煤矿用采煤机电缆线芯断裂问题的分析与预防

兰天安

摘 要：煤矿资源是我国重要的能源，随着经济的发展，煤矿的开采量也逐渐的增大。当前煤矿开采的机械化、自动化、智能化程度不断提升，采煤机作为主要的采矿机器，其运行状况直接决定了采矿的效率，但是，采煤机电缆线芯在运行的过程之中经常会出现断裂的问题，从而影响了采煤效率和煤矿产量。文章主要分析了采煤机电缆线芯断裂的主要原因，并提出了相应的问题预防对策。

关键词：煤矿；采煤机电缆；线芯断裂问题；分析与预防

采煤机生产效率的提高，不可避免的给电缆线芯造成更大的负担，通常而言，生产效率和电缆线芯的机械损伤疲劳程度呈现指数增长的趋势，而且采煤机电缆线芯断裂的维修费用较高，严重影响了采煤效率，因此，加强对于电缆线芯断裂问题的研究，并进行有针对性的预防措施就显得至关重要。

1 煤矿用采煤机电缆芯断裂的原因

1.1 材料加工控制不当

电缆线芯的加工至关重要，如果加工工艺控制不当就会造成电缆质量出现问题。例如在电缆的加工当中，要进行电缆的拉丝或者淬火处理，以提高电缆的抗拉程度，但是如果温度控制不当，就会造成电缆线芯铜单丝的氧化过度，从而造成其材质变脆，再者在电缆挤绝缘后的硫化过程中，如果进入水分或者绝缘材料高温释放出酸性物质，也会造成内部铜丝的腐蚀，从而影响了其断裂伸长率，也降低了导体的耐弯曲性能。

1.2 线芯束绞节径比较大

一次束导线的绞合节径增大，往往会造成其弯曲半径变大，同时也降低了电缆的耐弯曲性能。因此，电缆一次线芯束的绞节径有着明确的规定，按照相关的标准规定，通常一次束绞导线的节径不超过25，同时复绞线的绞合节径比不大于30，而对于内层的绞合节径比也有着严格的规定，通常而言，对于内层的绞合节径比不超过20，而外层的绞合节径比不超过14。但是部分生产厂家对于绞合节径比的控制不当，例如：对于国家标准的理解错误或者设备精密度等原因，往往造成电缆线芯的绞合节径比超过标准的数值，甚至有些产品的超标率超过了30%，从而造成电缆的耐弯曲性较差，在运行的过程中容易出现断裂。

1.3 缆芯绞合节径比较大

采煤机的电缆有着较高的质量要求，尤其是对于电缆线芯的绞合节径比，根据MT818的相关质量规定，标准的电缆芯绞合节径比应当小于10，但是在电缆芯绞合完成后，要进行一系列后续的处理，例如要进行电缆的复绕、挤护套等处理，因此后续生产工艺的影响也造成了最终产品电缆的节径超过了标准要求，降低其柔软度，增大了断裂的概率。

1.4 绝缘材料的影响

绝缘材料的作用主要体现在两个方面，一方面是绝缘材料可以发挥其绝缘作用，保证电缆的正常使用，另一方面绝缘材料可以对电缆的线芯起到一定的保护作用，避免电缆受到的应力过度集中。因此，绝缘材料的质量控制至关重要，通常而言要想保证良好的绝缘性能，绝缘材料的含胶量要大于35%，只有保证足够的含胶量才能保证绝缘材料有良好的绝缘性能和良好的机械性质，但是由于电缆绝缘材料在生产过程中，其含胶量的控制不当，造成了其伸长率、抗拉强度和拉伸回缩率不合格，不能充分发挥其对于电缆线芯的保护作用，也降低了电缆的使用寿命。

1.5 使用过程中的影响

采煤机的工作原理是：在机器的带动作用下，采煤机在其固定的轨道上上下移动，同时保持在轨道斜面上的向前运动，采煤刀就会一层层的把煤矿割掉，而电缆会随着采煤机的机械运动而上下运动。通常而言在采煤的过程中，并没有对电缆施加应用，但是如果电缆槽中进入了杂物，就会造成电缆的移动阻力增大，从而造成采煤机推动电缆行走的现象，从而对电缆造成了破坏，长时间的运行会造成电缆的疲劳断裂。此外在采煤机运行的过程中，电缆最小弯曲半径过小，就会造成电缆的超负荷运行，从而影响了使用寿命。

2 煤矿用采煤机电缆线芯断裂预防的方法

2.1 避免铜丝氧化

在电缆线芯的加工过程中，要选择合理的加工工艺，避免加工过程对铜丝造成氧化破坏，例如在淬火过程中，可以采用氮气保护的策略来保护铜丝，同时也可以有效的控制单丝的伸长率，保证其柔软度。此外在加工的过程中要按照国家标准，采用良好的绝缘材料，例如可以采用异丙基橡胶作为绝缘材质，减少硫的使用量，或者不使用硫，以提高绝缘材料的性能。

2.2 控制导体绞合与成缆节径比

导体绞合节径比对于对于电缆线芯的性能影响较大，因此要按照相关的国家规定设计绞合工艺，在加工的过程中，要缩小理论节径比，可以下调10%到15%的比例，保证产品的节径比满足实际使用的需要。

2.3 绝缘材料的选择

对于绝缘材料的选择，首先要考虑其抗张强度和断裂伸长率，这是提高电缆性能的关键，通过研究显示，绝缘材料的性能和其生产工艺有密切的关系，良好的生产处理工艺可以保证绝缘材料具有良好的绝缘性能和抗拉强度，因此在绝缘材料配比的选择上，要优化配方组成和炼胶工艺以及硫化工艺，保证绝缘材料的性能符合标准要求。此外要设计过程中，要充分考虑设计余量，尤其是要保证绝缘材料的胶料含胶量合格，不能只考虑成本因素而忽略了其应用性能。

2.4 合理选择采煤机

设计合理的电缆槽可以加强对于电缆的保护，在设计过程之中，要结合电缆的选型，保持电缆规格型号和电缆槽的一致性。此外要结合采煤机的功率和控制方式，设计合理的电缆槽，避免电缆在往复运动的过程中，由于电缆槽的设计不合理而造成电缆的损坏。再者要加强对于采煤机电缆薄弱环节的保护，避免电缆受力集中而产生过度弯曲。例如在电缆连接处，可以设计U型喇叭口，避免电缆的过度弯曲，也可以在适当的位置增加钢丝牵引，在采煤机的运行过程中，由钢丝来进行牵引，避免电缆本身的受力集中。通过额外设计保护可以有效提高电缆线芯的使用寿命，降低了其出现故障的的概率，同时这些设计也不会增加生产成本。

2.5 增强控制线芯的性能

通常而言增强线芯的柔软性、导体强度、相对滑移性可以有效降低电缆断裂的发生。首先是对于其柔软性的控制，要控制线芯导体和成缆节径比的关心，增加导线单丝根数，并采用复绞结构，增强电缆线芯的柔软度和刚度，此外也可以降低成缆节径比，增强线芯的抗弯曲伸缩。再者是导体强度的控制，可以在线芯中添加强度较高的纤维丝，提高导体的性能，当电缆受到较大的拉应力时，首先承受应力的是线芯中的纤维丝，从而保证了电缆线芯不受到破环。最后是对增强线芯之间的相对滑移性，为了保证在电缆弯曲、拉伸过程中，控制线芯具有相对的滑移性，以保证应力的及时分散和均匀，我们先在单根控制线芯外均匀涂敷滑石粉，然后绕包一层耐高温滑移带，控制线芯成缆后，再绕包一层聚酯膜或加强无纺布，使控制线芯在受力时能够得到一定的缓冲，从而延长控制线芯的使用寿命。

2.6 现场管理

在煤矿开采中要做好现场管理工作，保证采煤机处于正常的运行状态，例如要及时的清理电缆槽，避免电缆槽中的杂物影响电缆的运行轨迹，从而减少了电缆线芯断裂的发生。此外要清除采煤现场的杂物，保证各个施工设备摆放整齐，防止现场的其他工具对电缆绝缘层造成割伤等问题的发生。

3 结束语

总而言之，采煤机的电缆线芯使用寿命直接决定了采煤的效率和生产能力，因此要采取预防措施来提高电缆线芯的断裂问题。因此在電缆的生产过程中，要控制电缆线芯的生产工艺，大大改善电缆的柔软性、强度和抗拉伸能力，提高电缆的质量和使用寿命。

参考文献

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[2]李劲松.刍议采煤机电缆线芯断裂问题的分析以及防治策略[J].中国新技术新产品，2013，8（3）.