掘进机新型拖缆装置应用分析

李江飞

（大同煤矿集团有限责任公司，山西 大同037001）

引言

掘进机在大型千万吨矿井掘进工作面的使用越来越广，这是由于掘进机具有先进的割煤工艺、简便的维护方式、完备的防护措施以及较高的割煤效率。综掘机不仅能够加快正常的掘进速度，还能大大降低工作人员的劳动强度。然而掘进机在正常作业时，如果电缆不能跟随掘进机同步移动或电缆拖地、挤压、吊挂方式不合理，都会导致电缆出现漏电，影响掘进工作面正常生产[1]。

1 塔山煤矿三盘区8117高抽巷单臂掘进机掘进难题

大同煤矿煤矿集团塔山三盘区8117高抽巷设计长度为1 700 m，巷道设计断面规格为宽×高=4.0 m×3.1m，施工巷道从三盘区辅运巷以5°仰角上山掘进，巷道掘进300 m后进入2号煤层，沿2号煤层顶板平行掘进。

8117高抽巷采用机械化掘进工艺，采用EBZ200型单臂掘进机进行巷道掘进，掘进机切割电机功率为200kW，掘进机长度为11.5m，高度为2.0m，宽度为3.0 m，掘进机在掘进过程中每班的工作进度为6 m，掘进机在12 h内移动5 m就要求电缆具备一定伸缩性，这样才能保证电缆随着掘进机前后移动，但是电缆的吊挂就成为一个较难解决的问题。电缆吊挂的传统工艺为将钢丝绳的一端固定在巷道顶板上，而另一端固定在电缆架上，掘进工作面每推进一个固定距离后，下一个班需将电缆的固定点向前移动，电缆移动完毕后才能继续掘进。频繁向前移动电缆不仅消耗大量的人力物力，还会由于电缆张力过大打伤工作人员。对此该矿掘进管理办设计了一套自移式新型拖缆装置[2-3]。

2 自移式新型拖缆装置结构

为了解决钢丝绳及电缆吊挂问题，结合巷道的实际情况设计出一种自移拖缆机构，并将该机构固定在掘进机二运跑道上，这样电缆无需人工搬运就会随着掘进机的正常推进而自动向前移动。

自移拖缆机构主要是由以下部件组成：导向滑轮组、钢丝绳固定架、滑轮吊钩、弹簧及钢丝绳，电缆可以吊挂在钢丝绳的滑轮吊钩上来实现自由移动，如图1所示。

图1 自移式新型拖缆装置结构示意图

固定架主要由两部分组成，将第一个部分的上下两端焊接上滑轮并固定在二运上，将第二个部分固定在跑道上，通过支架将电缆整体托起，利用滑轮组导移动钢丝绳，此外为了能够缓冲拉力在另一端安装强力弹簧。

由于工作面处于动态作业，钢丝绳固定支架很容易由于不稳定发生倾倒；部分电缆吊挂需要人工进行拖拽；钢丝绳松紧度无法统一调节。所以采取以下措施进行改进：施工人员将10号槽钢套作为钢丝绳上支架套在12号槽钢的下支架内，此外为了增加支架的稳定性，将三角支架焊接在固定支架上；使用滑轮对电缆进行吊挂，增加电缆移动的灵活性；采用张力更大的强力弹簧来缓冲钢丝绳张力，避免电缆在掘进迁移过程中频繁移动[4-5]。

3 装置优点及应用效果分析

3.1 装置优点

1）装置结构简单。自动式新型拖缆装置与传统的电缆吊挂工艺相比，该装置具有结构简单、维护方便、劳动强度低、适用范围广等优点，该装置在实际应用中便于安装维护，故障率低，适用于不同施工条件的掘进工作面。

2）降低了作业强度。传统托缆装置在移电缆时需4人配合施工，而采用自移式拖缆装置仅需1人即可，大大降低了劳动作业强度，而且电缆能够随着掘进机的推进自动调节前移速度，避免人工拖拽电缆带来的拖拽速度慢及造成电缆伤人事故，确保矿井安全生产。

3）降低了劳动成本。按照一个工作面每班安排一人进行电缆拖移，每班每人按照200元进行支付，30天就能够节约1.8万元，全矿5个掘进工作面每月可节约9万元。

4）提高了拖缆效率。传统托缆装置在实际应用中每拖缆1.0 m需用时8 min，每天拖缆长度达12 m，用时为96 min；而自移式拖缆装置每拖缆1.0 m用时为3 min，每天拖缆时间可节约1h，大大提高了拖缆效率。

3.2 实际应用效果分析

2019年2月在8117高抽巷掘进机上安装了一套自移式新型拖缆装置，截止8月3日，通过6个月实际应用效果来看，该装置在应用过程中未发生电缆脱钩、断裂、磨损等现象，拖缆效果好且故障率低，整个巷道掘进可缩短拖缆时间达150 h。

4 结语

自移式新型拖缆装置在8117高抽巷掘进过程中投入使用后，解决了传统托缆装置故障率高、拖缆劳动强度大、拖缆效果差等技术难题，避免了由拖缆装置故障导致掘进机高压电缆磨损、断裂等现象，提高了巷道掘进效率，取得了显著应用成效。