目前國(guó)內(nèi)使用的國(guó)產(chǎn)采煤機(jī)電纜,普遍存在電纜的線芯,特別是控制線芯導(dǎo)體容易斷裂的現(xiàn)象,導(dǎo)致電纜的使用壽命普遍不能滿足生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的要求,影響煤礦企業(yè)生產(chǎn)的正常進(jìn)行。但是,進(jìn)口采煤機(jī)電纜的使用壽命,普遍高出國(guó)產(chǎn)電纜,因此國(guó)內(nèi)很多的煤炭生產(chǎn)企業(yè)采用進(jìn)口采煤機(jī)電纜來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)。國(guó)內(nèi)采煤機(jī)電纜的使用壽命,一般在3個(gè)月以內(nèi),但是,進(jìn)口
采煤機(jī)電纜的使用壽命,一般在半年甚至更長(zhǎng)以上。另一方面,進(jìn)口電纜又具有產(chǎn)品交貨期長(zhǎng)、產(chǎn)品價(jià)格高(幾倍于國(guó)產(chǎn)電纜)的不利因素。因此,國(guó)產(chǎn)電纜很有必要在提高產(chǎn)品質(zhì)量方面作進(jìn)一步的工作,提高電纜使用壽命,以促進(jìn)行業(yè)發(fā)展。
煤礦井下使用現(xiàn)場(chǎng)跟蹤
通過與煤礦,到礦井采煤面調(diào)研采煤機(jī)-電纜的具體使用狀況。
(1)對(duì)于采煤機(jī)電纜的布置,生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)采用的是在采煤面的中間部分設(shè)置一個(gè)電纜接頭,從移動(dòng)變電站來(lái)的電纜到這個(gè)地方是基本上固定不移動(dòng)的,從這個(gè)接頭到采煤機(jī)部分的電纜,是在生產(chǎn)的時(shí)候要來(lái)回往復(fù)彎曲的。對(duì)于綜采而言,采煤機(jī)在整個(gè)生產(chǎn)過程中,只是在靠近兩頭的地方,即稱為軌道巷和皮帶巷的很短的地方內(nèi)--大約8~10m的地方由于生產(chǎn)工藝的需要,要割三角煤,因此采煤機(jī)要比其他地方多幾個(gè)來(lái)回,一般地方一個(gè)周期需要往返一次,而每個(gè)端部一般在3次往返,多得可以達(dá)到5次,這樣一來(lái),實(shí)際上在端部采煤機(jī)電纜要比其他地方多彎曲7~9個(gè)往返,而在這些地方,采煤機(jī)電纜的長(zhǎng)度已經(jīng)很少,因此彎曲的主要是靠近采煤機(jī)的部分,所以靠近采煤機(jī)的電纜zui容易損壞,為了應(yīng)對(duì)這種現(xiàn)象,現(xiàn)場(chǎng)的工人已經(jīng)把電纜在使用一段時(shí)間以后反過來(lái)使用。
(2)采煤機(jī)電纜的使用,特別是從工作面中部的接頭開始,電纜被固定在電纜卡槽內(nèi)使用,并不承受拉或者推的外力,不容易受到外界的物理機(jī)械損傷,主要是由于彎曲的原因造成的損壞。
(3)電纜的zui小彎曲半徑,一般處在采煤機(jī)附近,一般小于300mm。在兩頭采煤機(jī)電纜一般彎曲稱為“S”或“2”型,彎曲zui為嚴(yán)重,比如對(duì)于AM500采煤機(jī)zui小彎曲半徑為電纜直徑的2倍,大約100mm左右。
采煤機(jī)電纜彎曲斷裂的原因分析
為了解決采煤機(jī)電纜導(dǎo)體線芯斷裂,我們組織公司的技術(shù)人員經(jīng)過了解采煤機(jī)電纜使用后的狀況后分析認(rèn)為可能存在以下的原因:(1)采煤機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本身不合理。在電纜與采煤機(jī)設(shè)備的聯(lián)接處,一般電纜的彎曲半徑都特別小,特別對(duì)于1.14kV的采煤機(jī)而言,由于采煤機(jī)本身設(shè)備的限制,更使得電纜的彎曲半徑較3.3kV為嚴(yán)酷。
(2)電纜導(dǎo)體及絕緣層和護(hù)套層的材料性能與國(guó)外材料存在差別。通過解剖分析國(guó)外進(jìn)口電纜,從電纜結(jié)構(gòu)、材料物理機(jī)械性能等方面進(jìn)行對(duì)比分析,找出進(jìn)口電纜的優(yōu)點(diǎn),為下一步改進(jìn)本公司的采煤機(jī)電纜提供了依據(jù)。通過以上電纜數(shù)據(jù)分析,進(jìn)口電纜的結(jié)構(gòu)與我公司有些不同,材質(zhì)上也不同。如銅材,AEI的銅材光潔度較高,且無(wú)生銹痕跡,其他廠家較差,銅材方面從現(xiàn)有性能檢測(cè)手段還看不出較大差別(抗張強(qiáng)度、伸率),國(guó)外電纜的絕緣膠和護(hù)套膠材料性能較好,特別是護(hù)套抗張強(qiáng)度較大(德國(guó)PIRELLI)、英國(guó)AEI煤機(jī)電纜控制線芯絕緣材料強(qiáng)度高,伸長(zhǎng)率較小,這是我們要改進(jìn)的地方。
(3)設(shè)備的加工工藝不合適。根據(jù)我們的了解,目前國(guó)產(chǎn)的電纜導(dǎo)體加工設(shè)備,在自動(dòng)化水平上與國(guó)外設(shè)備存在比較大的區(qū)別,在銅絲的退火上,國(guó)外的設(shè)備一般均采用連續(xù)退火,可以保證所有產(chǎn)品退火后的性能基本一致,另外一方面,在絞線設(shè)備方面,國(guó)外的設(shè)備一般可以做到每個(gè)絞籠都采用張力自動(dòng)控制,以保證所有股線的張力*一致,做到電纜在使用過程中,所有的銅絲均勻受力。
對(duì)生產(chǎn)采煤機(jī)電纜采取如下改進(jìn)建議
(1)材料方面。絕緣膠、護(hù)套膠,特別是控制線芯絕緣膠,在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上調(diào)整,增大強(qiáng)度,減少伸長(zhǎng)率和*變形,增大抗撕和耐磨性。
(2)結(jié)構(gòu)方面。①導(dǎo)體絞線方向一致;②導(dǎo)體外繞包聚酯薄膜,提高絕緣性能,防止銅線氧化;③控制絕緣線芯外繞包高強(qiáng)度布帶,纜芯外擠包小護(hù)套;④動(dòng)力線芯和控制線芯成纜節(jié)矩要小;⑤無(wú)填充也無(wú)墊芯,結(jié)構(gòu)緊密結(jié)實(shí)。
(3)試驗(yàn)器材方面。模擬井下采煤設(shè)備制作彎曲試驗(yàn)機(jī),電纜彎曲試驗(yàn)機(jī)模擬現(xiàn)代化生產(chǎn)工作面采煤機(jī)實(shí)際運(yùn)行狀況,主要采用機(jī)械方式換向,電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向不變,能夠減少采用電控頻繁換向?qū)﹄姍C(jī)的損害,延長(zhǎng)電機(jī)使用壽命,機(jī)械部分已經(jīng)能夠模擬采煤機(jī)井下工作現(xiàn)場(chǎng)的使用情況,并且彎曲半徑可以在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。它可以通過模擬試驗(yàn),試驗(yàn)對(duì)電纜性能的檢測(cè),自動(dòng)記錄下彎曲次數(shù),斷線停車的時(shí)間。該設(shè)備應(yīng)具有檢測(cè)電纜動(dòng)力線芯和控制線芯是否短路或斷路的裝置(簡(jiǎn)稱檢測(cè)裝置),發(fā)生短路或斷路時(shí)能自動(dòng)報(bào)警,它的試制對(duì)分析比較不同采煤機(jī)電纜使用壽命具有比較客觀的參考價(jià)值。