采煤工作面運(yùn)輸順槽電纜自移托架的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

官利剛　陳紅梅

摘要：文章通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)單軌吊的結(jié)構(gòu)性能比較，并結(jié)合貴州徐礦興隆煤礦井下高瓦斯礦井以及頂板壓力大等的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)出一種新型的電纜自移托架，采用廢舊皮帶托輥轉(zhuǎn)動(dòng)和小電絞提供拉力，利用干簧管傳感器對(duì)小電絞進(jìn)行限位閉鎖和語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行應(yīng)急聯(lián)系。

關(guān)鍵詞：傳統(tǒng)單軌吊；干簧管傳感器；小電絞；限位閉鎖；語(yǔ)音信號(hào)

中圖分類(lèi)號(hào)：TD611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）17-0034-02

1 概述

國(guó)內(nèi)大部分礦井為了解決因采煤工作面的推進(jìn)多出的工作面順槽電纜、乳化液高壓膠管和水管等而在運(yùn)輸順槽安裝單軌吊來(lái)存留，其結(jié)構(gòu)是運(yùn)輸順槽一側(cè)的鋼梁下安裝單根軌道，再用掛纜小車(chē)在單根軌道上移動(dòng)來(lái)達(dá)到電纜移動(dòng)的目的。而每根軌道采用14#工字鋼制作，拆、裝起來(lái)非常笨重。由于成品比較昂貴，投入成本巨大，自制加工又比較復(fù)雜，根本達(dá)不到全運(yùn)輸順槽都安裝，而每過(guò)一段時(shí)間，還得集中人員對(duì)多余的電纜進(jìn)行集中拖拽到開(kāi)關(guān)列車(chē)進(jìn)行裝車(chē)，需耗費(fèi)大量的人力，且容易在拖拽的過(guò)程中擠壓受傷，不能從根本上減輕職工的勞動(dòng)強(qiáng)度和保證職工的安全操作。

存在問(wèn)題：傳統(tǒng)單軌吊的跑道14#工字鋼本身笨重，一兩個(gè)人根本無(wú)法在巷道內(nèi)安裝，整套價(jià)格昂貴，如果巷道很長(zhǎng)，還得人工拖拽電纜以及轉(zhuǎn)移跑道，遇到巷道壓力大，變形嚴(yán)重，更是給單軌吊的跑道連接運(yùn)行帶來(lái)麻煩，導(dǎo)致移動(dòng)不順暢，且每次人工移動(dòng)時(shí)還容易擠傷人和擠壞電纜，對(duì)供電系統(tǒng)和職工安全帶來(lái)很大隱患，勞動(dòng)強(qiáng)度也相對(duì)較大。

隨著采煤工作面的推進(jìn)，還得不定期對(duì)拆卸下來(lái)的單根軌道與掛纜小車(chē)往后轉(zhuǎn)移，繼續(xù)安裝使用，費(fèi)工、費(fèi)時(shí)、費(fèi)力。

傳統(tǒng)單軌吊無(wú)法解決采煤工作面運(yùn)輸順槽電纜、乳化液高壓膠管和水管等安全高效地實(shí)現(xiàn)自移的關(guān)鍵在于無(wú)法找到降低成本和隨著巷道來(lái)壓變形而保證掛纜小車(chē)移動(dòng)順暢的方法，為此，我組織技術(shù)人員對(duì)貴州徐礦興隆煤礦井下的高瓦斯環(huán)境以及頂板壓力大容易變形的巷道和開(kāi)關(guān)列車(chē)固定在進(jìn)風(fēng)口的情況進(jìn)行了多方面的考察與研究探討，設(shè)計(jì)了一種新型的自移電纜托架。

2 新型自移電纜托架的結(jié)構(gòu)與原理

2.1 結(jié)構(gòu)

新型自移電纜托架利用在廢舊托輥身上根據(jù)電纜或管線(xiàn)的直徑加工定位槽（具體尺寸根據(jù)所用電纜或管線(xiàn)的直徑而定），一般應(yīng)比放置的電纜或管線(xiàn)大3～5mm，保證電纜或管線(xiàn)抽動(dòng)而帶動(dòng)托輥轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中有一定的余量，防止劃傷電纜或管線(xiàn)，再在托輥中心軸的兩邊焊接兩個(gè)掛鉤，如圖1所示，以方便固定在巷道的鋼梁上，具體安裝套數(shù)根據(jù)巷道的長(zhǎng)度而定，一般要求兩套托輥傳動(dòng)裝置之間的間距不要超過(guò)1500mm，如諾巷道有小于120°的角度，側(cè)應(yīng)在轉(zhuǎn)彎處安裝一套如圖2所示的立式托輥傳動(dòng)裝置，具體安裝套數(shù)根據(jù)巷道彎度的數(shù)量以及角度而定，但應(yīng)保證電纜能順利地自由移動(dòng)。在開(kāi)關(guān)列車(chē)處安裝一臺(tái)11.4kW的小電絞并配套安裝智能控制卡和語(yǔ)音信號(hào)裝置，在小電絞的鉤頭側(cè)加工一個(gè)特殊的電纜卡抓，且長(zhǎng)度大于電纜自移托架托輥軸的長(zhǎng)度，如圖3所示，并在卡抓上安裝兩個(gè)永久磁鐵，在小電絞的前方安裝一個(gè)干簧管傳感器，并在干簧管傳感器的閉合電路中接入一個(gè)127V的繼電器，將小電絞啟動(dòng)的閉合點(diǎn)跟繼電器的常閉點(diǎn)接進(jìn)同一條回路。具體示意圖如圖4和圖5所示：

1.電纜托架；2.電纜；3.管路；4.巷道斷面

1.電纜托架；2.電纜；3.管路；4.巷道斷面；5.電纜卡槽；6.永久磁鐵；7.螺絲眼；8.干簧管傳感器；9.小電絞；10.巷道；11.鋼絲繩

圖5

2.2 工作原理

在采煤工作面推進(jìn)的過(guò)程中，運(yùn)輸順槽在不斷地縮短，電纜、乳化液高壓膠管和水管等不斷地在縮短使用距離，而導(dǎo)致多余部分預(yù)留在工作面的下出口，此時(shí)根據(jù)預(yù)留電纜、乳化液高壓膠管和水管等的實(shí)際長(zhǎng)度，確定開(kāi)關(guān)列車(chē)這邊小電絞特殊卡抓固定在電纜或管線(xiàn)上的長(zhǎng)度（也就是鋼絲繩的長(zhǎng)度），特別要求，每次只能拉同一平面的電纜或者管線(xiàn)，小電絞與特殊卡抓之間的距離應(yīng)小于或等于下出口預(yù)留電纜或管線(xiàn)長(zhǎng)度的90%，保證在移動(dòng)電纜或管線(xiàn)的過(guò)程中不會(huì)人為拉壞電纜或管線(xiàn)。等特殊電纜卡抓在電纜或管線(xiàn)上固定好后，小電絞司機(jī)就可以插上智能卡，啟動(dòng)小電絞進(jìn)行移動(dòng)電纜或管線(xiàn)。由于小電絞安裝在開(kāi)關(guān)列車(chē)處，距工作面較遠(yuǎn)，司機(jī)無(wú)法觀(guān)察到移動(dòng)電纜或管線(xiàn)的過(guò)程中出現(xiàn)的特殊情況，所以在安裝小電絞的時(shí)候應(yīng)沿途安裝語(yǔ)音信號(hào)裝置，并在每次移動(dòng)電纜或管線(xiàn)的過(guò)程中，安排人員在轉(zhuǎn)彎處進(jìn)行觀(guān)察，如遇特殊情況，應(yīng)通過(guò)語(yǔ)音信號(hào)通知司機(jī)停機(jī)進(jìn)行處理。司機(jī)應(yīng)把小電絞速度控制在0.5m/s范圍內(nèi)，保證電纜或管線(xiàn)移動(dòng)的過(guò)程中應(yīng)對(duì)緊急情況。正常情況下，繼電器的常閉點(diǎn)處在閉合狀態(tài)，起動(dòng)器可以啟動(dòng)，當(dāng)特殊電纜卡抓運(yùn)行到干簧管附近，在磁鐵的作用下，干簧管傳感器由常開(kāi)轉(zhuǎn)換為閉合，電路接通，127V繼電器工作，將其常閉點(diǎn)轉(zhuǎn)換為開(kāi)路，起動(dòng)器的常閉回路斷開(kāi)，起動(dòng)器停止工作，小電絞自動(dòng)掉電停止工作，從而確保電纜或管線(xiàn)的移動(dòng)長(zhǎng)度不能超過(guò)下出口多出的長(zhǎng)度，真正提高了職工的安全系數(shù)和減少了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度。

3 安裝準(zhǔn)備與試運(yùn)行

3.1 安裝準(zhǔn)備

在采煤工作面安裝前就在車(chē)間利用廢舊托輥提前加工好電纜自移托架和電纜特殊卡爪（最好加工三副以上，方便替用）。在采煤工作面安裝的同時(shí)，就在運(yùn)輸順槽行人側(cè)的另一側(cè)鋼梁上安裝電纜自移托架，要求根據(jù)巷道的走向每隔1500mm安裝一套電纜自移托架（也可根據(jù)需要適當(dāng)縮短間距），并在鋼梁上固定牢靠且平行于鋼梁，使得所有的電纜自移托架在直巷道時(shí)成為一條直線(xiàn)，當(dāng)遇到彎道時(shí)，就加一組或者多組立式電纜自移托架（具體數(shù)量根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況而定），確保電纜能夠順利地在巷道內(nèi)移動(dòng)，一直安裝到提供拉力的小電絞前50m處，而小電絞穩(wěn)固在開(kāi)關(guān)列車(chē)前面，把干簧管傳感器安裝在小電絞的前面5m處，確保能夠順利地停車(chē)。放置時(shí)，應(yīng)保證每根電纜或管線(xiàn)不要交叉且都穿過(guò)同一水平托輥的表面，并在小電絞側(cè)最后一組托輥處用電纜特殊卡爪對(duì)電纜或管線(xiàn)進(jìn)行固定，防止巷道有坡度時(shí)下滑。

3.2 試運(yùn)行

待安裝結(jié)束后，對(duì)整套電纜自移托架系統(tǒng)進(jìn)行試運(yùn)行，并觀(guān)察每個(gè)電纜自移托架中托輥的轉(zhuǎn)動(dòng)情況，對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活或者不轉(zhuǎn)的托輥進(jìn)行更換，角度不對(duì)的進(jìn)行調(diào)整，盡量使電纜或管線(xiàn)能順利通過(guò)。根據(jù)工作面的推進(jìn)長(zhǎng)度，通過(guò)與乳化泵站聯(lián)系，可以隨時(shí)對(duì)電纜或管線(xiàn)進(jìn)行移動(dòng)，并把多余的電纜自移托架拆卸下，回料時(shí)一塊帶走。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)試用證明，新型自移電纜托架的各項(xiàng)性能均能滿(mǎn)足要求，并符合《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，利用小電絞對(duì)電纜托架進(jìn)行移動(dòng)，操作簡(jiǎn)單，安裝和拆除托輥轉(zhuǎn)動(dòng)裝置方便，運(yùn)行安全可靠，安裝費(fèi)用低廉，機(jī)械化程度高，可大大減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，并具有較高的安全系數(shù)，值得推廣應(yīng)用。

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