采煤機電氣部件故障診斷及安全運行策略

姚穩 趙勇

摘 要：隨著我國經濟的迅速發展，我國的煤炭企業也取得了突飛猛進的進步，科技水平的不斷提高推動了我國煤炭企業向著大型化、現代化發展，因此我國對煤炭企業采煤機運行的穩定性、電氣設備的安全性有著嚴格的要求。隨著煤炭的需求量越來越大，采煤機的工作效率也越來越高，導致采煤機電氣系統的更新走向復雜化，同時電氣部件的故障診斷和安全運行也得不到有力的保障。

關鍵詞：采煤機；電氣部件；故障診斷；安全運行策略

中圖分類號：TD63+2 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）25-0130-02

Abstract： With the rapid development of our country's scientific research economy， the coal enterprises of our country have also made great progress， and the continuous improvement of the level of science and technology has promoted the development of our country's coal enterprises towards large-scale and modernized development. Therefore， China has strict requirements for the stability of shearer operation and the safety of electrical equipment in coal enterprises. With the increasing demand for coal， the efficiency of shearer is getting higher and higher， which leads to the complexity of the electrical system renewal of shearer. At the same time， the fault diagnosis and safe operation of electrical components can not be effectively guaranteed.

Keywords： shearer； electrical components； fault diagnosis； safe operation strategy

1 概述

最近幾年，由于我國煤炭的地質含矸量高、煤層復雜、煤層的強度也比較大，導致采煤機在工作的過程中可能會遇到堅硬的基石和煤層，最終會導致采煤機的各項電氣部件發生劇烈的晃動、斷線、接頭松動等各種不利的現象。由于采煤機工作運行的環境條件比較惡劣，再加上采煤機電氣部件故障診斷和安全運行得不到有力的保障，大大增加了采煤機在煤炭開采過程中出現故障概率。因此為了避免這種情況的發生，我國需要有針對性地對采煤機進行分析和研究，不斷的完善它的結構設計，提高采煤機和電氣部件使用的可靠性，為采煤機的正常運行奠定夯實基礎。

2 采煤機電氣控制系統的概述

采煤機是我國煤炭業開采中最主要機械工具，想要采煤機安全的應用到煤炭業，就要充分了解、掌握采煤機的電氣系統結構，才能對電氣部件的故障診斷和安全運行提出有效的管理措施。接下來就以KXJT1-132/320BP采煤機裝載著MG132/320-WD電牽引采煤機來分析電氣控制系統和電氣的組成部分，這種采煤機是一種多個電機可以同時驅動的采煤機，電機的位置都是橫向布置的，電控系統中的交流調速系統可以驅動采煤機牽引。采煤機主要是由滾筒、左右牽引、左右遙臂及框架構成。其中采煤機的電控系統主要是由三個獨立的電控箱構成。

3 采煤機電氣組成部分的敘述

采煤機會攜帶一個具有安全型、防爆的電控箱裝載著電牽引采煤機的電控設備，而這個電控設備的銜接系統繁瑣復雜。這個電控系統是由主控系統、交流調速系統及主回路等一些其他系統構成，而且電控系統規定的額定運行電壓為1.14kV。其中電控系統中的主回路是高電壓回路，它是由開關、真空式接觸器、截割機等電氣部件構成。而主控系統的組成部件比較多，其中有操作站、工控機、遙控器、主控器等，種類比較多樣化，核心組成部件也比較多。主控系統中的主控器選用的產品是日本松下可編程的控制器，工控機使用的產品是5.7寸的大屏幕顯示器，操作站是通過串行傳輸的方式把數據上傳到主控器上，這種系統具有操作簡單、檢修方便、便于維護等優點。

4 電氣設備的分析

4.1 電控箱

電控箱主要是由接線腔和隔爆腔構成，接線腔的主要作用是引入接線，而隔爆腔的作用是和電氣部件相銜接、安置電氣部件。而采煤機的啟動、停機、運輸的控制按鈕就設置在電控箱的正下方、采煤機的顯示器設置在電控箱的正面，這樣采煤機左右牽引是否合理、截割是否合理、是否零位都可以在電控箱正面的顯示器上看到，方便調整和觀察。另外在電控箱正面的蓋板上還設計了幾個電氣元件，分別是隔離開關和采煤機停機按鈕，這兩個電氣元之間有著緊密的聯系，如果想要啟動隔離開關，首先得需要啟動采煤機停機按鈕，接線腔的設置是在電控箱的上面。

4.2 電動機

我國采煤機電動機有不同的類型，不同類型的電動機有著不同的功能，就以YBC-200型電動機舉例來介紹電動機的結構，它就是專門使用在有甲烷、爆炸性煤層中，這種電動機工作時的海拔高度≤1000米，周圍工作環境的溫度≤40度。這種電動機是專門使用在煤層中防止爆炸的一種三相異步電動機；這種主要是通過涼水來冷卻，它內部的接線盒主要是由鋼板焊接構成的，然后把接線盒安裝在機座的合理位置，接線盒內部設置有專門接地裝置、機座上也設置有專門接地的裝置；電動機的內部還設置了繼電保護裝置；電動機還專門設置了裝油孔，但在注油的時候一定要控制潤滑脂的量，過多會導致軸輪運動太快、軸承的溫度就會越來越高導致軸承出現損壞現象。

4.3 電磁閥腔

采煤機泵箱里的電磁腔內有著好幾種功能的電磁閥，如：功控電磁閥、調逮電磁閥，電磁閥可以和液壓傳動箱內的油管相連，主要的連接方式是通過閥座連接塊來完成。電磁閥的基本運行原理首先是電控系統向下一步發出信息，然后電磁鐵就可以通電，這時電磁鐵可以吸住磁鐵，導致電磁閥的閥芯不停的運動，這樣就實現了電磁閥轉換方向。當軸承運行到一定的位置時，在彈簧力的作用下電磁閥可以在中心的位置保持平衡。采煤機電磁閥采用的是一種電磁鐵，直流濕式電磁鐵，因為這種電磁鐵在工作運行的過程中可以減小摩擦力、使摩擦溫度降低，優化了電磁閥的運行結構、提高了電磁閥運行的安全性。

5 采煤機電氣部件的故障診斷及解決對策

5.1 采煤機不能啟動的故障分析及解決對策

當采煤機出現不能啟動問題時，我們要從電氣部分分析，找出采煤機出現問題的根本原因，然后可以有針對性對采煤機出現的故障進行診斷，才能保證采煤機安全運行的可靠性、安全性。（1）如果采煤機出現不能啟動問題，要仔細檢查左邊急轉按鈕有沒有忘記解鎖，控制線接頭是否出現短路或者接觸不良的現象，整流二極管有沒有因為電流過大而燒壞；（2）檢查磁力啟動器有沒有通電，位置是否異常，是不是移動到遠控位置上，如果這兩個點都沒有問題，就從別的地方找原因，然后把遠控的控制開關設置成近控，然后打開開關觀察采煤機是否能被啟動，出現啟動說明開關沒問題，沒有啟動說明這個開關有問題，需要對開關進行檢修。（3）對電控系統中的主回路進行檢查，看回路是否暢通，對回路的開關、線路、各個按鈕都要仔細診斷。（4）采煤機不啟動還有一個重要的因素，看采煤機的電動機電源有無破相現象。（5）采煤機的工作負荷如果比較大，重負荷情況下是會造成采煤機不能啟動。（6）采煤機有自動保護回路的功能，保護回路需要設置水壓接點，如果忘記加水就啟動電動機，采煤機不會啟動。

5.2 采煤機啟動不能自護的故障分析及解決對策

（1）采煤機啟動之后，手柄板在“啟動”的地方沒有停留足夠的時間。（2）采煤機設置的繼電保護裝置出現問題，燒毀或者接觸不良。（3）控制變壓器的一、二次熔斷器因電路通電不當導致熔斷器或者控制變壓器熔斷，線路接觸不良或者無法通電，造成熔斷器或者控制變壓器無法起到保護電路的作用。（4）采煤機電動機里的熱繼電器沒有復位，導致采煤機電動機沒有自我保護的功能。

5.3 采煤機不能電牽引的故障分析及解決對策

（1）如果采煤機不能實現電牽引，可能是功控超載電磁鐵在銜接的時候方向接反，或者這個電氣部件本身受到了損壞，不能使用。（2）松閘電磁鐵使用時，必須注意一點，松閘電磁鐵在牽引手把過零以后不可以松閘，否則采煤機不能電牽引。（3）如果采煤機不能電牽引的影響因素不是以上兩點，其余的影響因素都屬于電壓方面。

5.4 停機之后、解鎖自啟的故障分析及解決對策

（1）按過急停按鈕以后，啟動手把沒有恢復到完全停機的位置。（2）啟動按鈕的銜接處出現問題，可能出現接點黏接。（3）電路的保護裝置出現銜接粘接。

5.5 輸送機不啟動的故障分析及解決對策

（1）采煤機的工作運行按鈕忘記解鎖，所以輸送機無法被啟動。（2）控制回路通電不暢通，出現了短路或者斷路。（3）磁力啟動器損壞不能正常運行，導致輸送機不能啟動。

5.6 采煤機遙臂升降系統的故障分析及解決對策

（1）如果采煤機遙臂升降系統出現異常，首先檢測PLC部分輸入時有沒有出現傳輸錯誤，導致采煤機遙臂不能正常的運行。（2）檢測PLC輸出繼電器運行時是否出現故障或者接觸不良。（3）仔細檢測電磁閥和線路有沒有損壞和接觸不良，然后再檢測電磁閥閥芯和制動閥閥芯有無堵塞現象，導致遙臂不能恢復到中位。（4）如果采煤機遙臂不能運行，除了以上幾點診斷方法，還要檢測電磁閥的運行電源有沒有出現故障；檢測液壓系統和管路有沒有出現接觸不良和損壞；檢測電磁閥的內部有沒有出現斷路、短路，電磁閥的外部有沒有損壞和接觸不良。

5.7 瓦斯斷電儀、傳感器的故障分析和解決對策

（1）如果瓦斯斷電儀工作時顯示的數值是錯誤的，首先需要檢修、更換瓦斯斷電儀，然后針對分析情況及時的找相關工作人員或者聯系廠家對瓦斯斷電儀進行校正。（2）如果采煤機運行時沒有自我保護裝置，停機之后再開機瓦斯出現超額現象，首先檢測周圍的瓦斯有沒有出現超額現象，如果沒有出現超額現象，就對瓦斯傳感器的銜接情況、運行情況進行檢測，看是否接觸不良、斷路、短路，然后根據檢查的情況進行處理。

6 結束語

電氣部件的安全運行是采煤機可靠性運行的基礎，因此提高電氣部件的可靠性、實用性是我國采煤機制造業共同追求的目標。但是最近幾年隨著我國采煤技術的不斷創新、不斷開發，采煤機電氣設備結構的復雜程度也逐日增加，導致采煤機發生異常的影響因素也越來越復雜、采煤機的電氣部件的故障也越來越難診斷。因此我們需要不斷優化完善電氣部件的設計、掌握采煤機電氣部件出現故障的原因，才能從根本上提高采煤機的工作效率、保證采煤機安全運行，推動我國煤炭企業的健康可持續發展。

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