜自動拖移裝置分析及應用

劉戰新

（晉煤集團晉圣公司億欣煤業有限公司，山西 沁水 048200）

煤礦井下掘進作業過程中，EBZ150A掘進機隨機所用9mm2電纜只能部分固定于轉載機上，仍需預留一部分電纜放在底板上，方便EBZ150A掘進機轉載機在SJ-80皮帶機尾承載部的前進和后退。轉載機前進后退過程中，一方面會經常擠傷電纜，需派專人看護和移動電纜避免轉載機損傷電纜，另一方面電纜拖在巷道底板的煤泥和水中，電纜外套一旦被掛傷、擠傷，容易造成采掘供電系統頂閘，延誤生產進度，由于存在漏電隱患，也會對人身安全帶來威脅。為了解決150掘進機隨機電纜維護困難的問題，探索和研究一種電纜自動拖移裝置。

1 電纜拖移裝置方案的比較和選擇

在井下生產過程中，根據老工人豐富的現場實踐經驗，初步選定了三套電纜拖移裝置方案，如下所示：

1.1 電纜拖移裝置方案一

圖1 方案一所使用的電纜拖移裝置示意圖

（1）電纜拖移裝置的安裝

如圖1所示，在轉載機運行區段人行側頂板上，間隔30m在頂錨桿上安裝兩個起吊環，在30m長的4分鋼絲繩穿上5組吊環，然后用繩卡配合花籃螺絲將鋼絲繩固定在兩個起吊環上，再將電纜用電纜卡固定在5組吊環上，完成電纜拖移裝置的安裝。5組吊環之間留夠合適長度的電纜，電纜長度滿足轉載機和電纜車之間距離最小時，電纜不拖地，轉載機和電纜車之間距離達到最大時，電纜完全展開的長度滿足要求。

（2）電纜拖移裝置的使用

方案一所示的電纜拖移裝置，150掘進機割煤過程中，轉載機隨之在皮帶機尾承載部上前后移動，拖動電纜在鋼絲繩上前后滑動，實現拖移電纜的功能。當皮帶機尾承載部剩余長度不能滿足150掘進機帶著轉載機前進時，就需要向工作面方向托皮帶機尾，使其能滿足掘進需要。但電纜拖移裝置是固定在巷道頂板上的，隨著皮帶機尾的不斷向前拖動，鋼絲繩的位置不滿足現場需要時，就需要人工拆卸此裝置向前移動，在合適的位置再次安裝以滿足拖移電纜懸掛的需要。

（3）電纜拖移裝置的優缺點

方案一所示的電纜拖移裝置優點是結構簡單便于設計安裝，在現場使用過程中能基本滿足要求。在試驗過程中體現出如下缺點：①需要頻繁拆卸和安裝，并需要使用吊鏈拉緊鋼絲繩，耗費工人大量體力。②吊環在鋼絲繩上前后移動時，易磨損鋼絲繩。③外界因素影響會造成拖移電纜移動不便，如巷道頂板起伏不平，拖移電纜會集中在鋼絲繩較低的一端；使用30m長的鋼絲繩在懸掛電纜時，受拖移電纜自身重量影響，鋼絲繩中部會自然下垂，固定電纜的5個吊環就會向鋼絲繩中部滑動。

1.2 電纜拖移裝置方案二

圖2 方案二所示電纜拖移裝置示意圖

（1）電纜拖移裝置的安裝

如圖2所示，第一步安裝單軌吊：在SJ-80皮帶機尾緩沖架人行側上部巷道頂板懸掛七節單軌吊，并將各節單軌吊相互連接成一條直線。第二步安裝滑動裝置：在單軌吊軌道上安裝五組滑動裝置，再將拖移電纜用電纜卡固定在五組滑動裝置上，完成電纜拖移裝置的安裝。五組滑動裝置之間留夠合適長度的電纜，電纜長度滿足轉載機和電纜車之間距離最小時，電纜不拖地，轉載機和電纜車之間距離達到最大時，電纜完全展開的長度滿足要求。

（2）電纜拖移裝置的使用

方案二所示的電纜拖移裝置，150掘進機割煤過程中，轉載機隨之在皮帶機尾承載部上前后移動，拖動電纜前后移動帶動滑動裝置在單軌吊上前后滑動，實現拖移電纜的功能。當皮帶機尾承載部剩余長度不能滿足150掘進機帶著轉載機前進時，就需要向工作面方向托皮帶機尾，使其能滿足掘進需要。由于電纜拖移裝置是固定在巷道頂板上的，隨著皮帶機尾的不斷向前拖動，單軌吊的總體位置不滿足現場需要時，就需要人工拆卸兩節單軌吊，續接在保留的五節單軌吊裝置前方，以滿足拖移電纜來回移動的需要。

（3）電纜拖移裝置的優缺點

方案二所示的電纜拖移裝置優點是結構相對簡單，單軌吊由七節組成，各節之間相互獨立，作業現場拆裝單節單軌吊不需要放下滑動裝置和托移電纜，節省工人體力，方便拆卸和安裝，在井下現場使用過程中能基本滿足要求。在試驗過程中體現出如下缺點：①當巷道上下山坡度較大時，單軌吊的五組滑動裝置會集中在單軌吊較低的位置，造成拖移電纜移動不便，需要人工輔助移動。②每節單軌吊需要通過吊鉤懸掛在巷道頂板的金屬網上，受單軌吊自重和拖移電纜重量的作用的影響，頂板金屬網變形嚴重，影響巷道支護質量。

1.3 電纜拖移裝置方案三

圖3 方案三所示電纜拖移裝置示意圖

（1）電纜拖移裝置的安裝

如圖3所示，第一步安裝電纜固定架：在SJ-80皮帶機尾緩沖架人行側安裝電纜固定架1，并且在轉載機人行側小跑車橫梁上安裝電纜固定架2，在皮帶機尾緩沖架靠近機尾滾筒的人行側安裝電纜固定架3。第二步安裝定滑輪：在電纜固定架1頂端安裝定滑輪1，在電纜固定架2頂端安裝定滑輪2，在電纜固定架3上安裝定滑輪3，在轉載機小跑車靠工作面一側的輪上方安裝定滑輪4。第三步安裝鋼絲繩：鋼絲繩一端固定在皮帶機尾緩沖架尾部，如圖2所示依次通過定滑輪3、定滑輪4、定滑輪2，然后穿上五組動滑輪，再通過定滑輪1，加上花籃螺絲固定在皮帶機尾緩沖架上。在五組動滑輪下方懸掛的電纜卡上固定上電纜，五組動滑輪之間留夠合適長度的電纜，電纜長度滿足轉載機和電纜車之間距離最小時，電纜不拖地，轉載機和電纜車之間距離達到最大時，電纜完全展開的長度滿足要求。

（2）電纜拖移裝置的使用

割煤過程中轉載機隨著150掘進機前進時，電纜固定架1和電纜固定架3保持不動，其上安裝的定滑輪起到鋼絲繩的導向作用，定滑輪4和電纜固定架2及上面安裝的定滑輪2隨著轉載機向前移動，鋼絲繩通過兩個定滑輪移動，鋼絲繩懸掛電纜部分的長度變長，動滑輪在鋼絲繩上向前滑動，電纜同時被拖長。割煤過程中轉載機隨著150掘進機后退時，電纜固定架1和電纜固定架3保持不動，其上安裝的定滑輪起到鋼絲繩的導向作用，定滑輪4和電纜固定架2及上面安裝的定滑輪2隨著轉載機向后移動，鋼絲繩通過兩個定滑輪移動，鋼絲繩懸掛電纜部分的長度變短，動滑輪在鋼絲繩上向后滑動，電纜合攏水平間距變短。當皮帶機尾承載部剩余長度不能滿足150掘進機帶著轉載機前進時，就需要向工作面方向拖皮帶機尾，使其能滿足掘進需要。由于此電纜拖移裝置是固定在皮帶機尾緩沖部和轉載機上的，不需要拆卸即可滿足要求。

（3）電纜拖移裝置的優缺點

方案三所示的電纜拖移裝置優點是一次安裝成功后即能滿足要求，能自動實現拖移電纜的功能，只需要經常加強各個滑輪的潤滑和鋼絲繩松緊度的調整即可。但在試驗過程中也出現如下缺點：此裝置設計難度大，安裝比較復雜，需要設計合理，固定牢固才能正常使用。

2 三種方案的綜合比較和選擇

方案一中的電纜拖移裝置結構簡單，但是使用和維護不便，并受外界條件影響很大。方案二中的電纜拖移裝置結構相對簡單，使用和維護比較方便，但是受巷道起伏影響很大，同時破壞頂板金屬網。方案三中的電纜拖移裝置使用和維護很方便，但是設計安裝復雜。通過三種方案在井下試驗中的初步比較，發現電纜拖移裝置的日常使用和維護非常重要，同時拖移裝置必須降低對外界條件的依賴，故我們選擇第三套電纜拖移裝置作為井下掘進作業中使用的150機組隨機電纜自動拖移裝置。

3 電纜自動拖移裝置的試驗和改進

選定電纜自動拖移裝置的方案后，王臺綜掘二隊在王臺鋪煤礦機電科和王臺更新廠的支持下，對電纜拖移裝置進行了具體的設計、試驗和改進。

3.1 隨機電纜自動拖移裝置設計

（1）為保證電纜能跟隨轉載機自由前進后退，而且下垂后不會接觸底板，不會扯掛皮帶機尾上的馬鞍架，不會被轉載機小跑車擠傷，確定使用5組動滑輪，并確定了電纜固定架1的高度為1200mm。為確保電纜伸長后能滿足要求，我們在裝置上懸掛18m長的電纜。

（2）對18m長的95mm2電纜重量進行了計算，根據電纜的重量對鋼絲繩進行了選取，選取為16×9（13.5mm）4分鋼絲繩。根據鋼絲繩的直徑對滑輪進行設計，主要確定繩槽深度和寬度。

（3）為確保裝置經濟適用，使用周期長，設計三個電纜固定架（高度，強度和結構）。設計定滑輪的安裝位置。

3.2 隨機電纜自動拖移裝置的井下試驗

根據圖2所示加工的電纜拖移裝置，在井下初步試驗運行良好，基本達到自動拖移電纜的目的。但試驗過程中依然發現存在問題：

（1）電纜固定架1和電纜固定架2的強度不夠，需改換材料；

（2）各組滑輪的繩槽寬度過大，易造成鋼絲繩的左右移動；

（3）各組定滑輪不在一個平面上，導致轉載機小跑車易傾斜；

（4）鋼絲繩固定時需注意長度問題，方便在特殊情況自動調節鋼絲繩長度，降低鋼絲繩對電纜固定架的壓迫。

3.3 隨機電纜自動拖移裝置的改進

根據電纜拖移裝置試驗過程中出現的問題，對裝置進行了改進。

（1）電纜固定架抗彎強度不夠，須增加抗彎強度。將材質由鋼板更換為槽鋼，增加支撐點。

（2）定滑輪繩槽過寬，鋼絲繩易偏移。定滑輪繩槽由20mm改為10mm。

（3）在電纜固定架上固定定滑輪的眼位預留左右活動的空間，使幾組定滑輪固定后，能在一個平面上，不影響正常使用。

（4）鋼絲繩的長度已通過花籃螺絲固定牢固，在此基礎上需加裝強力彈簧，以便于特殊情況下保護鋼絲繩不受過大的力拉伸而損壞。

4 結語

綜上所述，150EBZ150A機組隨機電纜自動拖移裝置經過試驗和改進，在井下掘進作業的使用過程中表現良好，一方面降低了工人的勞動強度提高了生產力，另一方面從此避免了拖移電纜維護困難，經常被擠破的難題。這個裝置的試驗成功，給掘進作業創造便利條件，提高了機電安全質量標準化水平。