第46屆等級獎?wù)撐?--曉南礦拖拉電纜單軌吊車的研制與應(yīng)用
曉南礦???李 ?剛
? ? 摘 ?要 ?介紹了拖拉電纜單軌吊車設(shè)備的結(jié)構(gòu)。實際應(yīng)用后，有效解決了采煤工作面變電列車與轉(zhuǎn)載機頭間的電纜、液壓管路隨設(shè)備移動及吊掛的安全問題。
關(guān)鍵詞 ?單軌吊車 ?電纜吊掛 ?隨設(shè)備移動 ?效率
1?引言
目前曉南礦采煤工作面順槽所有動力電纜沒有專用的吊掛和拖運設(shè)備，只是將動力電纜外部包裹皮帶，用鐵線將電纜捆牢后外圈捆綁液壓管路放置在巷道底板上，動力電纜及液壓管路的拖運要靠人工或絞車，存在著動力電纜易被巷道內(nèi)其它設(shè)備碾壓，拖運阻力大，拖運勞動強度大，作業(yè)不安全等缺點。
鑒于上述原因，為提高井下工作面回采效率，結(jié)合井下實際情況，研制了一套拖拉電纜單軌吊車，提高了井下工作面動力電纜使用壽命，減小拖運阻力，降低工人勞動強度，完善了電纜吊掛標(biāo)準(zhǔn)化水平。
2 無單軌吊的工況問題分析
綜采工作面在回采過程中，隨著工作面回采，機械設(shè)備也將跟隨移動。機械設(shè)備電纜也隨變電列車拖拉前移。在移動設(shè)備電纜及液壓管路的作業(yè)過程中出現(xiàn)以下問題：
(1)勞動強度大。設(shè)備電纜及水管有扭結(jié)、套勁等情況時需要人工整理，給作業(yè)人員帶來不便，造成作業(yè)人員勞動強度大。
(2)工作效率低。綜采工作面每回采30m右，變電列車及設(shè)備電纜就會前移相同距離。綜采工作面圓班可割6刀煤，每天進尺4.8m，每6天就要移動一次變電列車，每次移動距離短，移動次數(shù)頻繁，前期準(zhǔn)備工作復(fù)雜，浪費大量生產(chǎn)時間，影響工作效率。
(3)存在安全隱患。變電列車移動及電纜拖拉需要使用絞車進行牽引，牽引過程中電纜在地面拖拉，阻力增大，遇到刮卡易使設(shè)備電纜拉斷。絞車鋼絲繩也可能刮卡后受力拉斷，傷及作業(yè)人員，存在很大的安全隱患。
針對以上存在的問題，曉南礦研制的拖拉電纜單軌吊車，使綜采工作面機械設(shè)備電纜吊掛、移動的問題可以得到有效的解決。
3 綜采工作面拖拉電纜單軌吊車的研制
拖拉電纜單軌吊車適用于煤礦井下綜采工作面各種電纜高壓膠管的吊掛、移動及回收的專用設(shè)備（圖1）。該設(shè)備利用提前預(yù)打的起吊錨桿和15環(huán)18mm*64mm圓環(huán)鏈掛在綜采工作面運順變電列車與轉(zhuǎn)載機頭之間巷道的頂板下，將井下工作面設(shè)備的動力電纜和高壓膠管鋪掛在一系列帶滑輪及夾具的工作小車上，利用轉(zhuǎn)載機頭自帶的液壓推移裝置作為動力，實現(xiàn)電纜沿著順槽軌道同轉(zhuǎn)載機及變電列車移動。
?圖1??電纜拖拉單軌吊車示意圖
根據(jù)綜采工作面現(xiàn)場實際情況，曉南礦研制的電纜拖拉單軌吊車如圖2所示，該單軌吊車全長105m，軌道距離工作面底板高度為2300mm，從結(jié)構(gòu)上看單軌吊車主要包括單軌吊軌道、行走小車、電纜夾具和吊掛裝置4個部分。
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圖2 拖拉電纜單軌吊示意圖
3.1 ?單軌吊車軌道結(jié)構(gòu)
單軌吊車軌道示意圖如圖3所示，軌道由工字鋼、連接耳板、中心吊掛板、輔助吊掛板、防錯位固定塊5部分，都是由12mm厚鐵板加工而成。軌道設(shè)計尺寸為每節(jié)3000mm，兩端連接耳板將多節(jié)軌道首尾相連，耳板孔徑Φ22mm，用于配合M20螺栓，在配合4T卸扣使用時也可用做起吊點。中心吊掛板孔徑Φ22mm，用于配合4T卸扣起吊軌道。輔助吊掛板用于在井下實際使用中，如果起吊錨桿位置不合適無法與中心吊掛板連接時，做輔助起吊軌道的作用。底端防錯位固定塊孔徑Φ12mm，用于配合M10螺栓，上緊后可保證在使用過程中，行走小車不會因軌道接頭錯位卡死或掉道。
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圖3 單軌吊車軌道示意圖
3.2 ?行走小車
行走小車主要的作用是通過夾持在軌道上的行走輪，使吊掛電纜可以在軌道上滑行，前進或后退。行走小車每1m置一個，小車間的推拉桿長度1m，用1寸鍍鋅管制成，其作用是當(dāng)行走小車由高到低安裝時，擋住行走小車向前下滑，當(dāng)行走小車由低到高安裝時同樣能保證行走小車向后下滑。每件行走小車可起吊重量1t，滿足起吊需要。行走小車示意圖如圖4所示。
圖4 行走小車示意圖
3.3 ?電纜夾具
電纜夾具如圖5所示。電纜夾具可以將電纜整齊的固定在單軌吊上。電纜夾具由12mm厚鐵板加工而成，分為吊掛夾板及兩側(cè)的鎖緊夾板，吊掛夾板的作用是與行走小車連接將電纜夾具與小車連接成一體。鎖緊夾板的作用是通過擰緊兩端錨桿螺帽，將內(nèi)部電纜夾緊固定，防止電纜發(fā)生竄動。電纜夾具的間隔錨桿為Φ22×400mm，間隔錨桿的長度可以根據(jù)所夾持電纜數(shù)量的多少增加或縮短。使用時錨桿外側(cè)套橡膠管，夾板內(nèi)側(cè)墊皮帶防止錨桿及金屬夾板直接與電纜外皮接觸導(dǎo)致磨損。鋪設(shè)時將電纜鋪設(shè)在上層，液壓管路鋪設(shè)在下層，一是防止液壓管路泄露后導(dǎo)致電纜淋水，二是便于檢修液壓管路竄液等故障。
圖5 電纜夾具示意圖
3.4 ?吊掛裝置
吊掛裝置如圖6所示。吊掛裝置由15環(huán)18*64mm圓環(huán)鏈及4T卸扣組成。4T卸扣方便與單軌吊軌道快速連接，圓環(huán)鏈與工作面頂板專用起吊錨桿連接，用錨桿螺帽鎖緊。當(dāng)工作面頂板高低不平時，可以通過調(diào)整圓環(huán)鏈長短保證軌道平直，使單軌吊順利通過。
圖6 吊掛裝置示意圖
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3.5 ?轉(zhuǎn)載機機頭推移裝置
轉(zhuǎn)載機機頭推移裝置由20mm厚的鐵板焊接制造，全長1.8m方體結(jié)構(gòu)，與轉(zhuǎn)載機機頭用M16螺栓通過法蘭盤連接，前段直接與單軌吊車行走小車車體連接。如圖7所示。主要作用是隨著工作面回采轉(zhuǎn)載機向前移動，推動行走小車前移，是單軌吊車的主要動力源。
圖7 轉(zhuǎn)載機機頭推移裝置
3.6 ?變電列車尾牽引裝置
變電列車尾牽引裝置安裝在變電列車工具車上，由2根1m長12#工字鋼作為支撐桿與牽引臂用M16螺栓法蘭連接，20mm厚鐵板焊接制作的長方體牽引臂通過連接板與行走小車連接。如圖8所示。主要作用是小車整體前移時起到制動作用，變電列車前移時起到牽引作用。
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圖8 變電列車尾牽引裝置示意圖
4安裝使用方法
在工作面運順動力電纜安裝之前安裝好單軌吊軌道及行走小滑車等組件。要保證拖拉電纜單軌吊車正常運行，必須保證吊車軌道平直。安裝前在巷道頂板上打一排Φ22×2000mm專用起吊錨桿,要求錨桿外露長度300mm，錨桿吊點左右偏差±50mm。待電纜鋪設(shè)完畢后，將電纜夾具及推拉桿每隔1m逐一上好，手拉葫蘆依次將引入電纜的電纜夾具安裝在行走小滑車上。
工作面開采初期，單軌吊車不需要儲存電纜，應(yīng)該將所有的行走小滑車及小滑車推拉桿上好連接牢固。此時轉(zhuǎn)載機與變電列車尾車的距離為100m，單軌吊車總長度105m，單軌吊車段可存儲電纜長度100m。如圖9所示。
圖9 電纜吊掛示意圖
當(dāng)工作面轉(zhuǎn)載機開始推進前，將單軌吊車上的電纜夾具每間隔兩個拆掉兩個，使電纜及液壓管自然向底板彎曲。轉(zhuǎn)載機向前推進50m，變電列車位置不動，轉(zhuǎn)載機與變電列車尾車的距離為50M。單軌吊長度為55m，可存儲電纜及液壓膠管100m。如圖10所示。隨著轉(zhuǎn)載機向前推進，將轉(zhuǎn)載機側(cè)單軌吊車軌道逐一拆下，依次安裝在變電列車尾。軌道向回采方向拆、安循環(huán)，使單軌吊車電纜隨工作面回采移動。
圖10 電纜彎曲吊掛示意圖
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5 ?運行效果
工作面的動力電纜及液壓管路只需一次鋪設(shè)，巷道內(nèi)空中布置，減少了因地面拖拉帶來的電纜磨損及管路斷裂等現(xiàn)象。
減少了電纜的移動次數(shù)，減輕了工人的勞動強度，提高了生產(chǎn)效率。
單軌吊車直接使用工作面轉(zhuǎn)載機及變電列車的移動作為動力源，既節(jié)能又減少了設(shè)備空間。
設(shè)計新穎，操作簡單、維護方便。
6 ?結(jié) ?語
通過對拖拉電纜單軌吊的研制，保證了工作面設(shè)備電纜拖拉安全可靠。
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作者簡介：李 ?剛（1987-），工程師，2012年畢業(yè)于遼寧工程技術(shù)大學(xué)采礦工程專業(yè)，現(xiàn)在曉南礦機電科從事機械技術(shù)管理工作。聯(lián)系電話：15841069216。
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