采煤机用防滑电缆夹板设计探讨

王伟

摘 要：目前采煤机使用的电缆夹板对与角度稍大的工作面，容易出现堆叠下滑危险。针对这一问题，本文设计了一种采煤机用防滑电缆夹板，采用了新颖的防滑结构设计和工艺方案，满足大坡面工作要求，确保了大坡度工作面的安全、高效生产。

关键词：采煤机 拖拽电缆 大坡度工作面 电缆夹板 防滑

0研究背景

煤矿井下采煤机后面拖拽的电缆、水管通常用夹板来进行防护，当采煤机在大坡面上工作回牵下行时，夹板会随着电缆、水管发生堆叠、垮塌、下滑，影响采煤作业安全，目前还没有有效的防滑方案。本文提出一种采煤机用防滑电缆夹板，能够满足采煤机大倾角坡面工作的防滑要求，使电缆受到完好的保护，保障煤矿生产安全性。

1研究目的

国内不少煤矿就存在的大坡面电缆夹板防滑问题进行技术探索，采取多种措施来预防控制采煤机电缆夹板的下滑危险，比如派专人看护、利用胶带增加摩擦、用钢丝捆绑等，这些方法费时费力，也很难有较好的效用。针对这一问题，采煤机防滑电缆夹板的研制迫在眉睫。

2研究方向

大坡面采煤机防滑电缆夹板的研究从电缆夹板的工艺、结构与配套技术着手进行深入，以增加电缆夹板下滑阻力为主要目标，以电缆夹板本身和电缆夹板钢槽为两个针对点作为对象进行研究和设计。重点通过在夹板本身上设计一些防滑机构来有效防止夹板的整体沿钢槽滑落。配合采煤机电缆防滑夹板的试验与应用，在煤矿工作面进行工业应用试验。

3主要技术指标

采煤机防滑电缆夹板严格按照标准MT/T117-2007《采煤机用电缆夹板》的规定，进行结构设计和定型，达到以下主要技术指标。

1.采煤机防滑电缆夹板适应工作倾角：≤ 45°；2.单节防滑电缆夹板外形尺寸：160mmX180mmX130mm（长x宽x高）；3.连接孔中心距：115mm；4.单节重量：小于等于1kg；5.防滑电缆夹板型式：H型电缆夹板；6.设计的防滑电缆夹板至少能保证一根电缆（Ф70mm）及一根水管（Ф46mm）的有效安放；7.设计防滑齿和防滑结构，确保采煤机在大倾角（≤45°）工作时电缆及夹板不会滑落。8.钢骨架嵌入夹板内承载拖曳力，对电缆及水管进行保护；9.相邻电缆夹板易于连接，根据采煤机工作面需要可以任意延长，电缆夹板串联后转动灵活、折弯自如。

4设计研究方案

4.1结构设计分析

如图1所示，设计出一种采煤机用防滑电缆夹板，包括电缆夹板尼龙座架1主体，尼龙座架内嵌入钢铁片2作为骨架，能够有效强化支撑结构，尼龙座架1的横截面为工字形，尼龙座架1的上端为波浪齿面、下端为平板、一侧为平行双联接板7、另一侧为单联接板8，尼龙座架1的下端平板内开有永磁铁片安装槽3，永磁铁片安装槽3内设有永磁铁片6，磁铁片6通过尼龙堵头4、紧固螺钉5固定在永磁铁片安装槽3内，使用时，可根据需要嵌入不同规格的永磁铁片。平行双联接板7、单联接板8上均开有螺栓连接孔9、10，

采煤机工作上行时，由于采煤机的上行牵引力，电缆夹板不会产生下滑现象。当采煤机在大坡面下行时，电缆夹板链随着电缆和水管回牵下行，会发生堆叠折返运动，由于受重力影响易发生下滑，此时通过尼龙座架1的下端平板内安装的永磁铁片6，能使电缆夹板整体吸附在电缆夹板钢槽上，增加了下滑阻力进行止滑。对于形成电缆夹链堆叠第二层，极易形成第二层电缆夹的下滑及一、二层电缆夹连带出槽的危险，通过连接板1的上端增加防滑波浪齿面，提高防滑性，有效增加第二层的下滑阻力。当采煤机再次刚上行时将会形成三层电缆夹叠加的折返运动，此时第一层和第二层均已由所设计的防滑机构和防滑齿电缆夹实现止滑，而第三层电缆夹受上行牵引力作用，不会再产生下滑与出槽的危险；直至采煤机越过电缆夹折返特定点，电缆夹板回归至单层上行运动。

4.2计算分析

对于不同角度工作面上电缆夹板链的受力进行分析计算。通过计算确定夹板在不同角度下所需要的摩擦力，当采煤工作面的倾角不同时，计算所需最小摩擦力，确定安装嵌有磁铁片电缆夹板的个数及间隔。根据公式sinα*G=0.5*μ*（cosα*G+F），（G-电缆夹链总重，α-工作面坡度，F嵌入磁铁片与槽钢的磁力，μ-摩擦系数取0.4，0.5-安全系数），可以根据不同坡度的工作面，选择合理嵌入磁铁片电缆夹分布连接方案，工作面角度越大，嵌入磁铁片电缆夹板分布约紧密。具体也可根据实际情况作出适当调整。

4.3工业应用试验

防滑电缆夹板研制成功后进一步进行工业性试验分析，选址在大屯能源股份有限公司龙东矿7163工作面进行为期四个多月的工业试验。根据工作面情况，工作面长度按178 米，倾角坡度按32°计算，采用从工作面中间向两边开采的方式进行，安装夹板长度为89米，需要774个电缆夹板，根据图2分析，结合根据公式sinα*G=0.5*μ*（cosα*G+F），确定选取带有嵌入式磁铁片电缆夹板288个平均分布在774个电缆夹板中。

经过试验监测，电缆夹板防滑效果明显，夹板表面及防滑齿无明显磨损，拆换方便，产品技术指标符合设计和使用要求，性能质量可靠，达到了预期效果，得到现场工作人员的一致

好评。

5 结论

针对采煤机在大坡面工作时电缆和水管容易出现堆叠下滑问题，本文设计了一种采煤机用电缆防滑夹板，采用了新颖的防滑结构设计和工艺方案，满足大坡面工作要求，確保了大坡度工作面的安全、高效生产，在各大煤矿有着迫切的需求。

参考文献：

[1] 杨晓川. 采煤机电缆夹板下滑的防范与处理[J]. 中小企业管理与科技，2016，（05）：104-104.

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