综采工作面电缆自移滑道的设计.doc

综采工作面电缆自移滑道的设计郭佳林 宋乃彬（晋城煤业集团凤凰山矿，山西 晋城 048007）摘要：介绍了综采工作面电缆自移滑道的设计。包括滑道的结构组成、设计要点、工作原理等。该自移滑道实现了工作面电缆的自动收放，客服了传统煤矿井巷作业时工作面电缆需用吊挂锚杆悬挂而消耗大量人力、物力打吊挂锚杆，人工拖运强度大，工作效率低，作业不安全等缺陷。关键词：自移滑道 吊挂锚杆 工作面电缆收放 设计Design of slideway for mining working face auto-move electric cableGuo Jia-lin，Song Nai-bin(Jincheng Anthracite Mining Group Fenghuangshan Coal,Shanxi Jincheng; 048007)Abstract: The design of slideway for mining working face auto-move electric cable was designed ,including the slideways structure, designing elements, the working principle ,and so on. The slideway can be achieved automatic retractable electric cables of working face, to overcome the defects of the traditional coal mine operation such as depleting abundance manpower and material resources to hang rockbolt in working face necessarily, artificial haulage intensity, low productivity, unsafe operations, etc.Key words: auto-move slideway; hang bolt rockbolt; retractable working face electric cables; design0 引言在进行煤矿井巷作业时，大部分机械的电能是通过电缆传输的，随着机械的移位，电缆也要跟着移动。例如，采煤机械在进行煤矿井下采煤时，其电能是通过动力电缆传输的，随着采煤机械在工作面截割落煤，采煤面不断地向前推进，而动力电缆也必须跟着拖移，直到整个工作面的煤采完为止。要求完成煤矿井下采煤工作面所需动力电缆的吊挂和拖运，传统的做法是用工字钢或钢轨焊接成间的的滑道，悬挂在煤矿井下巷道顶部，动力电缆用铁丝捆绑在架子上，动力电缆的收放由人工或绞车进行拖运。这种传统的电缆收放方式需要随着工作面的推进依次打吊挂锚杆，人工向前搭接滑道，劳动强度大，工作效率低和作业不安全等特点。因此研究用于煤矿井下机械电缆的拖运装置具有很大的现实意义。1自移滑道结构原理近年来，随着煤矿文明生产的加强和机械化程度的提高，国内外都出现了多种电缆拖运的重要设备。该电缆自移滑道装置由装设在转载机机头的框架、装设在开关架上的托架和搭接在两者之上的滑道组成，捆绑电缆的吊环悬挂于滑道上。滑道的长度由转载机和皮带机机尾的搭接情况确定。吊环的数量由滑道长度和电缆长度确定，应保证滑道收缩至最短是电缆不拖地。安装好自移滑道装置后，随着工作面向前推进，当端头支架推移转载机时，转载机通过框架与滑道的铰接结构将滑道向前推，开关架托架只限制滑道的一个自由度，保证了滑道可以灵活地向前启动。这样就实现了滑道的自行移动。当转载机前移到与皮带机机尾处干涉时，开始拆皮带架、缩带，以使转载机继续有空间向前移动。如此循环，直到一个工作面采完为止。整体结构如图1所示图12转载机机头框架的设计框架连接于转载机机头，其整体结构如图2所示。转载机机头两侧有供悬挂电动机、减速器的连接螺栓孔，其中电动机、减速器布置在人行道侧。利用工作面侧转载机悬挂减速器、电机的连接螺栓孔，将框架固定。框架与滑道通过30的销连接，这样防止滑道侧翻。支撑板上的圆弧孔可使滑道旋转一定角度，以利于巷道上下山时滑道的摆动。图23开关架托架的设计开关架托架架放于开关架上，下部用螺栓连接固定。为便于滑道自移滑动，防止转载机侧移时，滑道不卡死在开关架托架上，开关架托架开口要有适当大小。当滑道偏向开关架侧时，重力主要由开关架承担；偏向于靠煤帮侧时，向下方向的负载F1与开关架对托架的支撑力F2构成的逆时针力矩M1和螺栓对托架的拉力F3与开关架对托架的横向支撑力F4构成的顺时针力矩M2平衡，如图3所示，受力更加合理。开关架托架上侧槽钢在纵向的若干孔用于在巷道上下山是调节滑道高度，以免推移滑道时推至顶板等不合理位置。图3滑道搭接于联接在两槽钢上的简易托管上，该托管结构如图4所示，轴与轴承采用间隙配合，方便拆卸，轴承与圆外壳采用过盈配合。图44 联接滑道的设计计算4.1滑道的截面选择由于联接滑道的跨度较大，必须选择合理的截面，以提高梁的承载能力。合理的截面形状应该是截面面积A较小，而抗弯截面系数W较大。截面的形状不同，其抗弯截面系数W也就不同。可以用比值来衡量截面形状的合理性和经济性。由材料力学常识可知工字钢的截面形状较经济合理。所以联接滑道选择工字钢。滑道承受的负载为工作面采煤机、工溜等设备电缆，冷却用水管等管线的重量g。可通过查手册或咨询厂家获得那么计算负载式中 G计算负载，KgK系数（考虑增加电缆，或其他原因造成实际负荷增加）G重力加速度4.2选择工字钢型号根据现场实际情况，画出受力模型简图。由图5可知此为简支梁，由于跨度较大，按细长梁进行分析。图5由静力平衡方程求出梁的支座反力、，作出弯矩图，找出最大弯矩，根据最大弯矩选择工字钢型号。由弯曲正应力条件，有式中查型钢表，选择抗弯强度足够的工字钢。将所选工字钢重量代入负荷重量进行验算，重新选择工字钢型号，直到强度达到要求。4.3工字钢的连接方式为便于井下运输，采用5米长工字钢联接成所需长度的滑道。工字钢之间采用铰制孔用螺栓联接，螺栓组布置形式如图5所示。对螺栓组进行受力分析，受力情况如图所示图5由图可知通过查机械手册，选择螺栓的性能等级和安全系数，确定许用应力故螺栓小径为查机械设计手册，按粗牙普通螺纹标准，选择螺纹公称直径，确定螺栓型号。5 吊环的设计吊环用合适的钢条或钢片焊接而成，上侧钢条可安装与之配套的滚动轴承，外加套筒，以增加吊环的滑动性。图66 结束作为工作面电缆的悬挂装置，自移滑道在煤矿井巷作业时起着不可替代的作用。该自移滑道实现了电缆收放的自动化，克服了传统煤矿井巷作业时工作面电缆需要打吊挂锚杆吊挂的缺点，端头架推移转载机时就实现了滑道的自行移动，降低了工人劳动强度，提高了工作效率和安全性，适应现代煤矿高产高效的要求。参考文献1毛平淮、龚超. 单轨电缆收放吊小车的设计. 煤矿机械2009