辽宁省调兵山市辽北技师学院 辽宁省调兵山市 112700
摘要：煤矿电缆盘放装置的研制，克服了传统煤矿井巷作业时人工拖运强度大，工作效率低，作业不安全等缺陷。利用井下压风气体为动力源，由气动马达作驱动装置，研制一台气动式电缆盘放车，实现了井下采场顺槽电缆铺设机械化作业，为安全生产奠定了基础，加快了采场安装周期。
关键词：电缆盘放装置、研制、应用
1.引言
在进行煤矿井下采区作业时，绝大部分综采机械的电能是通过电缆传输的。例如，井下采区及采煤工作面回风顺槽、运输顺槽电缆铺设一直采用人工放电缆的方法来进行，一个工作面掘进完工后，就开始准备安装采煤设备，在准备过程中，要经过井上盘放，即井上将电缆装车入井，每装五十米95mm2的电缆需五六个人来进行，尤其是冬季受温度影响，电缆材料遇冷变硬，装车工作更加困难，必须增加装车人员。当电缆运送到井下顺槽内铺设时，每一百米电缆的铺设需要十五六个人来完成，工人劳动强度大，效率低，并影响整个采运周期。因此，研究适用于煤矿机械电缆的盘放装置具有很大的现实意义。
进入新时代，煤炭能源迎来了供给侧结构性改革的浪潮，煤炭企业也逐步走向高产、低耗、安全、精细化、科学化管理方向发展，为减轻工人劳动强度，更加人性化生产，做好安全生产保障工作，改变以往的作业方法，本着安全高效、易行的原则，深入煤矿各个生产矿井，井上、井下调研，广泛争取工人意见，进行论证、设计方案。突破传统电缆人工收放思维瓶颈，大胆尝试利用井上下压风管路遍布的有利条件，采用压缩空气为动力源，研制一台由气动马达作为驱动装置，通过齿轮传动带动电缆盘转动的气动式电缆盘放装置，代替人工收、放电缆。
经过多次反复跟踪调研、不断改进，新型的煤矿电缆盘放装置研制成功，并在地面进行多次盘、放试验，效果良好，该气动电缆盘放装置各项技术指标均达到设计要求，运行平稳，完全满足了生产需要，实现了采场电缆利用气动装置实现机械代替人工盘、放的目的。
2. 电缆盘放装置结构设计
气动式电缆盘放装置由以下几部分组成：气动马达、减速机、平板牵引矿车、驱动装置底座、固定架、链轮、离合器及底座、卷筒支座、滚筒端侧链、电缆导向滚轮、消音器、卷筒、制动器、等组成。如图1所示。
图1 电缆盘放装置结构
1—气动马达；2—减速机；3—链轮；4—离合器；5—消音器；6—连节；7—端盘；8—卷筒；9—支撑座；10—牵引车；11—导向轮
3. 设计要点及工作原理
根据提升绞车结构形式及工作原理，加之充分利用气动驱动装置提供动能。气动驱动马达的作用是将压缩空气的压力能转换成回转形式的机械能，驱动马达带动减速机旋转，再由减速机带动输出轴上的链轮，通过链轮的转动传递给盘绳卷筒，盘绳卷筒旋转不断的缠绕电缆完成盘放电缆的功能。
气动马达设有离合器，当不需要马达工作时，可通过关闭供气阀停止供气，再启动离合器，将离合打开使链轮与卷筒脱离，盘绳卷筒停止转动。盘放电缆的速度，可通过调节控制阀对风管中风流量的大小进行控制卷筒的转动速度。
电缆盘放装置的外侧两端设有导向托辊，使电缆在盘放滚筒上能整齐、有顺序的排列缠绕起到导向作用。在铺放电缆时，将电缆的一段固定在巷道一侧，将电缆盘放装置的滚筒离合器打开，调整制动器，用绞车拉动电缆盘放车慢速牵引运行，这时电缆卷筒受电缆线牵引自由转动，滚筒释放出的电缆线受其重力自然垂落到巷道底板上，这样就完成了电缆铺放任务。
4. 应用效果
煤矿气动式电缆盘放装置经过井下采场安装、拆除的实际使用验证，该电缆盘放装置各项技术指标均达到设计要求，运行平稳，完全满足了生产需要。该装置简单实用，各机构工作灵敏可靠，收放电缆方便快捷，节省了人工，减轻工人劳动强度，提高了工效、保障了人身安全。
5. 安全实用性保障
以往人工铺设电缆是一项集体配合性工作，尤其是大直径的电缆铺设有一定难度，一般需要两个班组人员协调配合，作业前必须专项对整个通行巷道进行障碍清理，与其它工种不能出现交叉作业，为保证安全性必须制定安全技术措施才可以进行人工铺设作业。并且一根大直径电缆的铺设需要十几人或更多人同时用肩膀扛起，步调一致同时向一个方向行走，集体配合性要求很高，所有作业人员需按个人身高顺序排列才能负重均衡，同时还要考虑人员体能强弱的搭配，如果有一个人在行走中出现磕绊或大幅度摆动，都会造成整体队伍摆动，很容易造成其他人员被电缆砸倒或摔伤，扭腰、甚至骨折。磕手碰脚是常事，现采用电缆盘放装置进行机械化作业，安全性有了很大保障、不但大大减少了作业人员数量，还降低了工人的劳动强度；同时由于该装置采用气动马达作为驱动方式，安全可靠性强，不存在设备漏电、失爆等不安全因素，取得了很好的应用效果。
6. 结束语
气动式电缆盘放装置的研制成功，为安全生产、高效生产奠定了基础，操作方便，运行稳定可靠性强，具有一定的独创性。该装置为各煤矿生产厂矿节约了大量的人力，提高生产效率。由于驱动介质环保，安全，无环境污染、无失爆等不安全因素，适应新时代煤矿生产需求。为企业带来一定的经济效益和社会效益，该项技术具有一定的推广使用价值，为以后设计制造相关设备提供了一定的借鉴和参考。
参考文献：
【1】李林．液压与气动技术．北京：人民邮电出版社．2008．
【2】丁原廉，马立克．煤矿机械(全国煤炭高职高专"十二五"规划教材)．北京：煤炭工业出版社．2011．
【3】中华人民共和国国家标准．JB/T 4015.6-2013电缆设备通用部件 收放线装置 第6部分：静盘式放线装置．中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局发布．2015．
论文作者:袁亚娜,刘海岩
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第32期
论文发表时间:2018/4/19
标签：电缆论文; 装置论文; 作业论文; 卷筒论文; 煤矿论文; 马达论文; 井下论文; 《建筑学研究前沿》2017年第32期论文;