煤礦機(jī)械設(shè)備電氣系統(tǒng)的應(yīng)用分析

摘 要：現(xiàn)代煤礦開(kāi)采主要依靠機(jī)械設(shè)備進(jìn)行。煤礦工作不同于一般工作，通常都在地下進(jìn)行，所處環(huán)境相對(duì)復(fù)雜，也對(duì)電氣系統(tǒng)運(yùn)行提出更高的要求。想要確保電氣系統(tǒng)正常運(yùn)行，需要充分了解系統(tǒng)性能，全面發(fā)揮其作用，促進(jìn)工作效率提升。基于此，本文中主要分析煤礦機(jī)械設(shè)備電氣系統(tǒng)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：煤礦機(jī)械 電氣系統(tǒng) 應(yīng)用要點(diǎn)

近年來(lái)我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，對(duì)能源需求量徐蘇增加，煤作為我國(guó)主要的能源物質(zhì)，在這樣的背景下面臨著新的挑戰(zhàn)與機(jī)遇。目前主要依靠機(jī)械作業(yè)的形式進(jìn)行煤礦開(kāi)采，想要確保開(kāi)采工作順利進(jìn)行，就要充分利用設(shè)備的電氣系統(tǒng)，確保煤礦開(kāi)采的質(zhì)量與安全。本文中主要分析與闡述電氣系統(tǒng)的特點(diǎn)，就此展開(kāi)相關(guān)論述。

一、煤礦機(jī)械設(shè)備概述

1.露天淺層開(kāi)采煤礦機(jī)械設(shè)備。對(duì)于淺層的煤礦，操作人員只需在露天條件下進(jìn)行操作，而露天開(kāi)采的煤礦設(shè)備相比地下深層煤礦開(kāi)采較為簡(jiǎn)單一些。

2.下井深層開(kāi)采煤礦機(jī)械設(shè)備。對(duì)于處于深層的煤礦，操作人員要在地下進(jìn)行相關(guān)的操作。在地下深層開(kāi)采煤礦危險(xiǎn)系數(shù)高，更要提高對(duì)設(shè)備的要求，保護(hù)操作人員的安全，在采礦過(guò)程中，首先要保護(hù)工人的安全，其次要注重提高采礦的效率，這樣才能減少成本，增加效益。對(duì)于下井深層開(kāi)采煤礦機(jī)械設(shè)備的電氣系統(tǒng)的要求更為嚴(yán)格，因?yàn)樵诘叵鹿ぷ鳎ぷ鳁l件較為惡劣，變化大且無(wú)法預(yù)測(cè)，所以要加大相關(guān)設(shè)備的靈敏度，及時(shí)將地下情形進(jìn)行匯報(bào)，保障大家的安全。

二、煤礦機(jī)械設(shè)備的電氣系統(tǒng)

采煤礦機(jī)械設(shè)備的電氣系統(tǒng)特點(diǎn)。

1.采煤機(jī)。采煤機(jī)：通過(guò)旋轉(zhuǎn)工作機(jī)構(gòu)破煤，同時(shí)將煤送入輸送機(jī)。我國(guó)采煤機(jī)為電牽引采煤機(jī)，利用計(jì)算機(jī)操作控制，包含的功能有：監(jiān)測(cè)井下工作狀態(tài)、檢測(cè)故障等。電氣系統(tǒng)包括：PLC控制單元、電源、無(wú)線(xiàn)接收器等。

2.輸送設(shè)備。輸送設(shè)備屬于綜采設(shè)備的一種，工程過(guò)程中常采用刮板輸送機(jī)，利用刮板鏈作為牽引，輸送煤礦等材料。其工作原理是利用刮板鏈為牽引機(jī)構(gòu)，槽為承載機(jī)構(gòu)進(jìn)行輸送工作。

3.掘進(jìn)機(jī)。掘進(jìn)機(jī)組成部分包括：截割機(jī)構(gòu)、裝運(yùn)機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等。截割機(jī)構(gòu)成為工作機(jī)構(gòu)用以破碎煤巖；裝運(yùn)機(jī)構(gòu)將煤巖裝運(yùn)到輸送機(jī)上；行走機(jī)構(gòu)是能夠使掘進(jìn)機(jī)行走調(diào)動(dòng)的機(jī)構(gòu)；液壓系統(tǒng)：以高壓油為動(dòng)力驅(qū)動(dòng)油缸的運(yùn)轉(zhuǎn)；電氣系統(tǒng)掘進(jìn)機(jī)的動(dòng)力源，控制各個(gè)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，還能夠提供過(guò)載、漏電等保護(hù)作用，另外還能夠提供照明、預(yù)警等。

4.液壓支架。液壓支架是控制采煤工作面礦山壓力的結(jié)構(gòu)物，它能夠可靠地支撐和控制工作面的頂板，隔離采空區(qū)。液壓支架組成部分包括：金屬結(jié)構(gòu)件和液壓元件組成。

三、煤礦機(jī)械設(shè)備電氣系統(tǒng)的應(yīng)用

1.設(shè)備概況。我所在煤礦集團(tuán)旗下一煤礦，于1986年建成，年產(chǎn)量為1.9Mt/a。通過(guò)專(zhuān)家的進(jìn)一步勘察，發(fā)現(xiàn)該煤礦的煤炭資源相對(duì)豐富，并且煤炭類(lèi)型主要以肥煤、焦煤為主，經(jīng)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)含煤煤層可達(dá)13層，可采煤層為8層，巖層含煤系數(shù)10.42%。不過(guò)該煤礦所處位置地質(zhì)構(gòu)造較為復(fù)雜，水文地質(zhì)條件處于中等復(fù)雜情況，因此在生產(chǎn)中也表現(xiàn)出一定的問(wèn)題。主要包括截割部、牽引部、電氣控制箱及附屬裝置等。采煤機(jī)割煤運(yùn)行通過(guò)裝有截齒滾筒的旋轉(zhuǎn)與采煤機(jī)沿刮板輸送機(jī)牽引運(yùn)行。電牽引采煤機(jī)與傳統(tǒng)液壓采煤機(jī)相比具有顯著優(yōu)勢(shì)，因此煤礦中廣泛使用此設(shè)備，但實(shí)際中也經(jīng)常出現(xiàn)故障，有必要做好深入研究與分析。

2.故障統(tǒng)計(jì)與分析。采煤機(jī)屬于典型的機(jī)電液現(xiàn)代化設(shè)備，故障發(fā)生部位較為集中，通常位于截割部、電控箱及電纜等。根據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，本煤礦中JOY采煤機(jī)搖臂齒輪箱高速區(qū)齒輪故障發(fā)生率最高，這是因?yàn)樵摬糠诌B接采用強(qiáng)度螺栓，極易發(fā)生左牽引與電控箱連接螺栓斷裂情況。本部分統(tǒng)計(jì)分析故障發(fā)生部位與規(guī)律，促進(jìn)設(shè)備管理水平提升。

2.1采煤機(jī)截割部故障。由于采煤機(jī)長(zhǎng)時(shí)間處于工作狀態(tài)，整個(gè)機(jī)械設(shè)備的內(nèi)部有很多的小零件都會(huì)出現(xiàn)不同程度的磨損，隨著時(shí)間的累計(jì)，當(dāng)磨損情況變得嚴(yán)重時(shí)，就是伴隨多種搖臂故障。加上搖臂齒輪箱結(jié)構(gòu)復(fù)雜，JOY采煤機(jī)與 EICKHOFF 采煤機(jī)搖臂齒輪箱均采用四級(jí)正齒輪傳動(dòng)，但傳統(tǒng)方式有所區(qū)別，前者采用二級(jí)頂軸傳動(dòng)、后者采用兩級(jí)行星系統(tǒng)傳統(tǒng)。它的故障一般表現(xiàn)為漏油、噪聲異常及高溫。行星減速器由于出軸軸承的長(zhǎng)時(shí)間工作，造成相關(guān)的滾珠磨損，最終導(dǎo)致行星架上躥下跳，滑動(dòng)密封的間隙不斷增加，當(dāng)超過(guò)一定的彈性范圍之后，就會(huì)出現(xiàn)漏油的情況，軸承部位發(fā)出嚴(yán)重聲響，軸與軸承之間的磨損情況加重，最終導(dǎo)致?lián)u臂部位的主要部件報(bào)廢。

2.2牽引部分故障分析。在采煤機(jī)的牽引部分，最常見(jiàn)的也是摩擦情況，主要是摩擦片的磨損，當(dāng)這種磨損到達(dá)一種程度時(shí)，嚴(yán)重影響采煤機(jī)的制動(dòng)功能。當(dāng)牽引管路不過(guò)油，或者過(guò)油量不符合要求是，采煤機(jī)將無(wú)法移動(dòng)。（1）根據(jù)近年故障統(tǒng)計(jì)記錄數(shù)據(jù)，JOY采煤機(jī)牽引塊故障達(dá)到26次，其故障特征表現(xiàn)為振動(dòng)大、溫度升高及軸承故障等，原因主要為部件疲勞磨損、潤(rùn)滑油不良等；（2）牽引齒輪故障。牽引部另一個(gè)主要故障來(lái)源就是牽引齒輪箱，其故障特征主要表現(xiàn)為牽引異常、牽引轉(zhuǎn)矩軸斷裂、溫度升高等。分析其原因主要為疲勞損壞。造成齒輪箱軸承齒輪過(guò)度疲勞磨損；密封失效等故障。

2.3 電控箱故障分析 。采煤機(jī)故障中電控箱也是主要故障源，2002-2012年JOY故障統(tǒng)計(jì)中顯示器故障63次，占總故障的19.4%，主要有變頻器、變壓器及電氣模塊故障等。主要因?yàn)殡姎庠O(shè)備老化、絕緣失效、工作地質(zhì)環(huán)境差造成振動(dòng)過(guò)大，出現(xiàn)電氣接線(xiàn)松動(dòng)、受潮或進(jìn)水等。

3.故障診斷及預(yù)防措施。進(jìn)口采煤機(jī)故障診斷與維修成本高昂，因此除了必要措施外還要強(qiáng)化日常維護(hù)與保養(yǎng)，聯(lián)系煤礦實(shí)際給出具體措施。

3.1控制設(shè)計(jì)質(zhì)量。針對(duì)采煤機(jī)的設(shè)計(jì)單位，應(yīng)該在設(shè)計(jì)之前對(duì)采煤機(jī)的實(shí)際生產(chǎn)情況進(jìn)行深入的了解，并且針對(duì)易出現(xiàn)的故障進(jìn)行原因分析，通過(guò)提高問(wèn)題部分的設(shè)計(jì)質(zhì)量，提高采煤機(jī)的應(yīng)用能力。主要保障措施有：選用耐磨性較好的材料構(gòu)成易磨損部分；齒輪的設(shè)計(jì)應(yīng)該跟材料選擇以及加工工藝進(jìn)行結(jié)合，篩選最佳方案；重要部位進(jìn)行強(qiáng)迫潤(rùn)滑，降低磨損程度。

3.2強(qiáng)化維修保護(hù)。重視對(duì)采煤機(jī)的定期檢查和維修，對(duì)于檢修過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題的零部件，應(yīng)該及時(shí)更換，避免在生產(chǎn)中造成嚴(yán)重影響。對(duì)于重點(diǎn)部位的零件，一旦出現(xiàn)問(wèn)題應(yīng)該及時(shí)采取措施，維修人員切實(shí)負(fù)責(zé)，不得由于各種原因，降低采煤機(jī)的工作狀態(tài)。

檢修是及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，降低風(fēng)險(xiǎn)和影響的重要措施。相關(guān)的檢修和維修部門(mén)應(yīng)該在技術(shù)上過(guò)硬。即便針對(duì)沒(méi)有問(wèn)題的采煤機(jī)，也應(yīng)該堅(jiān)持日檢、旬檢、月檢、年檢制度，對(duì)于易出現(xiàn)問(wèn)題的部位進(jìn)行重點(diǎn)檢查，進(jìn)行強(qiáng)制維修，在故障發(fā)生之前解決問(wèn)題。

4.提高人員素質(zhì)。

4.1提高工人操作水平。相關(guān)技術(shù)人員的操作水平對(duì)整個(gè)采煤過(guò)程中的設(shè)備故障次數(shù)和故障時(shí)間都有直接影響。提高工人對(duì)設(shè)備的操作能力主要應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)工人的培訓(xùn)學(xué)習(xí)，提高專(zhuān)業(yè)技能以及生產(chǎn)過(guò)程中的判斷能力，能夠?qū)ν话l(fā)事故進(jìn)行及時(shí)處理，降低故障的影響范圍。此外，還應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的管理，通過(guò)制定相關(guān)制度有專(zhuān)門(mén)人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行管理，并提前制定設(shè)備故障、人為失誤的補(bǔ)救措施。

3.4.2 嚴(yán)格執(zhí)行采煤機(jī)操作規(guī)程。首先在設(shè)備驗(yàn)收時(shí)嚴(yán)格要求，不能將有缺陷的設(shè)備流入采礦的機(jī)械設(shè)備中去；其次責(zé)任落實(shí)到相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)上，提高領(lǐng)導(dǎo)對(duì)機(jī)械設(shè)備的重視，避免意外事故的發(fā)生；最后要加大機(jī)械設(shè)備的維修力度。

四、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上述論述可以發(fā)現(xiàn)，煤礦開(kāi)采的主要組成就有設(shè)備電氣系統(tǒng)，做好相關(guān)研究工作具有現(xiàn)實(shí)意義。本文通過(guò)結(jié)合具體設(shè)備，分析電氣故障原因，給出切實(shí)可行的解決措施，確保機(jī)械設(shè)備正常運(yùn)行，促進(jìn)開(kāi)采效率提升，為社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)提供源源不斷的能源支持。希望通過(guò)本文論述，為同行提供一定經(jīng)驗(yàn)借鑒與參考。

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