礦用MG型采煤機(jī)拖纜裝置的優(yōu)化改進(jìn)

趙莉明

（大同煤礦集團(tuán)白洞礦業(yè)有限公司， 山西 大同 037001）

引言

為了更好地保護(hù)井下采煤機(jī)電纜，技術(shù)人員設(shè)計(jì)使用拖纜裝置的電纜夾板對電纜進(jìn)行保護(hù)，這樣采煤機(jī)在拖拽電纜時(shí)不易受損。但如果拖纜裝置由于電纜夾板常常發(fā)生偏移、損壞，會導(dǎo)致電纜很容易受損，更換電纜會浪費(fèi)較多的時(shí)間影響生產(chǎn)[1-2]。

大同煤礦集團(tuán)白洞礦業(yè)有限公司8108綜采工作面主要采用MG型采煤機(jī)進(jìn)行割煤，采煤機(jī)在工作面移動(dòng)時(shí)主要利用拖纜裝置實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)電纜移動(dòng)作用；但是由于受施工環(huán)境、傳統(tǒng)拖纜裝置設(shè)計(jì)以及操作維護(hù)等影響，采煤機(jī)在移動(dòng)割煤時(shí)拖纜裝置經(jīng)常出現(xiàn)故障，主要表現(xiàn)在：電纜夾板位移、對接困難、摩擦嚴(yán)重以及損壞率高，不僅降低了采煤機(jī)割煤效率，增加設(shè)備故障率，而且很容易造成電纜拉斷等機(jī)電事故；為了徹底解決此問題，白洞礦技術(shù)人員對拖纜過載保護(hù)裝置、轉(zhuǎn)接板以及伸縮臂進(jìn)行改造，不僅延長了電纜的使用壽命，還大大降低了電纜更換的時(shí)間。

1 拖纜裝置組成

采煤機(jī)電纜比較重，而且是帶電拖拽，因此在電纜上安裝拖纜裝置后，拖纜裝置電纜夾板能夠避免電纜在拖拽時(shí)受到損傷，對電纜起到很好的保護(hù)效果。拖纜裝置主要由以下部分組成：拖纜鏈、電纜夾板、轉(zhuǎn)接板、回轉(zhuǎn)裝置、拖纜架、定位銷。定位銷主要是對采煤機(jī)背面牽引機(jī)構(gòu)的外部拖纜架與轉(zhuǎn)軸進(jìn)行固定。當(dāng)拖纜架與轉(zhuǎn)軸在采煤機(jī)的拉拽作用下運(yùn)轉(zhuǎn)，施工人員要用開口銷將轉(zhuǎn)軸與回轉(zhuǎn)套進(jìn)行固定，且需配套安裝拖纜鏈與回轉(zhuǎn)套，電纜夾板與拖纜鏈緊密安裝，以此來實(shí)現(xiàn)對電纜的保護(hù)[3-4]。

2 拖纜裝置存在問題

1）通過在井下工作面使用拖纜裝置以來，發(fā)現(xiàn)采煤機(jī)拖纜裝置存在許多問題，主要集中在電纜夾板會在移動(dòng)的過程中發(fā)生偏移，而且采煤機(jī)由于長時(shí)間使用，電纜夾板會頻繁地與電纜發(fā)生擠壓、磨損，更換電纜夾板頻率較高，同時(shí)為了能夠確保電纜在電纜槽內(nèi)穩(wěn)定拖拽，需要每班安排三名工作人員隨機(jī)組移動(dòng)，通過撬棍、手動(dòng)矯正、鐵絲捆扎等方式控制電纜不會跑出電纜槽，一旦工作人員沒有及時(shí)對電纜進(jìn)行修正，將會導(dǎo)致電纜直接被拉斷，嚴(yán)重時(shí)會造成采煤機(jī)燒損，給井下造成巨大的安全事故。

2）電纜夾板由于材料的應(yīng)力強(qiáng)度達(dá)不到要求常常發(fā)生裂紋或變形；拖纜裝置上安裝的伸縮臂導(dǎo)軌不能承受較大的拉力，導(dǎo)致電纜拖拽力不夠；轉(zhuǎn)動(dòng)雙蝸桿液壓回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)作為驅(qū)動(dòng)力，該結(jié)構(gòu)的操作難度大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維護(hù)難度比較大；拖纜裝置在拉力較大時(shí)沒有過載裝置進(jìn)行保護(hù)，導(dǎo)致電纜夾板會拉斷會變形；電纜夾板沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，多種電纜夾板的互換性差，這些都是采煤機(jī)電纜拖拽裝置存在的問題，若不能很好解決這些問題，將會導(dǎo)致采煤機(jī)沒有動(dòng)力源，嚴(yán)重影響井下的正常作業(yè)[5]。

3 拖纜裝置的改進(jìn)方案

為了能夠使拖拽裝置更好地適應(yīng)井下惡劣的生產(chǎn)環(huán)境，技術(shù)人員對電纜拖拽裝置的轉(zhuǎn)接板、伸縮臂、轉(zhuǎn)動(dòng)臂、過載保護(hù)裝置進(jìn)行升級改造，使電纜能夠更好地適應(yīng)井下惡劣的生產(chǎn)環(huán)境。

3.1 對伸縮臂進(jìn)行升級

伸縮臂作為電纜拖拽裝置的主要機(jī)構(gòu)，作用是對電纜槽的電纜進(jìn)行拖拽。由于伸縮臂導(dǎo)軌使用的材料都為抗拉強(qiáng)度較低的材質(zhì)，因此在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)常常出現(xiàn)故障。為了能夠解決這類問題，技術(shù)人員在原來材料的基礎(chǔ)上安裝一套厚度較厚的T型鋼。由于T型鋼價(jià)格較低，安裝便捷，能夠適應(yīng)井下的生產(chǎn)需求；在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，伸縮臂的拖纜架和導(dǎo)軌有時(shí)會發(fā)生脫落，技術(shù)人員將拖纜架和導(dǎo)軌通過焊接的方式進(jìn)行連接，同時(shí)采用增強(qiáng)筋進(jìn)行加固；由于井下工作環(huán)境較差，伸縮臂的液壓缸作為動(dòng)力源常常出現(xiàn)污染，如果不能及時(shí)進(jìn)行清理將會無法保障油液潔凈度，甚至導(dǎo)致監(jiān)測精度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求，升級后技術(shù)人員將傳感器材質(zhì)更換為磁質(zhì)材料，這種材料不會受到周圍環(huán)境的污染，確保了監(jiān)測的靈敏度。

3.2 對轉(zhuǎn)動(dòng)臂進(jìn)行改進(jìn)

轉(zhuǎn)動(dòng)臂主要由拖纜架、驅(qū)動(dòng)器、搖臂裝置組成，作用是對電纜的高度進(jìn)行調(diào)節(jié)。將轉(zhuǎn)動(dòng)雙蝸桿液壓回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)作為拖纜裝置驅(qū)動(dòng)力，操作難度大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維護(hù)難度比較大。技術(shù)人員將原來的雙蝸桿液壓回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器更換為SE系列單蝸桿驅(qū)動(dòng)器。單蝸桿驅(qū)動(dòng)器具有功能齊全、結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便的優(yōu)點(diǎn)；原拖拽裝置的連接方式不合理也會造成轉(zhuǎn)動(dòng)臂損壞，因此技術(shù)人員將原來的搖臂與拖纜架連接方式更換為鉸接，將原來的拖纜輪與搖臂的連接方式更換為轉(zhuǎn)軸。轉(zhuǎn)動(dòng)臂在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)采用尼龍材質(zhì)的纜繩，這種纜繩具有重量較輕，靜電性強(qiáng)，符合本質(zhì)性安全礦井的要求，如圖1所示。

圖1 優(yōu)化改進(jìn)后拖纜裝置轉(zhuǎn)動(dòng)臂結(jié)構(gòu)示意圖

3.3 加裝過載保護(hù)裝置

采煤機(jī)在運(yùn)行常常容易發(fā)生斷電事故，一旦采煤機(jī)斷電，很容易使電纜夾板卡住，電纜夾板卡住后會產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力大于電纜夾板屈服應(yīng)力，就會發(fā)生電纜夾板斷裂事故，嚴(yán)重時(shí)會造成人員傷亡。為拖纜裝置加裝過載保護(hù)能夠有效避免此類事故。過載保護(hù)裝置主要由以下部分組成：拖纜架、安全銷、滑板、行程開關(guān)。卡釘將電纜牢牢地固定在滑板上，隨著采煤機(jī)的拖拽移動(dòng)。為了防止跑偏在兩側(cè)安裝擋板。

3.4 對轉(zhuǎn)接板進(jìn)行改進(jìn)

由于煤層厚度不同，各工作面使用的采煤機(jī)不同，因此造成電纜夾板形態(tài)各異，相互之間互換性較差。為了使各類電纜夾板能夠互換，技術(shù)人員采用高錳鋼材質(zhì)的轉(zhuǎn)接板作為緩沖壓骨架，同時(shí)為了防止靜電，提高防火性能，轉(zhuǎn)接板外部更換為尼龍，這種連接方式能夠確保各類不同的電纜夾板相互使用，增加了電纜夾板的互換性。

4 改進(jìn)效果

2019年4月，白洞礦對8108工作面采煤機(jī)拖纜裝置進(jìn)行優(yōu)化，截至2019年10月，通過6個(gè)月實(shí)際應(yīng)用效果觀察發(fā)現(xiàn)，對原拖纜裝置優(yōu)化后，大大提高了采煤機(jī)拖纜效果，拖纜裝置故障率由原來的13%降低至4%以下，不僅提高了采煤機(jī)割煤效率，而且全年可減少拖纜裝置維修成本費(fèi)用達(dá)8.7萬元，保證了工作面安全高效回采，應(yīng)用成效顯著。