劉浩森

（潞安化工集團余吾煤業(yè)公司，山西 長治 046000）

引言

拖纜裝置是采煤機重要配套裝置，拖纜裝置安裝在刮板輸送機拖纜槽內(nèi)與采煤機供電電纜連接，采煤機割煤移動時通過拖纜裝置帶動電纜隨機移動，所以拖纜裝置的結(jié)構(gòu)性能直接影響著采煤機穩(wěn)定運行；但是當前煤礦采煤機拖纜裝置在實際應(yīng)用時存在很多缺點，如拖纜時電纜夾板易出現(xiàn)偏移、損壞，從而很容易破壞采煤機電纜，不僅影響著采煤機正常采煤，而且增加了設(shè)備維修費用[1-6]。對此，余吾煤礦通過技術(shù)研究，決定對N1206工作面采煤機原拖纜裝置進行優(yōu)化改進，改進后的拖纜裝置在實際應(yīng)用時不僅降低了拖纜故障率，提高了采煤機運行效率，而且減少了設(shè)備維修費用。

1 N1206工作面概況

潞安化工集團余吾煤業(yè)公司N1206工作面北接膠帶大巷，南側(cè)為實體煤，東側(cè)為N1206回風大巷，西側(cè)為N1205膠帶順槽。

N1206工作面設(shè)計走向長度為1 470 m、傾向長度為240 m，工作面回采煤層為3號煤層，平均厚度為6.34 m，平均傾角為4°，3號煤層呈黑色、塊狀，局部夾粉末狀，光亮型，見鏡煤條帶，具垂直裂隙，內(nèi)生裂隙較發(fā)育。

N1206工作面采用綜合機械化回采工藝，選用ZFQ13000/25/38型低位放頂煤液壓支架，支架支撐高度為2.5～3.8 m。采用SL500AC型采煤機落煤、裝煤，采用前部刮板運輸機SGZ1000/2100和后部刮板運輸機SGZ1250/2100運煤，截至2020年2月17日工作面已回采450 m。

N1206工作面在前期回采過程中，由于受采煤機拖纜裝置影響，工作面回采效率低，且多次停產(chǎn)，通過現(xiàn)場觀察發(fā)現(xiàn)，采煤機原拖纜裝置在實際應(yīng)用中存在的問題主要表現(xiàn)在拖纜效率低、電纜夾板錯位、磨損嚴重等，不僅增加了設(shè)備故障率，而且嚴重威脅著工作面安全高效回采。

2 原采煤機拖纜裝置結(jié)構(gòu)及主要存在的問題

2.1 原拖纜裝置結(jié)構(gòu)

采煤機傳統(tǒng)拖纜裝置主要由拖纜鏈、電纜夾板、轉(zhuǎn)接板、回轉(zhuǎn)裝置、拖纜架、定位銷等部分組成，定位銷主要對采煤機牽引部上的拖纜架與轉(zhuǎn)軸進行固定，在回采過程中一旦拖纜架出現(xiàn)移動應(yīng)及時采用開口銷將轉(zhuǎn)軸進行固定，電纜夾板與拖纜鏈連接，從而實現(xiàn)拖纜的目的。

2.2 原拖纜裝置主要存在的問題

1）原拖纜裝置在實際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，在拖纜過程中電纜夾板經(jīng)常出現(xiàn)移動跑偏，導致電纜夾板與電纜之間出現(xiàn)嚴重擠壓、磨損現(xiàn)象，很容易造成電纜破損等；由于電纜夾板數(shù)量多、間隙小，人工更換電纜夾板時勞動作業(yè)強度大、更換難度大且效率低。為了防止在拖拉電纜時出現(xiàn)電纜夾板跑偏現(xiàn)象，采煤機回采時需安排3名人員隨機移動，利用撬棍矯正電纜夾板跑偏，但是采用該方式糾偏時，效率低、危險系數(shù)高，很容易擠傷人員，而且一旦施工人員未及時進行矯正很容易出現(xiàn)電纜拉斷事故。

2）原拖纜裝置中電纜夾板在長期磨損、應(yīng)力作用下出現(xiàn)裂紋現(xiàn)象，原拖纜伸縮臂導軌強度低，在拖拽電纜時強度不足，很容易出現(xiàn)斷裂；原拖纜裝置中的轉(zhuǎn)動臂采用的雙蝸桿液壓回轉(zhuǎn)驅(qū)動器，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作難度大，一旦出現(xiàn)故障維修難度大；原拖纜裝置無保護結(jié)構(gòu)，電纜夾板在應(yīng)力作用下很容易出現(xiàn)破斷現(xiàn)象。

3 拖纜裝置優(yōu)化改進

3.1 伸縮臂優(yōu)化改進

1）伸縮臂是拖纜裝置中重要結(jié)構(gòu)，主要對電纜進行拖拽，而原拖纜裝置中伸縮臂導軌材質(zhì)差、強度低，在拖拽電纜時很容易發(fā)生斷裂現(xiàn)象，所以為了提高伸縮臂拖拉電纜強度，防止導軌斷裂現(xiàn)象，決定對伸縮臂導軌安裝一副T型鋼板對導軌進行固定，T型鋼板取材容易、價格低、強度高，從而能夠有效防止導軌變形、斷裂現(xiàn)象。

2）在實際拖纜過程中經(jīng)常出現(xiàn)拖纜架與導軌出現(xiàn)脫落現(xiàn)象，通過研究決定將拖纜架與導軌直接焊接，通過增加加強筋進行加固。

3）由于工作面條件復(fù)雜，采煤機在回采過程中受粉塵及積水影響，伸縮臂油缸受污染嚴重，若不及時進行清理更換很容易損壞油缸，一旦監(jiān)測系統(tǒng)出現(xiàn)故障很容易導致伸縮臂無法運動等故障，所以決定將伸縮臂監(jiān)測傳感器更換為磁質(zhì)傳感器，從而提高傳感器靈敏度。

3.2 轉(zhuǎn)動臂優(yōu)化改進

1）傳統(tǒng)傳動臂主要由搖臂、拖纜架及驅(qū)動裝置等部分組成，主要實現(xiàn)在拖纜時可對電纜高低進行調(diào)節(jié)，其中拖纜過程中的驅(qū)動動力主要來源于雙蝸桿液壓回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，該裝置結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，在應(yīng)用時故障率高，維護難度大；所以為了提高驅(qū)動動力，決定將原雙蝸桿液壓回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化改進為單蝸桿驅(qū)動器，該裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、故障率低且便于維護的優(yōu)點。

2）由于拖纜裝置連接方式很容易導致轉(zhuǎn)動臂損壞，通過研究決定將搖臂與拖纜架連接方式進行優(yōu)化改進，采用鉸接連接方式，將原拖纜滾輪與轉(zhuǎn)動臂之間采用軸承連接，具體如圖1所示，同時將原轉(zhuǎn)動臂鋼絲材質(zhì)纜繩更換為尼龍材質(zhì)纜繩，不僅降低了成本，而且尼龍材質(zhì)的纜繩具備質(zhì)輕且抗靜電性強等優(yōu)點，能滿足井下回采需求。

3.3 過載保護裝置優(yōu)化改進

由于采煤機傳統(tǒng)拖纜裝置不具有過載保護裝置，當采煤機在回采時一旦出現(xiàn)斷電時電纜夾板將卡在電纜槽內(nèi)，會產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力，一旦拉應(yīng)力大于夾板抗載荷能力，夾板很容易出現(xiàn)破斷現(xiàn)象。所以為了解決這一技術(shù)難題，決定對拖纜裝置安裝一套過載保護裝置，該裝置主要由拖纜架、定位銷、滑板等部分組成，電纜固定在滑板上，當采煤機斷電時，過載保護裝置通過限位作用，控制電纜滑移，防止外應(yīng)力作用導致電纜損壞。

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

3.4 電纜夾板優(yōu)化改進

目前煤礦井下使用的采煤機型號種類較多，采煤機夾板形態(tài)各異，導致不同采煤機之間夾板互通性較差，不能互換使用。對此通過技術(shù)研究，決定對原采煤機夾板井下優(yōu)化改進，采用以高錳鋼為主體骨架的夾板，該夾板抗壓強度高、在外力作用下不易變形及能提高各采煤機之間夾板互換性。

4 應(yīng)用效果分析

2020年3月14日N1206工作面SL500AC型采煤機拖纜裝置優(yōu)化改進完成，截止2020年10月工作面已回采結(jié)束，拖纜裝置優(yōu)化改進后通過7個月實際應(yīng)用效果來看，在后期回采過程中未發(fā)生一起因拖纜裝置拖纜強度不足、夾板卡死等導致電纜損壞的現(xiàn)象，在拖纜過程中無須專人隨機檢查，降低了拖纜裝置維修成本費用達8萬元，提高了采煤機運行效率，保證了工作面安全高效回采。