神東礦區(qū)采礦設(shè)備故障統(tǒng)計分析

鐘 凱，周久華

（1.安徽淮北煤電技師學(xué)院機(jī)電工程系， 安徽 淮北235000；2.神東煤炭集團(tuán)設(shè)備管理中心， 陜西 神木719315）

1 引言

采礦設(shè)備的安全可靠運(yùn)行對于現(xiàn)代化煤礦高產(chǎn)高效生產(chǎn)模式來說，意義重大，是決定礦井生產(chǎn)力能否實現(xiàn)的關(guān)鍵。本文以神東礦區(qū)為背景，針對2010～2012年度神東礦區(qū)中心14個煤礦關(guān)鍵采礦設(shè)備采煤機(jī)、刮板機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)、順槽可伸縮帶式輸送機(jī)、主運(yùn)輸帶式輸送機(jī)故障進(jìn)行全面系統(tǒng)統(tǒng)計分析，旨在發(fā)現(xiàn)影響礦井正常生產(chǎn)關(guān)鍵機(jī)電設(shè)備故障規(guī)律、故障模式，以提高采礦設(shè)備機(jī)電管理水平。

2 采礦設(shè)備故障統(tǒng)計分析

根據(jù)對神東礦區(qū)2010～2012年度關(guān)鍵采礦設(shè)備故障統(tǒng)計分析，采煤機(jī)、刮板機(jī)、膠帶機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)、順槽膠帶機(jī)故障共發(fā)生1 026頻次，見表1。

表1 神東礦區(qū)2010～2012年度關(guān)鍵采礦設(shè)備故障統(tǒng)計表

由表1可以分析出，采煤機(jī)故障是煤礦關(guān)鍵設(shè)備故障最主要的故障源，占統(tǒng)計表的34.9%，緊隨其后的是刮板輸送機(jī)，占27.7%，其次是帶式輸送機(jī)，指從綜采工作面順槽膠帶機(jī)以后煤炭主運(yùn)輸系統(tǒng)直到上倉膠帶機(jī)，也占有相當(dāng)大的比例，達(dá)16.8%。轉(zhuǎn)載機(jī)和順槽膠帶機(jī)故障率接近，均為9.4%，而破碎機(jī)故障率相對較低，僅僅1.8%，均與其結(jié)構(gòu)及功能相關(guān)。采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)故障率共占62.6%，采煤機(jī)和刮板輸送機(jī)故障頻發(fā)。綜采工作面設(shè)備故障主要指采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)及破碎機(jī)占73.8%，膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)包括順槽可伸縮帶式輸送機(jī)和主運(yùn)輸系統(tǒng)帶式輸送機(jī)占26.2%。

本文在此不統(tǒng)計綜采工作面液壓支架故障，一是因為液壓支架及其泵站（包括噴霧泵站）是成套設(shè)備，個別支架油缸或結(jié)構(gòu)件如立柱竄液、底座開裂并不立即影響到綜采工作面停機(jī)，一般這類故障可以在每天例行設(shè)備檢修維護(hù)時更換部件解決；二是因為液壓支架、泵站資料故障數(shù)據(jù)信息不全，在設(shè)備運(yùn)行管理中沒有像采煤機(jī)故障那樣全面記錄。

3 采礦設(shè)備分類故障統(tǒng)計分析

3.1 采煤機(jī)故障統(tǒng)計分析

3.1.1 采煤機(jī)故障統(tǒng)計

針對神東礦區(qū)2010～2012年度綜采工作面采煤機(jī)故障統(tǒng)計，共發(fā)生各類故障359頻次，歸類統(tǒng)計分析見表2。

表2 神東礦區(qū)2010～2012年度采煤機(jī)故障統(tǒng)計表

采煤機(jī)常見故障有電控系統(tǒng)、截割部搖臂調(diào)高液壓系統(tǒng)、牽引部、截割部、電纜、結(jié)構(gòu)件及冷卻噴霧系統(tǒng)和破碎機(jī)調(diào)高液壓系統(tǒng)。根據(jù)對神東礦區(qū)2010～2012年度綜采工作面采煤機(jī)故障的統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析采煤機(jī)電控系統(tǒng)故障率較高，其次搖臂調(diào)高系統(tǒng)、牽引部及截割部故障率較為突出，而采煤機(jī)主電纜和截割電機(jī)電纜也經(jīng)常性出現(xiàn)故障，結(jié)構(gòu)件方面主要表現(xiàn)在JOY采煤機(jī)機(jī)身連接螺栓斷裂故障、滑靴疲勞磨損斷裂及搖臂連接耳座開裂故障，其它故障有采煤機(jī)冷卻噴霧管道故障和破碎機(jī)液壓調(diào)高系統(tǒng)。

3.1.2 采煤機(jī)故障分析

電控系統(tǒng)故障：電控系統(tǒng)包括電控箱各電氣元件、變頻器、控制程序及遙控器故障，故障率21.0%。

由于電氣設(shè)備元件絕緣老化、電控箱進(jìn)水受潮，接線松動、變頻器燒壞、控制程序丟失等原因造成電控系統(tǒng)故障，電控系統(tǒng)故障平均停機(jī)影響生產(chǎn)時間7.2h。

液壓調(diào)高系統(tǒng)故障：液壓調(diào)高系統(tǒng)主要指對搖臂齒輪箱的調(diào)高，通過統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析，其故障率相對較高，占故障率18.4%，其主要故障部件為液壓油缸、泵電機(jī)、油管、泵及閥組故障。液壓調(diào)高系統(tǒng)故障平均停機(jī)影響生產(chǎn)時間6.6h。

牽引部故障：牽引部包括牽引電機(jī)、牽引齒輪箱及牽引塊三大部分，根據(jù)故障統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析，牽引部故障率17.0%，牽引塊、牽引齒輪箱及牽引電機(jī)占牽引部故障率分別為47.5%、32.8%、19.7%牽引塊、牽引齒輪箱及牽引電機(jī)故障平均停機(jī)時間分別為12.7h、10.5h、10.9h。

截割部故障：截割部包括截割電機(jī)、搖臂齒輪箱、截割滾筒及截割扭矩軸四大部分，根據(jù)故障統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析，截割部故障率17.0%，截割電機(jī)、搖臂齒輪箱、截割滾筒及扭矩軸故障率 占 截 割 部 故 障 的 31.1%、42.6%、11.5%及14.8%，截割電機(jī)、搖臂齒輪箱及截割滾筒故障平均影響生產(chǎn)8.8h、19.8h、4.5h及0.8h。

電纜故障：采煤機(jī)電纜包括主電纜、截割電機(jī)電纜及牽引電機(jī)電纜，一般牽引電機(jī)電纜故障少見，基本可以忽略不計，主要故障源為采煤機(jī)主電纜及夾板、截割電機(jī)電纜。采煤機(jī)電纜故障占可統(tǒng)計采煤機(jī)故障率15.0%，其中主電纜故障占電纜故障率70.4%、截割電纜故障占電纜故障率20.4%及主電纜夾板故障率9.2%，主電纜、截割電機(jī)電纜及主電纜夾板故障平均停機(jī)影響生產(chǎn)時間分別為6.0h、7.2h、2.2h。

采煤機(jī)電纜故障的主要原因有電纜絕緣損壞、絕緣老化、電纜因外力、操作擠壓、受潮濕進(jìn)水等原因造成電纜漏電。

結(jié)構(gòu)件故障：結(jié)構(gòu)件故障主要指JOY 7LS06型采煤機(jī)左牽引部與電控箱機(jī)身連接螺栓斷裂故障，滑靴疲勞磨損斷裂故障及搖臂耳座開裂故障，三者故障平均停機(jī)影響生產(chǎn)時間18.7h、6.9h、24.3h。

開關(guān)移變故障：采煤機(jī)開關(guān)故障率遠(yuǎn)高于移變故障率，平均影響生產(chǎn)時間4.8h。

冷卻噴霧水管故障：采煤機(jī)冷卻噴霧水管爆裂、阻塞故障造成采煤機(jī)停機(jī)，平均影響生產(chǎn)時間2.1h。

3.2 刮板輸送機(jī)故障統(tǒng)計分析

3.2.1 刮板輸送機(jī)故障統(tǒng)計

針對神東礦區(qū)2010～2012年度綜采工作面刮板輸送機(jī)故障統(tǒng)計，共發(fā)生各類故障284頻次，歸類統(tǒng)計分析見表3。

表3 神東礦區(qū)2010～2012年度刮板輸送機(jī)故障統(tǒng)計表

刮板輸送機(jī)常見故障源有鏈條、刮板、鏈輪、驅(qū)動傳動系統(tǒng)（電機(jī)、減速箱類）、結(jié)構(gòu)件、控制系統(tǒng)、移變開關(guān)及過載卡阻故障。其中鏈條斷裂為刮板輸送機(jī)第一故障源，占18.7%，刮板故障也相對較多，而且鏈條刮板故障往往同時發(fā)生，互相影響，鏈條刮板總體故障率為29.2%，動力傳動系統(tǒng)包括電機(jī)、電機(jī)電纜、各類減速箱及變頻器故障占統(tǒng)計故障率的25%，刮板機(jī)鏈輪故障也相對較多，占統(tǒng)計故障率13.7%，刮板輸送機(jī)結(jié)構(gòu)件故障主要指溜槽、分鏈板、啞鈴銷、連接件等引發(fā)故障，占統(tǒng)計故障率15.5%。刮板輸送機(jī)電源系統(tǒng)移變開關(guān)故障頻次19次，控制通訊系統(tǒng)故障頻次19次，過載卡阻故障9頻次，其它變頻驅(qū)動變頻器故障統(tǒng)計1次。

3.2.2 刮板輸送機(jī)故障分析

刮板輸送機(jī)主要由機(jī)頭、機(jī)尾驅(qū)動部、鏈條刮板鏈輪輸送部、過渡槽中部槽溜槽組成。

鏈條刮板故障：鏈條故障形式主要有單、雙鏈斷裂、接鏈環(huán)斷裂、鏈條底鏈卡住等，其故障原因有鏈條張緊不合適，大塊煤矸石砸傷、鏈條疲勞磨損強(qiáng)度下降及由于刮板故障引發(fā)鏈條故障等原因；刮板故障主要表面為刮板斷裂、變形、卡堵，其原因主要有大塊煤矸石砸傷、刮板疲勞磨損跳鏈、刮板螺栓松動、壓條斷裂及鏈條故障引發(fā)刮板次生刮板故障。刮板故障平均停機(jī)影響生產(chǎn)時間6.2h，鏈條故障平均停機(jī)影響生產(chǎn)時間6.9h。

鏈輪故障：鏈輪故障形式主要有鏈輪密封漏油、軸承潤滑不良導(dǎo)致鏈輪失效，鏈輪連接齒套潤滑不良、疲勞磨損失效及鏈輪連接齒套固定螺栓折斷。其中鏈輪故障∶連接齒套∶螺栓＝25∶10∶4，而機(jī)頭鏈輪故障頻次25次，遠(yuǎn)高于機(jī)尾鏈輪故障14次，鏈輪故障平均停機(jī)影響生產(chǎn)時間11.7h。

動力傳動故障：隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，刮板輸送機(jī)驅(qū)動方式也經(jīng)歷傳統(tǒng)到現(xiàn)代，目前在神東礦區(qū)有四種啟動方式，分別為：其一變頻電機(jī)＋減速箱驅(qū)動，其二有電機(jī)＋CST驅(qū)動，其三有電機(jī)＋閥控液力耦合器＋減速箱軟啟動，其四有雙速電機(jī)＋液力耦合器＋減速箱驅(qū)動。其中第一種變頻電機(jī)驅(qū)動方式正在社東礦區(qū)廣泛應(yīng)用，有逐步取代其它驅(qū)動方式的發(fā)展趨勢，而CST和閥控液力耦合器驅(qū)動方式也大范圍應(yīng)用，第四種驅(qū)動方式在較早期刮板輸送機(jī)上使用，目前基本淘汰停止使用。

從故障統(tǒng)計表上可變頻電機(jī)驅(qū)動性能優(yōu)越，發(fā)生的故障率也非常小，檢修維護(hù)量小，可靠性高，而于閥控液力耦合器驅(qū)動相比，CST軟啟動故障相對較小。

從故障統(tǒng)計表上可以看出運(yùn)輸傳動系統(tǒng)機(jī)頭故障率小，而機(jī)尾故障率大，電機(jī)方面，機(jī)頭故障頻次要次，而機(jī)尾故障10次，減速箱方面，機(jī)頭故障頻次12次，機(jī)尾故障頻次28次。

電機(jī)故障平均停機(jī)影響生產(chǎn)時間8.2h，減速箱類故障平均停機(jī)影響生產(chǎn)時間11.5h。

控制通訊系統(tǒng)故障：綜采工作面刮板輸送機(jī)控制、通訊要求高，它與采煤機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、液壓支架相互配合，形成完整有效的通訊控制網(wǎng)絡(luò)，控制通訊故障平均停機(jī)影響生產(chǎn)時間2.4h。

結(jié)構(gòu)件故障：中部槽故障主要表現(xiàn)在鏟煤板斷裂、中部槽錯位、中板、底板磨損變形及啞鈴銷斷裂等故障，由于工程地質(zhì)條件、操作、疲勞磨損、檢修維護(hù)等原因，引發(fā)刮板輸送機(jī)中部槽故障，結(jié)構(gòu)件故障平均停機(jī)影響生產(chǎn)時間7h。

開關(guān)移變故障：開關(guān)故障率遠(yuǎn)高于移變故障率，平均故障停機(jī)影響生產(chǎn)時間6h。

過載卡阻故障：因工作面負(fù)荷不均，當(dāng)采煤機(jī)運(yùn)行至刮板輸送機(jī)中尾部時特別在機(jī)尾吃三角煤時，如果采煤機(jī)牽引速度不適當(dāng)降低，極易引發(fā)刮板輸送機(jī)重載及過載停機(jī)故障，當(dāng)工作面有大塊矸石時易引發(fā)刮板機(jī)卡阻停機(jī)，平均停機(jī)影響生產(chǎn)時間2.5h。

3.3 帶式輸送機(jī)故障統(tǒng)計分析

3.3.1 帶式輸送機(jī)故障統(tǒng)計

針對神東礦區(qū)2010～2012年度主運(yùn)輸帶式輸送機(jī)（膠帶機(jī)）故障統(tǒng)計，共發(fā)生各類故障172頻次，歸類統(tǒng)計分析見表4。

表4 神東礦區(qū)2010～2012年度主運(yùn)輸帶式輸送機(jī)故障統(tǒng)計表

3.3.2 帶式輸送機(jī)故障分析

帶式輸送機(jī)主要結(jié)構(gòu)分為驅(qū)動系統(tǒng)、控制保護(hù)系統(tǒng)、膠帶、滾筒、結(jié)構(gòu)件及動力源移變開關(guān)組成。其中動力傳動系統(tǒng)、控制保護(hù)系統(tǒng)為主要故障源，分別占比達(dá)28.5%和26.2%，其后膠帶、滾筒故障也占有重要比例分別為16.3%和8.1%，動力電源部分移變開關(guān)故障及膠帶機(jī)過載卡堵類故障分別占比7.0%和6.4%，其余膠帶機(jī)張緊、及破碎機(jī)、結(jié)構(gòu)件故障相對較低。

動力傳動系統(tǒng)故障：神東礦區(qū)主運(yùn)輸帶式輸送機(jī)驅(qū)動方式主要有三種，其一為變頻電機(jī)＋減速箱，其二為電機(jī)＋CST減速箱，其三為電機(jī)＋液力耦合器＋減速箱，第一種驅(qū)動方式下在廣泛應(yīng)用發(fā)展，第二種驅(qū)動方式目前在神東還占有重要市場，第三類驅(qū)動方式用于小膠帶機(jī)或負(fù)荷較小膠帶運(yùn)行。

從統(tǒng)計表可以看出，三種驅(qū)動方式均有故障體現(xiàn)，而電機(jī)故障率最高，占動力傳動故障比例達(dá)36.7%，CST減速箱故障率高于變頻電機(jī)驅(qū)動故障，其故障比例為5∶3，CST軟啟動系統(tǒng)復(fù)雜，變頻電機(jī)調(diào)速度性能優(yōu)越感，導(dǎo)致CST故障率遠(yuǎn)比變頻電機(jī)驅(qū)動方式，平均停機(jī)影響生產(chǎn)時間4.5h。

控制保護(hù)通訊系統(tǒng)故障：帶式輸送機(jī)控制保護(hù)通訊系統(tǒng)復(fù)雜，運(yùn)行維護(hù)要求較高，帶式輸送機(jī)數(shù)量大，鋪設(shè)長度大，井下工業(yè)環(huán)境惡劣，工況變化大，其故障比例相對較高。保護(hù)模塊故障主要表現(xiàn)在各類保護(hù)傳感器、保護(hù)線、保護(hù)供電電源模塊故障；控制系統(tǒng)故障主要體現(xiàn)在控制程序故障，而通訊分為通訊電纜及通訊模塊硬件故障兩大類，平均停機(jī)影響生產(chǎn)時間2.3h。

膠帶故障：帶式輸送機(jī)一般使用煤礦用鋼絲繩鋼絲繩芯阻輸送帶，通過硫化接頭連接，經(jīng)過長期使用，膠帶故障主要體現(xiàn)在膠帶撕裂、硫化接頭質(zhì)量、斷帶、跑偏等故障，膠帶撕裂主要原因有大塊矸石砸傷、鐵器進(jìn)入運(yùn)輸系統(tǒng)及跑偏引發(fā)，而硫化接頭質(zhì)量故障經(jīng)常引發(fā)其它膠帶故障，因硫化接頭工藝、設(shè)備、操作、時間、原材料等原因引發(fā)膠帶硫化接頭故障，存在極大的安全運(yùn)行隱患，因磨損、鋼絲繩斷裂、硫化接頭、張緊不當(dāng)?shù)染C合因素造成膠帶斷帶，平均停機(jī)影響生產(chǎn)時間10.6h。

滾筒故障：膠帶滾筒故障占有相大比例，由于滾筒的疲勞運(yùn)行、檢修維護(hù)不當(dāng)、引發(fā)滾筒軸承、滾筒斷裂、斷軸故障。平均停機(jī)影響生產(chǎn)時間7.8h。

移變開關(guān)故障：移變故障主要體現(xiàn)在變壓器燒壞，而開關(guān)故障主要體現(xiàn)在接觸器故障。開關(guān)故障率遠(yuǎn)高于移變類故障，平均停機(jī)影響生產(chǎn)時間3.6h。

過載卡堵：由于綜采工作面煤量不均、大塊矸石、膠帶機(jī)運(yùn)輸能力限制等原因而發(fā)生膠帶機(jī)過載、卡堵停機(jī)，解決辦法是做到均衡生產(chǎn)，嚴(yán)格控制工作面工程質(zhì)量及產(chǎn)量，不能使膠帶機(jī)長期過載運(yùn)行，否則引發(fā)其它相關(guān)故障幾率非常大，其平均停機(jī)影響生產(chǎn)時間3.7h。

張緊故障：與順槽膠帶機(jī)不一樣，主運(yùn)輸膠帶機(jī)張緊系統(tǒng)故障率相對較低，僅占總故障率的3%，而順槽膠帶機(jī)張緊故障率則高達(dá)28.1%。張緊各結(jié)構(gòu)件電機(jī)、結(jié)構(gòu)件、鋼絲繩、滾筒及絞車均發(fā)生過故障，張緊故障平均停機(jī)影響生產(chǎn)時間7.7h。

3.4 轉(zhuǎn)載機(jī)故障統(tǒng)計分析

3.4.1 轉(zhuǎn)載機(jī)故障統(tǒng)計

針對神東礦區(qū)2010～2012年度綜采工作面轉(zhuǎn)載機(jī)故障統(tǒng)計，共發(fā)生各類故障96頻次，歸類統(tǒng)計分析見表5、表6。

表5 神東礦區(qū)2010～2012年度轉(zhuǎn)載機(jī)故障統(tǒng)計表

表6 轉(zhuǎn)載機(jī)鏈輪模式故障統(tǒng)計表

3.4.2 轉(zhuǎn)載機(jī)故障分析

轉(zhuǎn)載機(jī)主要由動力傳動系統(tǒng)、鏈條刮板鏈輪系統(tǒng)及溜槽結(jié)構(gòu)件、控制系統(tǒng)等系統(tǒng)組成。轉(zhuǎn)載機(jī)故障分別歸類為鏈條鏈輪、動力傳動系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)件、大塊過載、控制通訊及移變開關(guān)類故障。

刮板、鏈條及鏈輪故障：刮板、鏈輪及鏈輪是轉(zhuǎn)載機(jī)第一大故障源，而且它們互相影響，如轉(zhuǎn)載機(jī)鏈條斷裂很可能會影響到刮板卡斷，刮板斷裂也會影響到鏈條斷裂，并間接影響到機(jī)頭機(jī)尾鏈輪。其占轉(zhuǎn)載機(jī)總故障率的52.1%。轉(zhuǎn)載機(jī)鏈條及刮板相對刮板輸送機(jī)來說，更容易疲勞磨損，在相同過煤量情況下，鏈條磨損、伸長比刮板輸送機(jī)鏈條大，但轉(zhuǎn)載機(jī)鏈條故障率要遠(yuǎn)低于刮板輸送機(jī)，像刮板輸送機(jī)一樣，機(jī)頭鏈輪故障率要遠(yuǎn)高于機(jī)尾故障率，鏈輪故障主要故障形式有鏈輪軸承故障、連接齒套故障及連接定位螺栓故障。刮板故障平均停機(jī)影響生產(chǎn)時間6.9h，鏈條故障平均停機(jī)影響生產(chǎn)時6.6h，而鏈輪故障平均停機(jī)影響生產(chǎn)時7.7h。

動力傳動系統(tǒng)故障：轉(zhuǎn)載機(jī)驅(qū)動功率相對刮板輸送機(jī)來說要小得多，而轉(zhuǎn)載機(jī)轉(zhuǎn)載速大，溜槽寬，負(fù)荷大，長期運(yùn)行導(dǎo)致其驅(qū)動電機(jī)故障相對較高，減速箱及液力耦合器故障率相對電機(jī)故障來說小得多。電機(jī)故障主要表現(xiàn)在電氣絕緣性能方面，而在機(jī)械方面故障相對較小，動力傳動系統(tǒng)故障平均影響到8.3h。

轉(zhuǎn)載機(jī)結(jié)構(gòu)件故障：轉(zhuǎn)載機(jī)結(jié)構(gòu)件主要指轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)頭機(jī)尾分鏈板及溜槽，因分鏈板疲勞磨損掉落、中部槽底板磨損開裂、地板不平溜槽錯位、啞鈴銷斷裂等引因發(fā)故障停機(jī)，結(jié)構(gòu)件故障平均影響到9h。

大塊卡堵及過載停機(jī)故障：因大塊煤矸石卡堵及轉(zhuǎn)載機(jī)過載造成停機(jī)，也是影響到轉(zhuǎn)載機(jī)正常運(yùn)行的一個故障源，大塊煤石卡堵及過載停機(jī)故障平均影響到2.8h。

控制系統(tǒng)故障：控制程序及通訊故障，轉(zhuǎn)載機(jī)起動及停機(jī)并與刮板輸送機(jī)緊密相聯(lián)系，控制系統(tǒng)故障平均影響到4.8h。

移變開關(guān)故障：開關(guān)移變電氣設(shè)備因電氣絕緣、控制程序、接觸器老化等原因造成電氣故障，直接影響到轉(zhuǎn)載機(jī)的起動運(yùn)行，移變開關(guān)平均影響到5.2h。

3.5 順槽膠帶機(jī)故障統(tǒng)計分析

3.5.1 順槽膠帶機(jī)故障統(tǒng)計

針對神東礦區(qū)2010～2012年度綜采工作面順槽可伸縮帶式輸送機(jī)（順槽膠帶機(jī)）故障統(tǒng)計，共發(fā)生各類故障96頻次，歸類統(tǒng)計見表7、表8。

表7 神東礦區(qū)2010～2012年度順槽可伸縮帶式輸送機(jī)故障統(tǒng)計表

表8 順槽膠帶機(jī)自移機(jī)尾滾筒故障模式統(tǒng)計表

3.5.2 順槽膠帶機(jī)故障分析

順槽膠帶機(jī)作為綜采工作面關(guān)鍵設(shè)備，它與綜采工作面設(shè)備緊密配合，實現(xiàn)煤炭無縫連接連續(xù)運(yùn)輸，其主要結(jié)構(gòu)包括動力傳動機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)、張緊部、自移機(jī)尾、機(jī)架、膠帶、托輥及相關(guān)輔助機(jī)構(gòu)組成。根據(jù)對神東礦區(qū)2010～2012年度故障統(tǒng)計分析，共統(tǒng)計發(fā)生故障頻次96次，其中主要故障源有張緊部、自移機(jī)尾，其次為移變開關(guān)、動力傳動及控制系統(tǒng)以及膠帶故障、其它故障。

張緊部故障：張緊故障是順槽膠帶機(jī)第一故障源，占順槽膠帶機(jī)可統(tǒng)計故障率的28.1%。神東礦區(qū)順槽膠帶機(jī)張緊全部實現(xiàn)變頻張緊絞車自動張緊，張緊部通過游動小車伸長，滑輪組、絞車鋼絲繩拉緊，變頻電機(jī)驅(qū)動調(diào)整，液壓制動來實現(xiàn)自動張緊，機(jī)構(gòu)復(fù)雜，隨著工作面的回采，順槽膠帶機(jī)頻繁縮短，張緊機(jī)構(gòu)頻繁動作調(diào)整，張緊故障平衡影響生產(chǎn)時間4.9h。

自移機(jī)尾故障：自移機(jī)尾故障主要指機(jī)尾滾筒故障及壓帶滾筒故障，由于疲勞磨損、潤滑不良、檢修維護(hù)不善導(dǎo)致機(jī)尾滾筒軸承高溫?fù)p壞、滾筒斷裂，自移機(jī)尾滾筒故障主要體現(xiàn)在滾筒軸承上，占自移機(jī)尾滾筒故障的73.3%，其次為滾筒斷裂及斷軸，因自移機(jī)尾故障平衡影響生產(chǎn)時間5h。

動力傳動故障：目前神東礦區(qū)順槽膠帶機(jī)存在兩種動力傳動方式，其一為電機(jī)＋CST減速箱，其二為變頻驅(qū)動電機(jī)＋減速箱，通過故障統(tǒng)計分析表可知，變頻驅(qū)動方式通過調(diào)壓調(diào)頻驅(qū)動電機(jī)改變起動特性，更好地適應(yīng)大功率膠帶機(jī)的運(yùn)動要求，故障率相對較小，而CST減速箱驅(qū)動復(fù)雜，故障率相對較高。因動力傳動故障平衡影響生產(chǎn)時間4.3h。

移變開關(guān)故障：順槽膠帶機(jī)移變及開關(guān)故障原因主要有疲勞老化、保護(hù)整定不合理、絕緣失效等原因造成移變開關(guān)失效停機(jī)影響生產(chǎn)。因移變開關(guān)故障平衡影響生產(chǎn)時間4.9h。

控制保護(hù)系統(tǒng)：順槽膠帶機(jī)作為綜采工作面緊密聯(lián)系關(guān)鍵設(shè)備，其與綜采工作面采煤機(jī)、刮板機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)破碎機(jī)聯(lián)系聯(lián)系緊密，其正常開停機(jī)必須按相應(yīng)的啟動、停機(jī)程序。其故障模式包括硬件故障及程序故障及膠帶機(jī)各類保護(hù)模塊故障，因控制保護(hù)系統(tǒng)故障平衡影響生產(chǎn)時間2h。

膠帶故障：膠帶故障主要指膠帶的撕裂、跑偏及斷帶故障，因膠帶故障平均影響時間在3h。

其它故障：其它故障主要指結(jié)構(gòu)件開裂、過載停機(jī)及冷卻風(fēng)機(jī)電機(jī)及驅(qū)動滾筒軸承等不歸結(jié)為以上故障類別。

3.6 破碎機(jī)故障統(tǒng)計分析

3.6.1 破碎機(jī)故障統(tǒng)計

針對神東礦區(qū)2010～2012年度綜采工作面破碎機(jī)故障統(tǒng)計，共發(fā)生19頻次，歸類統(tǒng)計見表9、表10。

表9 神東礦區(qū)2010～2012年度轉(zhuǎn)載破碎機(jī)故障統(tǒng)計表

表10 轉(zhuǎn)載破碎機(jī)故障屬性統(tǒng)計表

3.6.2 破碎機(jī)故障分析

綜采工作面煤炭經(jīng)破碎機(jī)破碎轉(zhuǎn)載機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)到順槽可伸縮帶式輸送機(jī)，破碎機(jī)結(jié)構(gòu)相對簡單，其主要結(jié)構(gòu)為電機(jī)＋液力耦合器＋減速箱＋破碎滾筒錘。

液力耦合器故障

破碎機(jī)主要故障為其動力傳動系統(tǒng)故障且主要表現(xiàn)為液力耦合器方面，因使用不合格的易熔塞存在極大的安全隱患，會引發(fā)液力耦合器爆炸等，其次為液力耦合器密封故障導(dǎo)致漏水，檢修維護(hù)不及時會導(dǎo)致耦合器高溫高壓引發(fā)故障。液力耦合器占故障總比例達(dá)42.1%。

減速箱故障：因使用維護(hù)、減速箱疲勞磨損等原因?qū)е聹p速箱故障。

動力聯(lián)軸節(jié)件故障：破碎機(jī)各動力傳動系統(tǒng)軸聯(lián)接故障主要旨電機(jī)與液力耦合器聯(lián)軸節(jié)、減速箱輸出軸與破碎滾筒錘聯(lián)軸節(jié)件出現(xiàn)連接失效故障。

其它故障：統(tǒng)計出現(xiàn)其它故障有破碎機(jī)移變、破碎滾筒、卡堵、電機(jī)電纜故障各一次。

破碎機(jī)故障主要表現(xiàn)在其動力傳動系統(tǒng)上，占總故障率的80%，破碎機(jī)平均故障影響停產(chǎn)時間9.3h。

4 結(jié)論

礦井采礦設(shè)備關(guān)鍵機(jī)電設(shè)備采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)、順槽可伸縮帶式輸送機(jī)及主運(yùn)輸帶式輸送機(jī)的安全可靠運(yùn)行直接決定礦井均衡生產(chǎn)實現(xiàn)與否，本文旨在發(fā)現(xiàn)這些關(guān)鍵采礦設(shè)備故障模式和故障規(guī)律，針對設(shè)備檢修維護(hù)、疲勞磨損、操作、質(zhì)量四類故障屬性，在機(jī)電設(shè)備運(yùn)行管理中針對專門設(shè)備故障采取相應(yīng)的措施，降低設(shè)備故障率。

煤礦關(guān)鍵機(jī)電設(shè)備中采煤機(jī)故障率最高，其次分別為刮板輸送機(jī)和主運(yùn)輸帶式輸送機(jī)，而轉(zhuǎn)載機(jī)與順槽可伸縮帶式輸送機(jī)故障率相同；采煤機(jī)故障中以電控系統(tǒng)故障率最高，其次分別為液壓調(diào)高系統(tǒng)、牽引部及截割部故障率相近，而采煤機(jī)電纜類故障率也相對較高，JOY 7LS06型采煤機(jī)左牽引部與電控箱連接螺栓多次松動斷裂；刮板輸送機(jī)故障以鏈條、刮板故障率最高，其次以驅(qū)動系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)件故障為重要源，而鏈輪故障率也較高，在驅(qū)動方式中以變頻驅(qū)動故障率最低，以閥控液力耦合器故障率最高，而CST可控軟啟動故障率排第二，機(jī)頭鏈輪故障率遠(yuǎn)高于機(jī)尾鏈輪故障率，而機(jī)尾驅(qū)動故障率遠(yuǎn)高于機(jī)頭故障率，結(jié)構(gòu)件中槽槽故障率也較高；帶式輸送機(jī)故障率前幾位分別為驅(qū)動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、膠帶及滾筒故障；轉(zhuǎn)載機(jī)故障以刮板鏈條故障率最高，第二、三、四分別為驅(qū)動系統(tǒng)、鏈輪和結(jié)構(gòu)件故障；順槽可伸縮帶式輸送機(jī)故障率前五位分別為張緊系統(tǒng)、自移機(jī)尾、移變開關(guān)、驅(qū)動及控制保護(hù)；破碎機(jī)故障以驅(qū)動系統(tǒng)為主，其故障率占破碎機(jī)總故障率78.9%；以破碎機(jī)故障統(tǒng)計數(shù)據(jù)為例，設(shè)備檢修維護(hù)是故障屬性最主要因素，比例達(dá)63.2%，其它疲勞磨損、質(zhì)量及操作故障比例分別為21.1%、10.5%和5.2%；采礦設(shè)備動力源開關(guān)移變故障率占可統(tǒng)計故障率（1 026頻次）的6.3%，其中，移變故障占開關(guān)移變故障率33.8%，開關(guān)故障率66.2%。

［1］林福嚴(yán)，李凌風(fēng)，張曉茹，等.煤礦帶式輸送機(jī)故障分析［J］.煤礦機(jī)械，2011，（2）：261－263.

［2］神華集團(tuán).神華神東煤炭集團(tuán)機(jī)電事故案例分析手冊2010－2012［R］.