矿用MG型采煤机拖缆装置的优化改进

赵莉明

（大同煤矿集团白洞矿业有限公司， 山西 大同 037001）

引言

为了更好地保护井下采煤机电缆，技术人员设计使用拖缆装置的电缆夹板对电缆进行保护，这样采煤机在拖拽电缆时不易受损。但如果拖缆装置由于电缆夹板常常发生偏移、损坏，会导致电缆很容易受损，更换电缆会浪费较多的时间影响生产[1-2]。

大同煤矿集团白洞矿业有限公司8108综采工作面主要采用MG型采煤机进行割煤，采煤机在工作面移动时主要利用拖缆装置实现采煤机电缆移动作用；但是由于受施工环境、传统拖缆装置设计以及操作维护等影响，采煤机在移动割煤时拖缆装置经常出现故障，主要表现在：电缆夹板位移、对接困难、摩擦严重以及损坏率高，不仅降低了采煤机割煤效率，增加设备故障率，而且很容易造成电缆拉断等机电事故；为了彻底解决此问题，白洞矿技术人员对拖缆过载保护装置、转接板以及伸缩臂进行改造，不仅延长了电缆的使用寿命，还大大降低了电缆更换的时间。

1 拖缆装置组成

采煤机电缆比较重，而且是带电拖拽，因此在电缆上安装拖缆装置后，拖缆装置电缆夹板能够避免电缆在拖拽时受到损伤，对电缆起到很好的保护效果。拖缆装置主要由以下部分组成：拖缆链、电缆夹板、转接板、回转装置、拖缆架、定位销。定位销主要是对采煤机背面牵引机构的外部拖缆架与转轴进行固定。当拖缆架与转轴在采煤机的拉拽作用下运转，施工人员要用开口销将转轴与回转套进行固定，且需配套安装拖缆链与回转套，电缆夹板与拖缆链紧密安装，以此来实现对电缆的保护[3-4]。

2 拖缆装置存在问题

1）通过在井下工作面使用拖缆装置以来，发现采煤机拖缆装置存在许多问题，主要集中在电缆夹板会在移动的过程中发生偏移，而且采煤机由于长时间使用，电缆夹板会频繁地与电缆发生挤压、磨损，更换电缆夹板频率较高，同时为了能够确保电缆在电缆槽内稳定拖拽，需要每班安排三名工作人员随机组移动，通过撬棍、手动矫正、铁丝捆扎等方式控制电缆不会跑出电缆槽，一旦工作人员没有及时对电缆进行修正，将会导致电缆直接被拉断，严重时会造成采煤机烧损，给井下造成巨大的安全事故。

2）电缆夹板由于材料的应力强度达不到要求常常发生裂纹或变形；拖缆装置上安装的伸缩臂导轨不能承受较大的拉力，导致电缆拖拽力不够；转动双蜗杆液压回转结构作为驱动力，该结构的操作难度大、结构复杂、维护难度比较大；拖缆装置在拉力较大时没有过载装置进行保护，导致电缆夹板会拉断会变形；电缆夹板没有统一的标准，多种电缆夹板的互换性差，这些都是采煤机电缆拖拽装置存在的问题，若不能很好解决这些问题，将会导致采煤机没有动力源，严重影响井下的正常作业[5]。

3 拖缆装置的改进方案

为了能够使拖拽装置更好地适应井下恶劣的生产环境，技术人员对电缆拖拽装置的转接板、伸缩臂、转动臂、过载保护装置进行升级改造，使电缆能够更好地适应井下恶劣的生产环境。

3.1 对伸缩臂进行升级

伸缩臂作为电缆拖拽装置的主要机构，作用是对电缆槽的电缆进行拖拽。由于伸缩臂导轨使用的材料都为抗拉强度较低的材质，因此在实际生产时常常出现故障。为了能够解决这类问题，技术人员在原来材料的基础上安装一套厚度较厚的T型钢。由于T型钢价格较低，安装便捷，能够适应井下的生产需求；在实际生产时，伸缩臂的拖缆架和导轨有时会发生脱落，技术人员将拖缆架和导轨通过焊接的方式进行连接，同时采用增强筋进行加固；由于井下工作环境较差，伸缩臂的液压缸作为动力源常常出现污染，如果不能及时进行清理将会无法保障油液洁净度，甚至导致监测精度达不到标准要求，升级后技术人员将传感器材质更换为磁质材料，这种材料不会受到周围环境的污染，确保了监测的灵敏度。

3.2 对转动臂进行改进

转动臂主要由拖缆架、驱动器、摇臂装置组成，作用是对电缆的高度进行调节。将转动双蜗杆液压回转结构作为拖缆装置驱动力，操作难度大、结构复杂、维护难度比较大。技术人员将原来的双蜗杆液压回转驱动器更换为SE系列单蜗杆驱动器。单蜗杆驱动器具有功能齐全、结构简单、维护方便的优点；原拖拽装置的连接方式不合理也会造成转动臂损坏，因此技术人员将原来的摇臂与拖缆架连接方式更换为铰接，将原来的拖缆轮与摇臂的连接方式更换为转轴。转动臂在实际生产时采用尼龙材质的缆绳，这种缆绳具有重量较轻，静电性强，符合本质性安全矿井的要求，如图1所示。

图1 优化改进后拖缆装置转动臂结构示意图

3.3 加装过载保护装置

采煤机在运行常常容易发生断电事故，一旦采煤机断电，很容易使电缆夹板卡住，电缆夹板卡住后会产生较大的拉应力，当拉应力大于电缆夹板屈服应力，就会发生电缆夹板断裂事故，严重时会造成人员伤亡。为拖缆装置加装过载保护能够有效避免此类事故。过载保护装置主要由以下部分组成：拖缆架、安全销、滑板、行程开关。卡钉将电缆牢牢地固定在滑板上，随着采煤机的拖拽移动。为了防止跑偏在两侧安装挡板。

3.4 对转接板进行改进

由于煤层厚度不同，各工作面使用的采煤机不同，因此造成电缆夹板形态各异，相互之间互换性较差。为了使各类电缆夹板能够互换，技术人员采用高锰钢材质的转接板作为缓冲压骨架，同时为了防止静电，提高防火性能，转接板外部更换为尼龙，这种连接方式能够确保各类不同的电缆夹板相互使用，增加了电缆夹板的互换性。

4 改进效果

2019年4月，白洞矿对8108工作面采煤机拖缆装置进行优化，截至2019年10月，通过6个月实际应用效果观察发现，对原拖缆装置优化后，大大提高了采煤机拖缆效果，拖缆装置故障率由原来的13%降低至4%以下，不仅提高了采煤机割煤效率，而且全年可减少拖缆装置维修成本费用达8.7万元，保证了工作面安全高效回采，应用成效显著。