MK5掘進機在使用過程中常見問題分析

韓志新

（大同煤礦集團公司 同家梁礦，山西 大同 037000）

MK5掘進機在使用過程中常見問題分析

韓志新

（大同煤礦集團公司 同家梁礦，山西 大同 037000）

通過對英國DOSCO公司生產的新型懸臂式掘進機組MK5在使用過程中出現的常見的問題進行了分析，找出了解決問題的方法，對掘進機在今后生產過程中安全穩(wěn)定的運行有一定的借鑒作用。

MK5；掘進機；問題分析；解決方法

為了實現現代化礦井的生產需要，大同煤礦集團以“裝備機械化、自動化、信息化、現代化高產高效礦井發(fā)展的路子”為戰(zhàn)略路徑，率先引進了由英國DOSCO公司生產,在世界處于領先水平的MK5重型、履帶式軸向懸臂式掘進機組。掘進機引進以來經過一段時間的使用，在一定程度上發(fā)揮了其所擔負的使命，同時也出現了諸多問題。針對MK5掘進機在使用過程中出現的各種問題作了較為系統的分析，希望在同行業(yè)中起到交流的作用。

1 MK5掘進機概述

1.1 DOSCO公司MK5掘進機概況

MK5型掘進機是英國DOSCO公司推出的一種新型巖巷掘進機，該掘進機是一種重型履帶式單臂掘進機，設計用來在采礦和土建工程領域進行機械化預采，用模塊化設計，便于維護和拆卸運輸。MK5掘進機全長14.3 m，高度2.57 m，總重120 t。MK5掘進機見圖1，其它主要技術參數如表1所示。

圖1 MK5整體效果圖

表1 MK5掘進機主要技術參數

1.2 MK5掘進機特性

a.供電：采用電氣-液壓動力模式，機器除饋電電纜供應外，通過饋電開關、切割電機，泵站電機，運輸機電機和刮板運輸機驅動電機進行獨立工作。

b.切割：物料的切割通過切割臂上的切割頭完成，由一臺單速水冷電機通過行星齒輪箱進行驅動。利用液壓油缸，切割臂可以垂直和水平運動。機器配備350 kW單速切割臂，可以與斷面指示系統連同操作。

c.裝貨和運輸系統：當掘進機前進時，切割下的物料被收集到鏟板上。鏟板由液壓驅動上下升降，便于在斜坡上工作，并在機器移動時對底面進行清理。安裝在鏟板上的兩個液壓驅動的星形扒爪，將物料輸送至中央電力驅動的雙鏈刮板運輸機，經由電力驅動的皮帶轉載機，輸送到機器后部的轉載系統上。

d.行走：掘進機的行走通過兩條自動張緊的液壓履帶完成。每一條履帶由一個低轉速高扭矩的液壓馬達驅動。每個液壓馬達都配備有自動安全制動系統，當液壓或電氣系統出現功率損耗或履帶控制桿處于空擋位置時將進行安全制動。機器自身較小的接地比壓使機器能在濕軟的底板進行工作。

e.后支撐千斤頂：在掘進機尾部安裝有兩個液壓后支撐。后支撐的作用一是便于對機器進行維護，二是有助于在斜坡進行工作，還可以在切割時穩(wěn)定機身。

f.液壓系統：掘進機的電氣/液壓系統動力由泵站啟動，包含一個風冷電機驅動的多元泵。液壓系統使用能控制變量泵的負載檢測的比例控制閥，實現最優(yōu)性能。液壓系統有一系列高壓操作回路，大部分由低壓控制回路控制。

g.冷卻系統：液壓油路和切割電機的冷卻通過兩種方式完成，冷卻水直接注入油箱上的冷卻管，再流經切割電機上的水套。

h.斷路冷卻：水進入掘進機完成冷卻過程后，可作為水噴霧抑制粉塵，或者直接作為廢水排出。

i.高壓水冷卻：掘進機進水經由高壓泵輸送至切割頭，壓力達到140 kPa，有效抑制粉塵及冷卻切割頭。

2 MK5掘進機在使用過程中常見問題分析及解決方法

2.1 工作環(huán)境概況

同煤集團引進的國內首臺MK5掘進機選擇在新建礦井同煤集團東周窯煤礦西盤區(qū)運輸大巷使用，該巷道為寬5 840 mm，高5 220 mm的大斷面拱形巷，全巷長1 924 m，在MK5掘進機投入使用時，巷道已掘進至1 450 m，MK5掘進機共掘進477 m。由于該礦地質條件復雜，在掘進至該巷道1 622 m處，遇一條高1.8 m、長16 m的正斷層，通過該斷層后，工作面全斷面變?yōu)楫惓杂驳氖⒌[巖，掘進機切割該巖石特別艱難，截齒消耗急劇增加，為減少截齒的消耗，采取爆破松動巖石，但未取得理想的效果，主要原因是巖石堅硬，在打眼布炮時，需要較長時間，嚴重影響了掘進進度。

2.2 MK5掘進機常見問題分析及解決方法

2.2.1 MK5掘進機星輪變形

如圖2所示，星輪固定在鏟板上，星輪邊緣焊接著一塊長143 mm的耐磨板，該耐磨板與星輪不是一個整體，當星輪旋轉到鏟板中央位置時，星輪就會250 mm的部分懸空，在掘進機掘進過程中，切割臂與星輪之間不可避免有大塊石頭落入，截割頭在掃地過程中，也會有大塊石頭擠入，多次擠壓后導致星輪耐磨板縫隙部位變形，與鏟板產生摩擦，星輪不能正常轉動。

圖2 MK5掘進機星輪、鏟板示意圖

由于上述原因，當星輪發(fā)生變形時，將其拆下運輸到地面，使用氧焊烤后，調整恢復正常，但此過程會耽誤生產進度。經過一段時間研究，在鏟板中央兩側加工一對托架，當星輪旋轉到鏟板中央位置時，托架支撐星輪懸空部位，很好的解決了星輪的變形問題。

2.2.2 除塵風機堵塞，不能正常運轉

如圖3所示，除塵風機為MK5掘進機設計中的主要亮點之一，但在投入使用后，發(fā)現除塵風機吸風口位置與巷道底板距離太小（距底板500 mm），在掘進機掘進、移動、鏟底過程中，煤泥很容易在鏟板后方堆積，堵塞吸風口，導致除塵風機不能正常工作；同時，掘進機在切割過程中，大量煤巖產生的粉塵在吸風口上方，除塵風機吸風口太低，根本不能起到吸塵、降塵的目的。

圖3 除塵風機示意圖

鑒于上述吸塵風機的問題，經生產現場觀察、研究，只能通過改變吸風口的位置來將吸塵風機投入使用，決定將原設計中的吸風口封堵，在吸塵風道中部開孔，重新加裝風道，將吸風口抬高，目前改造后的吸塵風機已投入使用。

2.2.3 左、右升降油缸活塞桿拉斷

圖4 MK5升降油缸活塞桿斷裂位置示意圖

如圖4所示，MK5掘進機在使用過程中，出現截割頭不能升降，同時，油缸后腔溫度明顯升高，當班停止生產，現場初步判斷右升降油缸出現故障，檢修工將故障油缸拆下后，發(fā)現油缸活塞桿拉斷，將其出井檢修。維修后MK5繼續(xù)掘進，在使用約一天后，油缸活塞桿再次出現拉斷故障，第二次拆下出井。維修恢復后，第五天出現第三次油缸活塞桿拉斷，出井到維修廠進行維修，維修廠家人員建議更換油缸，焊接維修已不能完全解決問題，經DOSCO公司技術人員對油缸設計圖紙研究，發(fā)現油缸設計存在失誤，DOSCO公司將設計圖紙改進后，重新加工生產了左、右升降油缸。

2.2.4 原設計中未考慮到的問題

如圖5所示位置，MK5掘進機在原設計中存在的問題，給掘進的檢修帶來了很多困難，經過在掘進機使用的過程中，對其進行了改進。

a.MK5掘進機本體底部為整體結構，如果行走馬達出現故障，行走馬達不方便拆裝，需要將機組本體整體拆開，給維修帶來了很大困難，故在本體行走馬達副井開方形口，以方便檢修。

b.星輪馬達上方為設計蓋板，掘進機在掘進過程中，煤泥、煤巖塊很容易落入，后期在其上方設計了一塊蓋板，保證在掘進過程中，馬達不受損壞。

d.掘進機尾部需要連接拖拉滑道，但原設計中未考慮與拖拉滑道連接孔，故在掘進機尾部開一口連接拖拉滑道。

e.星輪液壓油管裸露在外部，在其上方加裝保護蓋板，防止煤巖塊將油管擠斷。

圖5 原設計中存在問題示意圖

3 結束語

MK5掘進機雖然在使用過程中暴露出了很多問題，但也帶來了很多技術亮點。通過對MK5掘進機出現的各種問題分析，希望能夠對后期國內引進的進口掘進裝備提供技術參考。

（編輯：劉新光）

Common Problems in the Process of Using MK5 Roadheader

HAN Zhixin
(Tongjialiang Mine,Datong Coal Mine Group,Datong 037000,China)

The paper finds out the solutions to the common problems in the process of using a new cantilever roadheader,MK5,manufactured by a Britain company(DOSCO),which could be reference for the safe and stable operation ofthe roadheaders in the future.

MK5;roadheader;problemanalysis;resolvent

TD421.5

A

1672-5050（2016）04-037-03

10.3969/j.cnki.issn1672-5050sxmt.2016.08.011

2016-03-07

韓志新 (1985-)，男，山西朔州人，大學本科，助理工程師，從事煤礦機電技術研究及管理工作。