關于煤礦井下掘進設備故障分析與精益化檢修研究

馮志科

【摘 ?要】隨著煤礦生產機械化程度的不斷提升，煤礦掘進機在煤礦生成中被廣泛應用，但在生產過程中經常發生故障，而影響煤礦的生產效率。基于此，針對礦井掘進機在實踐應用中常見的一些電氣故障、內部元件及液壓系統故障進行總結分析，并針對故障原因提出了相關的解決措施。此外，通過對掘進機故障的深入研究，還構建了掘進機故障診斷專家系統，根據系統采集到的掘進機相關信息數據，系統會自動分析掘進的運行狀態，診斷其故障原因。

【關鍵詞】煤礦;掘進設備;故障

1 前言

近年來，國內煤炭行業的發展迅速，煤礦掘進工作要求大規模的機械化產品，煤礦掘進工作中逐步普遍地應用大型的掘進機裝置，這實現了煤礦生產效率與生產能力的提高。大型煤礦掘進機械裝置的主要組成部分是液壓系統和電氣系統，這兩個組成部分發生故障的幾率較高，也不方便檢修和維護。為此，對煤礦掘進機的故障問題進行分析，并且加以維護和處理變得十分關鍵。

2 煤礦掘進機的運行原理

在開采煤礦中，結合生產的要求，需要應用掘進機械裝置——掘進機。掘進機的關鍵作用在于開鑿礦井巷道，確保開采工作者通行的安全性。通常能夠劃分掘進機為開蔽式以及護盾式，其能夠實現各種隧道的開采要求，這兩種掘進機的組成部分是裝運結構、轉載機、運行結構、行走結構等。掘進機結合行走結構往前推進，巷道的開挖結合運行結構，要確保挖出的巷道跟之前設計的口徑尺寸相符合，在運行中持續破碎巖石，且結合裝運結構將碎石運走，確保巷道具備充足的運行空間，從而有助于開采礦井巷道。相比較于傳統的礦井巷道開鑿裝置，開鑿過程中的掘進機在全部環節中較為安全，能夠在維持礦井地質構造的條件下進行開鑿，以及能夠很大程度地提升運行效率。掘進機都是根據一定的指標開鑿巷道，為此，整體巷道具備較高的質量，能夠顯著地提升操作工人的人身安全性。然而，掘進機的成本比較大，也具備較為復雜的內部結構，在運行過程中會存在比較大的機器損耗現象。鑒于此，為了有效地體現掘進機的功能，應在運行中實時地發現故障、處理問題、且進行相應的維護工作。

3 煤礦掘進機常見故障分析

3.1掘進機電氣系統常見故障原因分析

伴隨著電氣系統技術的不斷發展，煤礦掘進機電氣系統也進行了優化升級改造。電氣系統中一些部件都采用了先進的集中控制和保護系統，不僅簡化了掘進設備電氣系統構造而且還降低了系統的故障率。現階段煤礦掘進機的電氣系統主要采用可編程控制器PLC來集中控制掘進機各部件的啟、停功能，并對回路的過載、過流及短路情況進行保護。因此掘進機的常見電氣故障主要集中在PLC控制部分。

3.1.1 PLC輸出存在故障。掘進機運行過程中，經常會發生PLC控制系統無輸出狀況。產生這一故障的原因有很多種，比如控制按鈕失靈、綜合保護器輸出不正常、自保節點發生故障及相關線路虛接等等都會影響PLC的正常輸出。當這些故障發生時，相應的顯不燈也會發生異常，所以相關操作人員可以根據顯T燈的狀態來判斷PLC的輸出情況。如果顯T燈亮則代表PLC輸出正常，當顯T燈熄滅或者發生閃爍則表}T" PLC輸入異常。這時檢修人員可以根據顯不的故障碼來分析電氣系統故障原因，并采取相應的處理措施，對出現故障的掘進進行分析，并將故障原因進行歸納，檢查掘進機損壞的零部件，并及時進行更換，但在更換零部件前一定要先將電機斷電后再進行操作，完成后再重新啟動PLC檢查輸入情況是否恢復正常。

3.1.2接觸器與繼電器線圈無法導通。在掘進機系統中導致接觸器與繼電器線圈無法導通的誘因涉及多個方面：一是，接觸線圈在使用過程中被燒毀或是長時間使用接觸點發生故障。二是，在接通電源過程中山于瞬間電壓過高繼電器被擊穿等。通常情況下我們主要采用萬能表來檢測以上故障問題，如果檢測電路有電流的話，則說明繼電器與接觸器線圈正常，如果檢測不到電壓的話，則說明出現故障。處理利用萬能表檢測以外，還可以通過查看PLC輸出端的信號燈狀態來判斷故障。對于出現故障的零部件要及時更換，以確保掘進機的正常運行。

3.2掘進機內部構件常見故障分析

掘進機除了電氣系統經常發生故障以外，其內部的機械構件也極易出現故障。比如一些常用零部件的損壞及掘進機內部機構中的減速器、軸承器等等，這些部件發生故障后，掘進機運行過程中會發出異響，嚴重的話截割頭將無法工作，影響掘進效率。對于掘進機零部件的異響問題，工作人員應加強重視，要定期對零部件進行檢修保養，對于有問題的零部件要及時更換。如果掘進機截割機發生故障無法運轉時，可以通過歐姆表檢測下絕緣電阻阻值大小，如果檢測電阻為負值則表不掘進機電機損壞，如果電阻為正則表不電機本身沒有損壞。此外，還可以通過啟動截割電機觀察電機保護開關是否自動斷開，如果斷開的話說明電機本身出現故障，就需要及時更換截割電機，來保證掘進機的正常運行。

3.3掘進機液壓系統常見故障分析

山于煤礦井下開采工作環境十分惡劣，掘進機長期在惡劣的環境下，進行高負荷，高沖擊強度下工作，掘進機的液壓系統極易發生故障。掘進機的液壓系統主要山動力部分、執行部分、輔助部分、控制部分及液壓油等部分構成。其常見故障主要發生在以下兒個方面：

3.3.1液壓系統油溫過高。液壓油的標準工作溫度最大應不超過600C，油溫過高的話會導致掘進機油缸停比運行或者運行變緩，并且還會加速密封裝置的老化程度，降低密封性，最終影響掘進機液壓系統的正常運行。

導致液壓油溫度過高的主要原因是液壓系統設計的不合理;其次是操作不夠規范。基于此，在進行設備檢修過程中應確保系統中的液壓油有足夠的冷卻條件，同時要保證液壓設備的清潔度，應消除管道上的一些污垢，提高散熱效率。

3.3.2液壓系統油液中存在雜質。液壓系統中各個元件都具有最佳的配合表面，精密度較高，各元件間的間隙很小，并且各種元件中還有很多阻尼孔及縫隙式控制閥。因此當油液中產生雜質的話將會封堵在閥體和閥芯之間，導致元件配合表面產生劃痕，影響液壓系統的精密度，甚至還會卡住閥芯導致元件動作失靈。隨著雜質的增多，過濾器也會堵塞，吸油的阻力增大致使油泵停比工作。

4 煤礦掘進機故障的處理方法

4.1供水系統故障的處理方法

根據供水系統的故障因素，探究處理方法，像是針對泵柱塞不嚴的問題，應用新柱塞或者是重新密封;實現軸瓦間隙的減小，實時地更新齒輪，能夠防止齒輪摩擦受損和碰撞的情況;對油量合理控制，能夠避免泵曲軸箱油阻太高;實現泵站壓力的穩定和開關閥的固定，實時地控制進水量、清潔噴嘴過濾器、修復溢流閥。

4.2液壓系統故障的處理方法

針對液壓系統的故障，先應明確故障因素，這樣才可以有效地處理故障。下面是液壓系統故障的處理方法：一是實現液壓系統先導油路壓力的適度提高，防止液壓系統的不動作或油路慢;二是科學地拆卸解體油泵或更換液壓系統，結合損壞的內部零件，實時地加以更換，從而處理液壓系統降低壓力和油泵內泄太大的問題;三是定期更換不適宜的溢流閥或清理溢流閥的閥芯，從而處理好溢流閥內泄的問題;四是實時地更換壞掉的油管，對油溫進行控制，以使吸油管路障礙減小。

5 結束語

掘進機作為煤礦生產中主要機械設備，其運行的順利與否直接關乎著煤礦的開采效率。所以在實踐生產過程中，一定要加強對掘進機的電氣控制系統、內部元件及液壓系統等經常發生故障的部分檢修與維護，通過對掘進機常見故障的分析及處理措施，進一步構建和完善掘進機故障診斷專家系統，通過借助于專家系統有效降低故障率，提高掘進機工作效率。

（作者單位：神東煤炭集團寸草塔煤礦）