EBZ150A掘进机随机电缆自动拖移装置分析及应用

刘战新

（晋煤集团晋圣公司亿欣煤业有限公司，山西 沁水 048200）

煤矿井下掘进作业过程中，EBZ150A掘进机随机所用9mm2电缆只能部分固定于转载机上，仍需预留一部分电缆放在底板上，方便EBZ150A掘进机转载机在SJ-80皮带机尾承载部的前进和后退。转载机前进后退过程中，一方面会经常挤伤电缆，需派专人看护和移动电缆避免转载机损伤电缆，另一方面电缆拖在巷道底板的煤泥和水中，电缆外套一旦被挂伤、挤伤，容易造成采掘供电系统顶闸，延误生产进度，由于存在漏电隐患，也会对人身安全带来威胁。为了解决150掘进机随机电缆维护困难的问题，探索和研究一种电缆自动拖移装置。

1 电缆拖移装置方案的比较和选择

在井下生产过程中，根据老工人丰富的现场实践经验，初步选定了三套电缆拖移装置方案，如下所示：

1.1 电缆拖移装置方案一

图1 方案一所使用的电缆拖移装置示意图

（1）电缆拖移装置的安装

如图1所示，在转载机运行区段人行侧顶板上，间隔30m在顶锚杆上安装两个起吊环，在30m长的4分钢丝绳穿上5组吊环，然后用绳卡配合花篮螺丝将钢丝绳固定在两个起吊环上，再将电缆用电缆卡固定在5组吊环上，完成电缆拖移装置的安装。5组吊环之间留够合适长度的电缆，电缆长度满足转载机和电缆车之间距离最小时，电缆不拖地，转载机和电缆车之间距离达到最大时，电缆完全展开的长度满足要求。

（2）电缆拖移装置的使用

方案一所示的电缆拖移装置，150掘进机割煤过程中，转载机随之在皮带机尾承载部上前后移动，拖动电缆在钢丝绳上前后滑动，实现拖移电缆的功能。当皮带机尾承载部剩余长度不能满足150掘进机带着转载机前进时，就需要向工作面方向托皮带机尾，使其能满足掘进需要。但电缆拖移装置是固定在巷道顶板上的，随着皮带机尾的不断向前拖动，钢丝绳的位置不满足现场需要时，就需要人工拆卸此装置向前移动，在合适的位置再次安装以满足拖移电缆悬挂的需要。

（3）电缆拖移装置的优缺点

方案一所示的电缆拖移装置优点是结构简单便于设计安装，在现场使用过程中能基本满足要求。在试验过程中体现出如下缺点：①需要频繁拆卸和安装，并需要使用吊链拉紧钢丝绳，耗费工人大量体力。②吊环在钢丝绳上前后移动时，易磨损钢丝绳。③外界因素影响会造成拖移电缆移动不便，如巷道顶板起伏不平，拖移电缆会集中在钢丝绳较低的一端；使用30m长的钢丝绳在悬挂电缆时，受拖移电缆自身重量影响，钢丝绳中部会自然下垂，固定电缆的5个吊环就会向钢丝绳中部滑动。

1.2 电缆拖移装置方案二

图2 方案二所示电缆拖移装置示意图

（1）电缆拖移装置的安装

如图2所示，第一步安装单轨吊：在SJ-80皮带机尾缓冲架人行侧上部巷道顶板悬挂七节单轨吊，并将各节单轨吊相互连接成一条直线。第二步安装滑动装置：在单轨吊轨道上安装五组滑动装置，再将拖移电缆用电缆卡固定在五组滑动装置上，完成电缆拖移装置的安装。五组滑动装置之间留够合适长度的电缆，电缆长度满足转载机和电缆车之间距离最小时，电缆不拖地，转载机和电缆车之间距离达到最大时，电缆完全展开的长度满足要求。

（2）电缆拖移装置的使用

方案二所示的电缆拖移装置，150掘进机割煤过程中，转载机随之在皮带机尾承载部上前后移动，拖动电缆前后移动带动滑动装置在单轨吊上前后滑动，实现拖移电缆的功能。当皮带机尾承载部剩余长度不能满足150掘进机带着转载机前进时，就需要向工作面方向托皮带机尾，使其能满足掘进需要。由于电缆拖移装置是固定在巷道顶板上的，随着皮带机尾的不断向前拖动，单轨吊的总体位置不满足现场需要时，就需要人工拆卸两节单轨吊，续接在保留的五节单轨吊装置前方，以满足拖移电缆来回移动的需要。

（3）电缆拖移装置的优缺点

方案二所示的电缆拖移装置优点是结构相对简单，单轨吊由七节组成，各节之间相互独立，作业现场拆装单节单轨吊不需要放下滑动装置和托移电缆，节省工人体力，方便拆卸和安装，在井下现场使用过程中能基本满足要求。在试验过程中体现出如下缺点：①当巷道上下山坡度较大时，单轨吊的五组滑动装置会集中在单轨吊较低的位置，造成拖移电缆移动不便，需要人工辅助移动。②每节单轨吊需要通过吊钩悬挂在巷道顶板的金属网上，受单轨吊自重和拖移电缆重量的作用的影响，顶板金属网变形严重，影响巷道支护质量。

1.3 电缆拖移装置方案三

图3 方案三所示电缆拖移装置示意图

（1）电缆拖移装置的安装

如图3所示，第一步安装电缆固定架：在SJ-80皮带机尾缓冲架人行侧安装电缆固定架1，并且在转载机人行侧小跑车横梁上安装电缆固定架2，在皮带机尾缓冲架靠近机尾滚筒的人行侧安装电缆固定架3。第二步安装定滑轮：在电缆固定架1顶端安装定滑轮1，在电缆固定架2顶端安装定滑轮2，在电缆固定架3上安装定滑轮3，在转载机小跑车靠工作面一侧的轮上方安装定滑轮4。第三步安装钢丝绳：钢丝绳一端固定在皮带机尾缓冲架尾部，如图2所示依次通过定滑轮3、定滑轮4、定滑轮2，然后穿上五组动滑轮，再通过定滑轮1，加上花篮螺丝固定在皮带机尾缓冲架上。在五组动滑轮下方悬挂的电缆卡上固定上电缆，五组动滑轮之间留够合适长度的电缆，电缆长度满足转载机和电缆车之间距离最小时，电缆不拖地，转载机和电缆车之间距离达到最大时，电缆完全展开的长度满足要求。

（2）电缆拖移装置的使用

割煤过程中转载机随着150掘进机前进时，电缆固定架1和电缆固定架3保持不动，其上安装的定滑轮起到钢丝绳的导向作用，定滑轮4和电缆固定架2及上面安装的定滑轮2随着转载机向前移动，钢丝绳通过两个定滑轮移动，钢丝绳悬挂电缆部分的长度变长，动滑轮在钢丝绳上向前滑动，电缆同时被拖长。割煤过程中转载机随着150掘进机后退时，电缆固定架1和电缆固定架3保持不动，其上安装的定滑轮起到钢丝绳的导向作用，定滑轮4和电缆固定架2及上面安装的定滑轮2随着转载机向后移动，钢丝绳通过两个定滑轮移动，钢丝绳悬挂电缆部分的长度变短，动滑轮在钢丝绳上向后滑动，电缆合拢水平间距变短。当皮带机尾承载部剩余长度不能满足150掘进机带着转载机前进时，就需要向工作面方向拖皮带机尾，使其能满足掘进需要。由于此电缆拖移装置是固定在皮带机尾缓冲部和转载机上的，不需要拆卸即可满足要求。

（3）电缆拖移装置的优缺点

方案三所示的电缆拖移装置优点是一次安装成功后即能满足要求，能自动实现拖移电缆的功能，只需要经常加强各个滑轮的润滑和钢丝绳松紧度的调整即可。但在试验过程中也出现如下缺点：此装置设计难度大，安装比较复杂，需要设计合理，固定牢固才能正常使用。

2 三种方案的综合比较和选择

方案一中的电缆拖移装置结构简单，但是使用和维护不便，并受外界条件影响很大。方案二中的电缆拖移装置结构相对简单，使用和维护比较方便，但是受巷道起伏影响很大，同时破坏顶板金属网。方案三中的电缆拖移装置使用和维护很方便，但是设计安装复杂。通过三种方案在井下试验中的初步比较，发现电缆拖移装置的日常使用和维护非常重要，同时拖移装置必须降低对外界条件的依赖，故我们选择第三套电缆拖移装置作为井下掘进作业中使用的150机组随机电缆自动拖移装置。

3 电缆自动拖移装置的试验和改进

选定电缆自动拖移装置的方案后，王台综掘二队在王台铺煤矿机电科和王台更新厂的支持下，对电缆拖移装置进行了具体的设计、试验和改进。

3.1 随机电缆自动拖移装置设计

（1）为保证电缆能跟随转载机自由前进后退，而且下垂后不会接触底板，不会扯挂皮带机尾上的马鞍架，不会被转载机小跑车挤伤，确定使用5组动滑轮，并确定了电缆固定架1的高度为1200mm。为确保电缆伸长后能满足要求，我们在装置上悬挂18m长的电缆。

（2）对18m长的95mm2电缆重量进行了计算，根据电缆的重量对钢丝绳进行了选取，选取为16×9（13.5mm）4分钢丝绳。根据钢丝绳的直径对滑轮进行设计，主要确定绳槽深度和宽度。

（3）为确保装置经济适用，使用周期长，设计三个电缆固定架（高度，强度和结构）。设计定滑轮的安装位置。

3.2 随机电缆自动拖移装置的井下试验

根据图2所示加工的电缆拖移装置，在井下初步试验运行良好，基本达到自动拖移电缆的目的。但试验过程中依然发现存在问题：

（1）电缆固定架1和电缆固定架2的强度不够，需改换材料；

（2）各组滑轮的绳槽宽度过大，易造成钢丝绳的左右移动；

（3）各组定滑轮不在一个平面上，导致转载机小跑车易倾斜；

（4）钢丝绳固定时需注意长度问题，方便在特殊情况自动调节钢丝绳长度，降低钢丝绳对电缆固定架的压迫。

3.3 随机电缆自动拖移装置的改进

根据电缆拖移装置试验过程中出现的问题，对装置进行了改进。

（1）电缆固定架抗弯强度不够，须增加抗弯强度。将材质由钢板更换为槽钢，增加支撑点。

（2）定滑轮绳槽过宽，钢丝绳易偏移。定滑轮绳槽由20mm改为10mm。

（3）在电缆固定架上固定定滑轮的眼位预留左右活动的空间，使几组定滑轮固定后，能在一个平面上，不影响正常使用。

（4）钢丝绳的长度已通过花篮螺丝固定牢固，在此基础上需加装强力弹簧，以便于特殊情况下保护钢丝绳不受过大的力拉伸而损坏。

4 结语

综上所述，150EBZ150A机组随机电缆自动拖移装置经过试验和改进，在井下掘进作业的使用过程中表现良好，一方面降低了工人的劳动强度提高了生产力，另一方面从此避免了拖移电缆维护困难，经常被挤破的难题。这个装置的试验成功，给掘进作业创造便利条件，提高了机电安全质量标准化水平。