礦用MG型采煤機拖纜裝置的優(yōu)化改進

趙莉明

（大同煤礦集團白洞礦業(yè)有限公司， 山西 大同 037001）

引言

為了更好地保護井下采煤機電纜，技術人員設計使用拖纜裝置的電纜夾板對電纜進行保護，這樣采煤機在拖拽電纜時不易受損。但如果拖纜裝置由于電纜夾板常常發(fā)生偏移、損壞，會導致電纜很容易受損，更換電纜會浪費較多的時間影響生產(chǎn)[1-2]。

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

1 拖纜裝置組成

采煤機電纜比較重，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受到損傷，對電纜起到很好的保護效果。拖纜裝置主要由以下部分組成：拖纜鏈、電纜夾板、轉接板、回轉裝置、拖纜架、定位銷。定位銷主要是對采煤機背面牽引機構的外部拖纜架與轉軸進行固定。當拖纜架與轉軸在采煤機的拉拽作用下運轉，施工人員要用開口銷將轉軸與回轉套進行固定，且需配套安裝拖纜鏈與回轉套，電纜夾板與拖纜鏈緊密安裝，以此來實現(xiàn)對電纜的保護[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)采煤機拖纜裝置存在許多問題，主要集中在電纜夾板會在移動的過程中發(fā)生偏移，而且采煤機由于長時間使用，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組移動，通過撬棍、手動矯正、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對電纜進行修正，將會導致電纜直接被拉斷，嚴重時會造成采煤機燒損，給井下造成巨大的安全事故。

2）電纜夾板由于材料的應力強度達不到要求常常發(fā)生裂紋或變形；拖纜裝置上安裝的伸縮臂導軌不能承受較大的拉力，導致電纜拖拽力不夠；轉動雙蝸桿液壓回轉結構作為驅動力，該結構的操作難度大、結構復雜、維護難度比較大；拖纜裝置在拉力較大時沒有過載裝置進行保護，導致電纜夾板會拉斷會變形；電纜夾板沒有統(tǒng)一的標準，多種電纜夾板的互換性差，這些都是采煤機電纜拖拽裝置存在的問題，若不能很好解決這些問題，將會導致采煤機沒有動力源，嚴重影響井下的正常作業(yè)[5]。

3 拖纜裝置的改進方案

為了能夠使拖拽裝置更好地適應井下惡劣的生產(chǎn)環(huán)境，技術人員對電纜拖拽裝置的轉接板、伸縮臂、轉動臂、過載保護裝置進行升級改造，使電纜能夠更好地適應井下惡劣的生產(chǎn)環(huán)境。

3.1 對伸縮臂進行升級

伸縮臂作為電纜拖拽裝置的主要機構，作用是對電纜槽的電纜進行拖拽。由于伸縮臂導軌使用的材料都為抗拉強度較低的材質，因此在實際生產(chǎn)時常常出現(xiàn)故障。為了能夠解決這類問題，技術人員在原來材料的基礎上安裝一套厚度較厚的T型鋼。由于T型鋼價格較低，安裝便捷，能夠適應井下的生產(chǎn)需求；在實際生產(chǎn)時，伸縮臂的拖纜架和導軌有時會發(fā)生脫落，技術人員將拖纜架和導軌通過焊接的方式進行連接，同時采用增強筋進行加固；由于井下工作環(huán)境較差，伸縮臂的液壓缸作為動力源常常出現(xiàn)污染，如果不能及時進行清理將會無法保障油液潔凈度，甚至導致監(jiān)測精度達不到標準要求，升級后技術人員將傳感器材質更換為磁質材料，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 對轉動臂進行改進

轉動臂主要由拖纜架、驅動器、搖臂裝置組成，作用是對電纜的高度進行調(diào)節(jié)。將轉動雙蝸桿液壓回轉結構作為拖纜裝置驅動力，操作難度大、結構復雜、維護難度比較大。技術人員將原來的雙蝸桿液壓回轉驅動器更換為SE系列單蝸桿驅動器。單蝸桿驅動器具有功能齊全、結構簡單、維護方便的優(yōu)點；原拖拽裝置的連接方式不合理也會造成轉動臂損壞，因此技術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軸。轉動臂在實際生產(chǎn)時采用尼龍材質的纜繩，這種纜繩具有重量較輕，靜電性強，符合本質性安全礦井的要求，如圖1所示。

圖1 優(yōu)化改進后拖纜裝置轉動臂結構示意圖

3.3 加裝過載保護裝置

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

3.4 對轉接板進行改進

由于煤層厚度不同，各工作面使用的采煤機不同，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，技術人員采用高錳鋼材質的轉接板作為緩沖壓骨架，同時為了防止靜電，提高防火性能，轉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 改進效果

2019年4月，白洞礦對8108工作面采煤機拖纜裝置進行優(yōu)化，截至2019年10月，通過6個月實際應用效果觀察發(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，不僅提高了采煤機割煤效率，而且全年可減少拖纜裝置維修成本費用達8.7萬元，保證了工作面安全高效回采，應用成效顯著。