掘進(jìn)機(jī)電纜拖掛裝置的改進(jìn)

李 權(quán)

（大同煤礦集團(tuán)馬脊梁礦，山西大同 037000）

0 引言

目前，我國大部分煤礦在工作面開拓作業(yè)的時(shí)候都使用了綜掘設(shè)備。作為煤巷及巖巷的核心設(shè)備，掘進(jìn)機(jī)的應(yīng)用不僅可以降低工人的作業(yè)強(qiáng)度，而且可以提升掘進(jìn)的效率。隨著掘進(jìn)機(jī)功率的不斷擴(kuò)大，其輸送電源的電纜截面也持續(xù)擴(kuò)大，加大了電纜的重量。在掘進(jìn)及維修的過程中，掘進(jìn)機(jī)應(yīng)當(dāng)不斷地前進(jìn)及后退，隨機(jī)電纜大多由工人來拖移放置。人工拖移既增強(qiáng)了工人的作業(yè)強(qiáng)度，又使電纜出現(xiàn)了磨損，導(dǎo)致電纜出現(xiàn)跳閘及漏電問題，增加了檢修的時(shí)間，降低了生產(chǎn)的效率；由于掘進(jìn)機(jī)隨機(jī)電纜大多是高壓電纜，極易對(duì)工人的安全造成威脅。同時(shí)電纜盤圈長期處于通電堆放的狀態(tài)，形成了渦流發(fā)熱現(xiàn)象，加快了電纜老化的速度，導(dǎo)致電纜的使用時(shí)間不斷縮短，因此必須對(duì)電源電纜進(jìn)行嚴(yán)格的維護(hù)。通過在實(shí)際生產(chǎn)中進(jìn)行不斷探索研究，研發(fā)出一種電纜拖掛裝置。

1 掘進(jìn)機(jī)電纜拖掛裝置結(jié)構(gòu)

該裝置的構(gòu)成主要有前后固定梁及固定座、鋼絲繩、法蘭螺絲等，如圖1所示。在應(yīng)用的時(shí)候，首先需要利用螺栓將固定梁及固定座固定于輸送帶的導(dǎo)軌之上，再將鋼絲繩固定于前、后固定座的法蘭螺絲上。用吊環(huán)鏈將電纜設(shè)置于鋼絲繩的下部，電纜通過自身的重力及掘進(jìn)機(jī)的拉力來完成自主收縮[1]。

2 存在問題

圖1 電纜拖掛裝置結(jié)構(gòu)圖

由于受到安裝、地質(zhì)等諸多條件的約束，目前所使用的拖掛裝置在應(yīng)用時(shí)還存在較多的問題，如難以調(diào)整高度、支撐小車偏離軌道等[2]。

（1）前固定梁不能調(diào)節(jié)高度

通過高強(qiáng)螺栓可以將前固定梁固定在帶式輸送機(jī)的機(jī)尾導(dǎo)軌上。而在巷道開拓的過程中，由于頂板及底板受到水文、地質(zhì)等因素的制約，巷道起伏出現(xiàn)較大的落差，底板并非始終維持水平狀態(tài)，頂板與底板之間的距離將會(huì)在局部區(qū)域中出現(xiàn)突然縮短[3]；當(dāng)電纜拖掛裝置經(jīng)過該巷道時(shí)，因頂板不具備較大的高度，導(dǎo)致前固定梁與頂板之間相互影響，現(xiàn)場(chǎng)工作人員必須卸除前固定梁，在完全通過低巷道區(qū)域之后再進(jìn)行安裝，這樣不僅會(huì)延長人員的作業(yè)時(shí)間，而且極大增加了人員的作業(yè)強(qiáng)度，降低了工作效率。

（2）支撐小車跑偏

在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中，后連接梁與二運(yùn)輸送帶支撐小車之間的固定是通過連接螺栓實(shí)現(xiàn)，使固定梁可以隨著二運(yùn)輸帶的運(yùn)行而運(yùn)行[4]。后固定梁的構(gòu)造如圖2所示。而在實(shí)際應(yīng)用的過程中，由于后固定梁在支撐小車一端的支撐架上固定，使得鋼絲繩所有的拉力及電纜的重量均作用在小車的一端，導(dǎo)致支撐小車出現(xiàn)偏載問題；支撐小車的2個(gè)行走輪在導(dǎo)軌上運(yùn)行時(shí)會(huì)發(fā)生偏差，輪緣與導(dǎo)軌出現(xiàn)接觸不良，極易出現(xiàn)支撐小車與軌道相脫離的問題。

圖2 后固定梁固定示意圖

3 改進(jìn)設(shè)計(jì)

通過對(duì)以上這些問題進(jìn)行研究，再與現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用之后的反饋信息相結(jié)合[5]，重新研發(fā)出一種全新的電纜拖掛裝置，其構(gòu)造如圖3所示。

圖3 新型電纜拖掛裝置結(jié)構(gòu)圖

改進(jìn)后的裝置構(gòu)成主要為：導(dǎo)向輪、鋼絲繩、張緊設(shè)施等。該裝置改善了原有裝置的缺陷，具備如下優(yōu)勢(shì)。

（1）伸縮式前、后固定梁

對(duì)于因巷道頂板落差所造成的電纜拖掛裝置無法通過的問題，為了有效改善這一問題，通過將以往固定式前、后梁改良為伸縮式[6]。對(duì)固定梁存在的較大受力加以考慮，運(yùn)用箱形結(jié)構(gòu)的整體焊接來增強(qiáng)抗彎性能，在箱體內(nèi)部安裝相應(yīng)的工字鋼，并在箱體構(gòu)件及工字鋼上來安裝螺絲[9]，通過運(yùn)用強(qiáng)度較高的螺栓來調(diào)整工字鋼的高度，以高度的調(diào)節(jié)來滿足巷道頂板的落差變化，從而取得較好的調(diào)節(jié)效果。

（2）鋼絲繩張緊裝置

在巷道內(nèi)部，帶式輸送機(jī)的機(jī)尾導(dǎo)軌會(huì)隨著其底板進(jìn)行鋪設(shè)，當(dāng)?shù)装宕嬖谏舷缕轮畷r(shí)，導(dǎo)軌也會(huì)發(fā)生彎曲，由于電纜拖掛設(shè)備鋼絲繩設(shè)置于導(dǎo)軌之上，導(dǎo)致鋼絲繩出現(xiàn)拉伸受力，尤其是在起伏過大的變坡處，極易因受力較大而導(dǎo)致鋼絲繩斷裂或者支撐小車脫離軌道[7]。為了防止該問題的發(fā)生，通過在鋼絲繩的一端加設(shè)張緊裝置可以有效改善這一問題，其結(jié)構(gòu)如圖4所示。在安裝過程中，通過運(yùn)用緊繩裝置可以張緊鋼絲繩，并向彈簧施加一定的預(yù)緊力，防止鋼絲繩在工作中出現(xiàn)下垂，若碰到巷道變坡導(dǎo)致鋼絲繩的拉力提高時(shí)，張緊設(shè)備將會(huì)利用壓縮彈簧來消除鋼絲繩的拉力，使鋼絲繩可以正常工作[8]。

圖4 張緊裝置示意圖

4 結(jié)束語

改良之后的電纜拖掛設(shè)備改善了原有裝置的不足之處，在使用的過程中具有較好的效果。

（1）伸縮式前梁及后梁可以完成低巷道掘進(jìn)工作，降低了工作人員安裝及拆卸過程中所消耗的人力及物力，降低了人員的作業(yè)強(qiáng)度，加快了掘進(jìn)速度。

（2）鋼絲繩張緊設(shè)備可以避免因鋼絲繩存在過大的受力而出現(xiàn)斷裂及支撐小車脫離軌道的問題，延長了鋼絲繩的使用年限，確保了電纜拖掛設(shè)備有效運(yùn)行。