掘進(jìn)機(jī)無(wú)極繩電纜架空跑道的研制與應(yīng)用

高寶安 胡 兵 高家旺

（棗莊大興礦業(yè)有限責(zé)任公司，山東 棗莊 277319）

1 概況

棗莊市大興礦業(yè)有限責(zé)任公司采掘裝備已全部實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化，公司選用EBZ160型懸臂式掘進(jìn)機(jī)，由于電纜沒(méi)有專項(xiàng)保護(hù)設(shè)施，跟機(jī)電纜隨著掘進(jìn)機(jī)移動(dòng)長(zhǎng)期在底板被拖拉摩擦，導(dǎo)致工作面電纜損傷事件時(shí)有發(fā)生，給機(jī)電管理工作帶來(lái)新的安全挑戰(zhàn)。

根據(jù)規(guī)定，帶電移動(dòng)的設(shè)備電纜應(yīng)當(dāng)有防拔脫裝置，電纜必須連接牢固、可靠，電纜收放裝置必須完好。為此，制作綜掘機(jī)跟機(jī)電纜自移防損壞裝置，能夠滿足綜掘機(jī)安全、快速施工的需求。

2 改造前電纜移動(dòng)方式

懸臂式掘進(jìn)機(jī)在實(shí)際工作中，截割齒在破煤的同時(shí)，履帶車鏟板撥動(dòng)葉片隨機(jī)把割下的溢煤通過(guò)聯(lián)機(jī)運(yùn)輸送到一運(yùn)刮板機(jī)、二運(yùn)皮帶機(jī)上，再通過(guò)滑靴和H型一體皮帶將煤矸全部運(yùn)出。由于懸臂式掘進(jìn)機(jī)、皮帶電動(dòng)滾筒的供電電纜是從巷道中直接敷設(shè)過(guò)來(lái)，因沒(méi)有專用設(shè)施，設(shè)備在前期使用時(shí)，電纜是直接放在巷道底板上的，在實(shí)際施工中巷道底板不確定性因素較多，容易造成電纜損傷，該礦制作了電纜橋架跨在工字鋼滑靴皮帶外側(cè)，解決了電纜落地的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間使用后，暴露出以下問(wèn)題：（1）掘進(jìn)機(jī)在工作中需要前后移動(dòng)，迎頭割兩“肩窩”或在兩側(cè)幫底部拾煤，只要履帶車稍微左右偏差幾毫米，二運(yùn)機(jī)頭支架行走輪就會(huì)偏移滑靴軌面，造成行走輪擠壓到電纜塑料卡；（2）當(dāng)掘進(jìn)機(jī)在迎頭后退拾煤時(shí)，二運(yùn)機(jī)頭帶動(dòng)電纜橋架里的電纜塑料卡向后開(kāi)始正常折疊，當(dāng)因工作需要，掘進(jìn)機(jī)又要前進(jìn)時(shí)，二運(yùn)機(jī)頭帶動(dòng)電纜橋架里的塑料卡再向前行，電纜塑料卡就形成了三折疊。因電纜塑料卡三折的高度高出電纜橋架兩側(cè)原有的護(hù)欄高度，自然會(huì)出現(xiàn)歪斜、打結(jié)等情形，需要專人扶持、看護(hù)；（3）因電纜橋架是跨在滑靴皮帶外側(cè)的，當(dāng)二運(yùn)皮帶運(yùn)輸滾筒落煤時(shí)，煤矸渣會(huì)崩溢到電纜橋架里，覆蓋在電纜塑料卡上或墊在電纜塑料卡下，必須經(jīng)常清理。與此同時(shí)，煤矸渣還會(huì)崩溢到滑靴皮帶底部，因滑靴皮帶的滑靴高度較低（300mm），再加上滑靴皮帶前移時(shí)是通過(guò)底板煤摩擦穿過(guò)的，所以滑靴皮帶底部和電纜橋架底部的煤矸渣必須每班清理，又給綜掘工作帶來(lái)了新的難題。

3 設(shè)計(jì)與制作

（1）無(wú)極繩電纜架空跑道的設(shè)計(jì)是受架空乘人裝置工作原理的啟發(fā)，在二運(yùn)機(jī)頭支架行走擺動(dòng)、偏離滑靴軌面的不利條件下而選擇的一種方式，有效規(guī)避了二運(yùn)機(jī)架觸碰前端架空站桿。

（2）在左側(cè)滑靴后端固定1根Φ50mm×1700mm高的厚壁鋼管，在二運(yùn)機(jī)頭支架上固定1根Φ50mm×970mm的厚壁鋼管，在左側(cè)滑靴I250工字鋼前端固定1個(gè)導(dǎo)向滑輪，利用二運(yùn)機(jī)頭支架行走帶動(dòng)電纜移動(dòng)。如圖1所示。

圖1 二運(yùn)機(jī)頭支架及導(dǎo)向滑輪

（3） 選 用204密 封 軸 承 6盤， 選 用Φ80mm圓鋼加工6個(gè)導(dǎo)向輪，將圓鋼外部加工成13mm×8mm的V字形，在導(dǎo)向輪的中間鉆Φ50mm的孔，將軸承嵌入導(dǎo)向輪中。選用Φ22mm的圓鋼加工6個(gè)Φ20mm×70mm的軸，留出軸承位，每個(gè)軸的兩端加工M12×20mm絲扣，再將Φ20mm的軸嵌入204的軸承內(nèi)。選用δ10mm的鋼板加工導(dǎo)向輪側(cè)板12塊，在側(cè)板中間鉆Φ13mm的孔，將組裝好的導(dǎo)輪固定在側(cè)板中。選用202密封軸承15盤加工15個(gè)電纜吊掛滑輪，如圖2所示。

圖2 電纜吊掛滑輪

（4） 加 工M24×280mm螺 栓8條， 用 于固定滑靴前端的導(dǎo)向輪和后端的站桿，準(zhǔn)備M24×35mm螺栓4條，用于固定二運(yùn)機(jī)頭支架站桿。

（5）選1根厚壁鋼管 Φ50mm×1700mm，用于電纜架空跑道的站桿，選1根厚壁鋼管Φ50mm×1170mm，用于二運(yùn)機(jī)頭支架站桿；選用Φ12.5mm鋼絲繩2條，Φ20花籃螺栓2個(gè)，用于兩個(gè)站桿拉線及張緊；選擇GL-PVC68礦用塑料電纜掛鉤30個(gè)，用于電纜吊掛。

（6）選用Φ12.5mm鋼絲繩35m，將鋼絲繩從行走輪上部空間穿過(guò)，按照鋼絲繩插接工藝，把鋼絲繩每股分開(kāi)，用鋼絲繩股填滿抽去的繩芯，繩股相交應(yīng)均勻，不得松弛。插接后的鋼絲繩與原繩徑基本相同，最大不能超過(guò)5%，插接后的鋼絲繩長(zhǎng)度不少于15m即可。

（7）將二運(yùn)機(jī)頭支架站桿、滑靴前端導(dǎo)向輪、滑靴后端站桿分別組裝并固定，將插接后的鋼絲繩沿后端站桿的下導(dǎo)向輪→上導(dǎo)向輪→二運(yùn)機(jī)頭支架站桿上導(dǎo)向輪→下導(dǎo)向輪→滑靴前端導(dǎo)向輪分別放入滑輪中，將二運(yùn)機(jī)頭支架站桿立直固定，用鋼絲繩和花籃螺栓在兩側(cè)斜拉線均勻受力，再將滑靴后端站桿立直，用鋼絲繩和花籃螺栓做60°的斜拉線受力固定牢靠，將無(wú)極繩張緊，然后將站桿底部固定螺栓緊固，掛上電纜吊掛滑輪和塑料電纜掛鉤，將70mm2及16mm2 電纜按1m間距分別放進(jìn)掛鉤中，用塑料扎條綁扎。如圖3所示。

圖3 無(wú)極繩電纜架空跑道

（8）電纜跟隨機(jī)組移動(dòng)而自行延伸和收縮。在履帶車割煤、裝煤移動(dòng)過(guò)程中，帶動(dòng)著二運(yùn)皮帶電動(dòng)滾筒的兩條電纜全部伸直，此時(shí)電纜沒(méi)有余量，當(dāng)綜掘機(jī)出煤或沿著底板鏟煤時(shí)，二運(yùn)機(jī)頭支架站桿推動(dòng)著電纜吊掛滑輪向后移動(dòng)疊加。

4 優(yōu)點(diǎn)

（1）滿足了懸臂式掘進(jìn)機(jī)在煤礦井下掘進(jìn)施工中供電電纜跟機(jī)的反復(fù)性、靈活性、安全性、實(shí)用性。

（2）徹底解決了電纜長(zhǎng)時(shí)間與底板矸石、煤渣及其他物互相碰撞、摩擦，或電纜被運(yùn)輸?shù)闹ёo(hù)材料碰破橡套造成的電纜破皮而引起的漏電、短路等機(jī)電事故。

（3）無(wú)極繩懸臂掘進(jìn)機(jī)電纜架空裝置，選材方便，加工簡(jiǎn)單，安裝簡(jiǎn)便，穩(wěn)定性好，電纜跟隨阻力小，使用美觀大方，且不妨礙現(xiàn)場(chǎng)施工，安全可靠。

（4） 使用電纜架空裝置，不需要專門設(shè)置看護(hù)電纜人員，節(jié)省了人力，達(dá)到了減人提效的目的。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)綜掘機(jī)電纜架空跟機(jī)的進(jìn)一步改進(jìn)，大大提升了綜掘機(jī)跟機(jī)電纜自動(dòng)移置的靈活性和實(shí)用性，解決了綜掘機(jī)跟機(jī)電纜拖地、受力不均、易被擠壓的難題，節(jié)省人員，給懸臂式掘進(jìn)機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制奠定了基礎(chǔ)。