一種實用型電纜吊索裝置在露天煤礦的應用

馬淵

【摘要】勝利露天煤礦供電高壓拖拽型阻燃橡套電纜主要用于采場電鏟、疏排水等設備供電，在供電電纜需在地表擋墻鋪設，常跨越生產道路需使用移動型電纜橋進行架設。電纜橋移動、架設較為頻繁，供電電纜需使用電纜吊索裝置進行固定，由于市面沒有該類的專用吊索裝置從而使用現有的卡片固定方式導致電纜時常發生擠壓而損壞絕緣層發生電纜故障停電。本文針對該問題進行闡述，并提出可行的對應措施。

【關鍵詞】露天煤礦? 供電? 問題與對策

一、露天煤礦供電概況

勝利露天煤礦電鏟共計10臺，水倉2處，通過6臺5000KVA 35/6.3KV移動變電站降壓至6.3KV使用礦用拖拽型阻燃橡套電纜（3×50+2×25+1×25mm2）為采場所有用電設備供電。供電電纜需跨越生產運輸道路。跨越生產道路需使用電纜橋將電纜架設，電纜橋放置在道路兩旁、高度13米，道路路寬18米，可將電纜架設到保持10米的高度，從而可保障最大生產卡車830E車輛正常通行。按照生產計劃，煤礦電鏟經常移設至不同位置進行作業，此時電纜供電方式需進行重新規劃，并制定合理的供電方式。但是在實際生產現場為了有效地提高供電質量及縮短供電半徑，需再次為跨越生產道路電纜進行重新架設電纜橋。

二、存在的問題

電纜橋由防傾倒的移動型水泥澆筑底座、13米高空心鋼管、上下各一個定滑輪、Ф13鋼絲繩、電纜吊索裝置組成，電纜吊索裝置主要用于固定需架空的礦用拖拽型橡套電纜，鋼絲繩另一端使用指揮車將電纜吊起，從而可將電纜架設到10米以上的高度。每次架設電纜橋時間都需要時間30分鐘以上，并且現使用的電纜吊索裝置使用的是兩個鋼板利用4套螺栓把電纜夾緊進行固定。目前該電纜吊索裝置主要存在以下問題：

（1）在固定電纜的時候，需3個人進行30分鐘的作業。尤其在冬季嚴寒時候作業人員在戶外工作勞動強度極大，作業時間更長，不便使用。

（2）工作效率低。作業人員在固定電纜的時候需要使用活動扳手對每條螺絲進行緊固，并且在螺栓緊固時每個作業人員力度不統一，對電纜夾傷有一定的危險性。電纜吊索裝置均在戶外使用，經過風雨侵蝕，螺栓容易銹蝕造成效率大打折扣。

（3）該電纜吊索裝置長時間將電纜壓迫、并且電纜在彎曲的過程中直接接觸鋼板的邊緣鋒利的切面導致電纜出現了不同程度的損傷，輕則造成外皮損傷，重則造成電纜絕緣層損傷而導致單相接地故障。

該電纜吊索裝置的使用存在問題比較多，并且在使用過程中對電纜損傷比較大，安全性能不夠強。

三、應對措施及解決方案

通過對電纜的進一步研究，對電纜的使用性能及現場環境的考糾，通過按照電纜的尺寸、特性及環境因素進一步改進電纜吊索裝置，從而可最大化的提高工作效率及保護電纜不受外界作用力的影響，可確保電纜的正常使用及延長電纜的使用壽命，并且可極大地提高工作效率減少人員勞動力。

勝利露天煤礦采場所使用的均為6芯的3×50+2×25+1×25mm2和3×120+2×50+1×35mm2礦用拖拽型阻燃橡套電纜，3×50+2×25+1×25mm2電纜外徑57.8mm，3×120+2×50+1×35mm2電纜外徑77mm。按照電纜使用情況需專門為兩種電纜特制定兩種電纜的電纜吊索裝置，考慮到實際使用過程中，采場電纜架橋在工作中幾乎兩天一次，并且電纜橋都是通用的，架設電纜的型號不能固定，所以在制作方面考慮節省成本方面需要進一步綜合。在日常電纜鋪設中，常在地面固定定滑輪，將電纜通過定滑輪進行拖拽可保護電纜在拐角處保護電纜不受傷害，按照這一原理，可將新型的電纜吊索裝置制作成4D半圓形，極大地保護電纜不受損壞。并且考慮到勝利露天煤礦地處寒冷地段，夏季最高環境溫度可達到+40℃，冬季最低環境溫度可達—40℃。電纜吊索裝置的強度在該環境下能保證最大3×120+2×50+1×35mm2電纜的受力達到要求，考慮到剛性材料在寒冷天氣較為脆弱，易開裂的特性，需要新型電纜吊索裝置制作強度更高，材料更厚。但是材料厚了之后，新型電纜吊索裝置自身重量較大，是現有的電纜吊索裝置重量的4倍，人員勞動強度更大，不易于冬季使用。為減輕重量可考慮使用鋁作為電纜吊索裝置的主要材料，鋁具有良好的可成型性、可焊接性，制作較為簡單，強度相對較高，易于加工，抗腐蝕性、抗氧化性好，成本低的特點。但是在較低溫度下強度衰減較大。最終考慮使用鋁合金材質，鋁合金材質具有密度小，接近2.7高，約為鐵的1/3，強度更高，經過一定程度的冷加工可強化基本強度，易加工添加一定的合金元素后，可獲得良好鑄造性能的鑄造鋁合金。為了保證新型電纜吊索裝置的強度，不得出現焊接，需一體成型鑄造成型，這樣便可獲得更大的強度。并且作業人員均在該環境下作業，為了較少人員的作業勞動強度，應考慮新型的電纜吊索裝置能簡單操作、易于操作，最大化的減少人員的勞動強度。如何才能實現一個人固定電纜的方法，這就需要考慮電纜固定易于操作，原有的電纜吊索裝置用兩個鋼板將電纜夾緊，用螺栓固定。固定的時候需要至少3名作業人員才能正常完成，并且需要緊固螺栓，效率低，作業人員強度大，并且固定完后經過長時間的使用后螺栓容易銹蝕，拆卸難度大，經常需要使用螺栓松動劑才能拆除，銹蝕嚴重時在拆除時可能發生螺栓斷裂，電纜跌落有造成人員傷害的可能性。為了解決該問題，新型的電纜吊索裝置利用反作用力的原理，利用電纜自身重量夾緊電纜，電纜自身越重，作用力越大。并且在作業中只需要一名作業人員即可完成電纜的固定安裝工作，極大地減少作業人員，通過現場試用，只需要10秒鐘即可完成。

四、使用效果及推廣價值

原有的電纜吊索裝置在使用時需至少3名作業人員聯合進行緊固作業，光在卡電纜這一項工作就需要20～30分鐘。通過使用此項發明創新的新型電纜吊索裝置一個人在10秒鐘即可完成此項工作，大大地節省勞動力、提高工作效率、保護電纜不受損傷。每年架設電纜橋約150余次，從而可節省停電時間約150次×0.33小時=50小時（2.4天），按照勝利露天煤礦電鏟一天的折舊費用約2萬元，每年可節省費用約5萬元。使用新型電纜吊索裝置可減少2名作業人員，一個人一年工資約8萬元。共計每年可節省21萬元。

總之，新型電纜吊索裝置不僅適用于露天煤礦，還可用于各類需架空電纜的企業。通過適用在勝利露天煤礦使用效果極好，安全性能高，目前勝利露天煤礦已全部更換為該新型電纜吊索裝置，具有較好的推廣價值。