掘进机电缆拖挂装置的改进

李 权

（大同煤矿集团马脊梁矿，山西大同 037000）

0 引言

目前，我国大部分煤矿在工作面开拓作业的时候都使用了综掘设备。作为煤巷及岩巷的核心设备，掘进机的应用不仅可以降低工人的作业强度，而且可以提升掘进的效率。随着掘进机功率的不断扩大，其输送电源的电缆截面也持续扩大，加大了电缆的重量。在掘进及维修的过程中，掘进机应当不断地前进及后退，随机电缆大多由工人来拖移放置。人工拖移既增强了工人的作业强度，又使电缆出现了磨损，导致电缆出现跳闸及漏电问题，增加了检修的时间，降低了生产的效率；由于掘进机随机电缆大多是高压电缆，极易对工人的安全造成威胁。同时电缆盘圈长期处于通电堆放的状态，形成了涡流发热现象，加快了电缆老化的速度，导致电缆的使用时间不断缩短，因此必须对电源电缆进行严格的维护。通过在实际生产中进行不断探索研究，研发出一种电缆拖挂装置。

1 掘进机电缆拖挂装置结构

该装置的构成主要有前后固定梁及固定座、钢丝绳、法兰螺丝等，如图1所示。在应用的时候，首先需要利用螺栓将固定梁及固定座固定于输送带的导轨之上，再将钢丝绳固定于前、后固定座的法兰螺丝上。用吊环链将电缆设置于钢丝绳的下部，电缆通过自身的重力及掘进机的拉力来完成自主收缩[1]。

2 存在问题

图1 电缆拖挂装置结构图

由于受到安装、地质等诸多条件的约束，目前所使用的拖挂装置在应用时还存在较多的问题，如难以调整高度、支撑小车偏离轨道等[2]。

（1）前固定梁不能调节高度

通过高强螺栓可以将前固定梁固定在带式输送机的机尾导轨上。而在巷道开拓的过程中，由于顶板及底板受到水文、地质等因素的制约，巷道起伏出现较大的落差，底板并非始终维持水平状态，顶板与底板之间的距离将会在局部区域中出现突然缩短[3]；当电缆拖挂装置经过该巷道时，因顶板不具备较大的高度，导致前固定梁与顶板之间相互影响，现场工作人员必须卸除前固定梁，在完全通过低巷道区域之后再进行安装，这样不仅会延长人员的作业时间，而且极大增加了人员的作业强度，降低了工作效率。

（2）支撑小车跑偏

在传统设计中，后连接梁与二运输送带支撑小车之间的固定是通过连接螺栓实现，使固定梁可以随着二运输带的运行而运行[4]。后固定梁的构造如图2所示。而在实际应用的过程中，由于后固定梁在支撑小车一端的支撑架上固定，使得钢丝绳所有的拉力及电缆的重量均作用在小车的一端，导致支撑小车出现偏载问题；支撑小车的2个行走轮在导轨上运行时会发生偏差，轮缘与导轨出现接触不良，极易出现支撑小车与轨道相脱离的问题。

图2 后固定梁固定示意图

3 改进设计

通过对以上这些问题进行研究，再与现场应用之后的反馈信息相结合[5]，重新研发出一种全新的电缆拖挂装置，其构造如图3所示。

图3 新型电缆拖挂装置结构图

改进后的装置构成主要为：导向轮、钢丝绳、张紧设施等。该装置改善了原有装置的缺陷，具备如下优势。

（1）伸缩式前、后固定梁

对于因巷道顶板落差所造成的电缆拖挂装置无法通过的问题，为了有效改善这一问题，通过将以往固定式前、后梁改良为伸缩式[6]。对固定梁存在的较大受力加以考虑，运用箱形结构的整体焊接来增强抗弯性能，在箱体内部安装相应的工字钢，并在箱体构件及工字钢上来安装螺丝[9]，通过运用强度较高的螺栓来调整工字钢的高度，以高度的调节来满足巷道顶板的落差变化，从而取得较好的调节效果。

（2）钢丝绳张紧装置

在巷道内部，带式输送机的机尾导轨会随着其底板进行铺设，当底板存在上下坡之时，导轨也会发生弯曲，由于电缆拖挂设备钢丝绳设置于导轨之上，导致钢丝绳出现拉伸受力，尤其是在起伏过大的变坡处，极易因受力较大而导致钢丝绳断裂或者支撑小车脱离轨道[7]。为了防止该问题的发生，通过在钢丝绳的一端加设张紧装置可以有效改善这一问题，其结构如图4所示。在安装过程中，通过运用紧绳装置可以张紧钢丝绳，并向弹簧施加一定的预紧力，防止钢丝绳在工作中出现下垂，若碰到巷道变坡导致钢丝绳的拉力提高时，张紧设备将会利用压缩弹簧来消除钢丝绳的拉力，使钢丝绳可以正常工作[8]。

图4 张紧装置示意图

4 结束语

改良之后的电缆拖挂设备改善了原有装置的不足之处，在使用的过程中具有较好的效果。

（1）伸缩式前梁及后梁可以完成低巷道掘进工作，降低了工作人员安装及拆卸过程中所消耗的人力及物力，降低了人员的作业强度，加快了掘进速度。

（2）钢丝绳张紧设备可以避免因钢丝绳存在过大的受力而出现断裂及支撑小车脱离轨道的问题，延长了钢丝绳的使用年限，确保了电缆拖挂设备有效运行。