采煤機用防滑電纜夾板設計探討

王偉

摘 要：目前采煤機使用的電纜夾板對與角度稍大的工作面，容易出現堆疊下滑危險。針對這一問題，本文設計了一種采煤機用防滑電纜夾板，采用了新穎的防滑結構設計和工藝方案，滿足大坡面工作要求，確保了大坡度工作面的安全、高效生產。

關鍵詞：采煤機 拖拽電纜 大坡度工作面 電纜夾板 防滑

0研究背景

煤礦井下采煤機后面拖拽的電纜、水管通常用夾板來進行防護，當采煤機在大坡面上工作回牽下行時，夾板會隨著電纜、水管發生堆疊、垮塌、下滑，影響采煤作業安全，目前還沒有有效的防滑方案。本文提出一種采煤機用防滑電纜夾板，能夠滿足采煤機大傾角坡面工作的防滑要求，使電纜受到完好的保護，保障煤礦生產安全性。

1研究目的

國內不少煤礦就存在的大坡面電纜夾板防滑問題進行技術探索，采取多種措施來預防控制采煤機電纜夾板的下滑危險，比如派專人看護、利用膠帶增加摩擦、用鋼絲捆綁等，這些方法費時費力，也很難有較好的效用。針對這一問題，采煤機防滑電纜夾板的研制迫在眉睫。

2研究方向

大坡面采煤機防滑電纜夾板的研究從電纜夾板的工藝、結構與配套技術著手進行深入，以增加電纜夾板下滑阻力為主要目標，以電纜夾板本身和電纜夾板鋼槽為兩個針對點作為對象進行研究和設計。重點通過在夾板本身上設計一些防滑機構來有效防止夾板的整體沿鋼槽滑落。配合采煤機電纜防滑夾板的試驗與應用，在煤礦工作面進行工業應用試驗。

3主要技術指標

采煤機防滑電纜夾板嚴格按照標準MT/T117-2007《采煤機用電纜夾板》的規定，進行結構設計和定型，達到以下主要技術指標。

1.采煤機防滑電纜夾板適應工作傾角：≤ 45°；2.單節防滑電纜夾板外形尺寸：160mmX180mmX130mm（長x寬x高）；3.連接孔中心距：115mm；4.單節重量：小于等于1kg；5.防滑電纜夾板型式：H型電纜夾板；6.設計的防滑電纜夾板至少能保證一根電纜（Ф70mm）及一根水管（Ф46mm）的有效安放；7.設計防滑齒和防滑結構，確保采煤機在大傾角（≤45°）工作時電纜及夾板不會滑落。8.鋼骨架嵌入夾板內承載拖曳力，對電纜及水管進行保護；9.相鄰電纜夾板易于連接，根據采煤機工作面需要可以任意延長，電纜夾板串聯后轉動靈活、折彎自如。

4設計研究方案

4.1結構設計分析

如圖1所示，設計出一種采煤機用防滑電纜夾板，包括電纜夾板尼龍座架1主體，尼龍座架內嵌入鋼鐵片2作為骨架，能夠有效強化支撐結構，尼龍座架1的橫截面為工字形，尼龍座架1的上端為波浪齒面、下端為平板、一側為平行雙聯接板7、另一側為單聯接板8，尼龍座架1的下端平板內開有永磁鐵片安裝槽3，永磁鐵片安裝槽3內設有永磁鐵片6，磁鐵片6通過尼龍堵頭4、緊固螺釘5固定在永磁鐵片安裝槽3內，使用時，可根據需要嵌入不同規格的永磁鐵片。平行雙聯接板7、單聯接板8上均開有螺栓連接孔9、10，

采煤機工作上行時，由于采煤機的上行牽引力，電纜夾板不會產生下滑現象。當采煤機在大坡面下行時，電纜夾板鏈隨著電纜和水管回牽下行，會發生堆疊折返運動，由于受重力影響易發生下滑，此時通過尼龍座架1的下端平板內安裝的永磁鐵片6，能使電纜夾板整體吸附在電纜夾板鋼槽上，增加了下滑阻力進行止滑。對于形成電纜夾鏈堆疊第二層，極易形成第二層電纜夾的下滑及一、二層電纜夾連帶出槽的危險，通過連接板1的上端增加防滑波浪齒面，提高防滑性，有效增加第二層的下滑阻力。當采煤機再次剛上行時將會形成三層電纜夾疊加的折返運動，此時第一層和第二層均已由所設計的防滑機構和防滑齒電纜夾實現止滑，而第三層電纜夾受上行牽引力作用，不會再產生下滑與出槽的危險；直至采煤機越過電纜夾折返特定點，電纜夾板回歸至單層上行運動。

4.2計算分析

對于不同角度工作面上電纜夾板鏈的受力進行分析計算。通過計算確定夾板在不同角度下所需要的摩擦力，當采煤工作面的傾角不同時，計算所需最小摩擦力，確定安裝嵌有磁鐵片電纜夾板的個數及間隔。根據公式sinα*G=0.5*μ*（cosα*G+F），（G-電纜夾鏈總重，α-工作面坡度，F嵌入磁鐵片與槽鋼的磁力，μ-摩擦系數取0.4，0.5-安全系數），可以根據不同坡度的工作面，選擇合理嵌入磁鐵片電纜夾分布連接方案，工作面角度越大，嵌入磁鐵片電纜夾板分布約緊密。具體也可根據實際情況作出適當調整。

4.3工業應用試驗

防滑電纜夾板研制成功后進一步進行工業性試驗分析，選址在大屯能源股份有限公司龍東礦7163工作面進行為期四個多月的工業試驗。根據工作面情況，工作面長度按178 米，傾角坡度按32°計算，采用從工作面中間向兩邊開采的方式進行，安裝夾板長度為89米，需要774個電纜夾板，根據圖2分析，結合根據公式sinα*G=0.5*μ*（cosα*G+F），確定選取帶有嵌入式磁鐵片電纜夾板288個平均分布在774個電纜夾板中。

經過試驗監測，電纜夾板防滑效果明顯，夾板表面及防滑齒無明顯磨損，拆換方便，產品技術指標符合設計和使用要求，性能質量可靠，達到了預期效果，得到現場工作人員的一致

好評。

5 結論

針對采煤機在大坡面工作時電纜和水管容易出現堆疊下滑問題，本文設計了一種采煤機用電纜防滑夾板，采用了新穎的防滑結構設計和工藝方案，滿足大坡面工作要求，確保了大坡度工作面的安全、高效生產，在各大煤礦有著迫切的需求。

參考文獻：

[1] 楊曉川. 采煤機電纜夾板下滑的防范與處理[J]. 中小企業管理與科技，2016，（05）：104-104.

[2] 喬永. 大傾角采煤機在我國煤礦應用現狀研究[J]. 山東煤炭科技，2015，（02）：107-108.

[3] 閆廣鵬. 綜采工作面“三防”技術[J]. 煤炭技術，2007，（08）：125-126.