關(guān)于煤礦井下掘進設(shè)備故障分析與精益化檢修研究

馮志科

【摘 ?要】隨著煤礦生產(chǎn)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(yīng)用，但在生產(chǎn)過程中經(jīng)常發(fā)生故障，而影響煤礦的生產(chǎn)效率。基于此，針對礦井掘進機在實踐應(yīng)用中常見的一些電氣故障、內(nèi)部元件及液壓系統(tǒng)故障進行總結(jié)分析，并針對故障原因提出了相關(guān)的解決措施。此外，通過對掘進機故障的深入研究，還構(gòu)建了掘進機故障診斷專家系統(tǒng)，根據(jù)系統(tǒng)采集到的掘進機相關(guān)信息數(shù)據(jù)，系統(tǒng)會自動分析掘進的運行狀態(tài)，診斷其故障原因。

【關(guān)鍵詞】煤礦;掘進設(shè)備;故障

1 前言

近年來，國內(nèi)煤炭行業(yè)的發(fā)展迅速，煤礦掘進工作要求大規(guī)模的機械化產(chǎn)品，煤礦掘進工作中逐步普遍地應(yīng)用大型的掘進機裝置，這實現(xiàn)了煤礦生產(chǎn)效率與生產(chǎn)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(tǒng)和電氣系統(tǒng)，這兩個組成部分發(fā)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(guān)鍵。

2 煤礦掘進機的運行原理

在開采煤礦中，結(jié)合生產(chǎn)的要求，需要應(yīng)用掘進機械裝置——掘進機。掘進機的關(guān)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?qū)崿F(xiàn)各種隧道的開采要求，這兩種掘進機的組成部分是裝運結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)載機、運行結(jié)構(gòu)、行走結(jié)構(gòu)等。掘進機結(jié)合行走結(jié)構(gòu)往前推進，巷道的開挖結(jié)合運行結(jié)構(gòu)，要確保挖出的巷道跟之前設(shè)計的口徑尺寸相符合，在運行中持續(xù)破碎巖石，且結(jié)合裝運結(jié)構(gòu)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(tǒng)的礦井巷道開鑿裝置，開鑿過程中的掘進機在全部環(huán)節(jié)中較為安全，能夠在維持礦井地質(zhì)構(gòu)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(jù)一定的指標開鑿巷道，為此，整體巷道具備較高的質(zhì)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(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在運行過程中會存在比較大的機器損耗現(xiàn)象。鑒于此，為了有效地體現(xiàn)掘進機的功能，應(yīng)在運行中實時地發(fā)現(xiàn)故障、處理問題、且進行相應(yīng)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(tǒng)常見故障原因分析

伴隨著電氣系統(tǒng)技術(shù)的不斷發(fā)展，煤礦掘進機電氣系統(tǒng)也進行了優(yōu)化升級改造。電氣系統(tǒng)中一些部件都采用了先進的集中控制和保護系統(tǒng)，不僅簡化了掘進設(shè)備電氣系統(tǒng)構(gòu)造而且還降低了系統(tǒng)的故障率。現(xiàn)階段煤礦掘進機的電氣系統(tǒng)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(jīng)常會發(fā)生PLC控制系統(tǒng)無輸出狀況。產(chǎn)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(jié)點發(fā)生故障及相關(guān)線路虛接等等都會影響PLC的正常輸出。當(dāng)這些故障發(fā)生時，相應(yīng)的顯不燈也會發(fā)生異常，所以相關(guān)操作人員可以根據(jù)顯T燈的狀態(tài)來判斷PLC的輸出情況。如果顯T燈亮則代表PLC輸出正常，當(dāng)顯T燈熄滅或者發(fā)生閃爍則表}T" PLC輸入異常。這時檢修人員可以根據(jù)顯不的故障碼來分析電氣系統(tǒng)故障原因，并采取相應(yīng)的處理措施，對出現(xiàn)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(fù)正常。

3.1.2接觸器與繼電器線圈無法導(dǎo)通。在掘進機系統(tǒng)中導(dǎo)致接觸器與繼電器線圈無法導(dǎo)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(fā)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(xiàn)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(tài)來判斷故障。對于出現(xiàn)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(nèi)部構(gòu)件常見故障分析

掘進機除了電氣系統(tǒng)經(jīng)常發(fā)生故障以外，其內(nèi)部的機械構(gòu)件也極易出現(xiàn)故障。比如一些常用零部件的損壞及掘進機內(nèi)部機構(gòu)中的減速器、軸承器等等，這些部件發(fā)生故障后，掘進機運行過程中會發(fā)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(yīng)加強重視，要定期對零部件進行檢修保養(yǎng)，對于有問題的零部件要及時更換。如果掘進機截割機發(fā)生故障無法運轉(zhuǎn)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(guān)是否自動斷開，如果斷開的話說明電機本身出現(xiàn)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(tǒng)常見故障分析

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

3.3.1液壓系統(tǒng)油溫過高。液壓油的標準工作溫度最大應(yīng)不超過600C，油溫過高的話會導(dǎo)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(tǒng)的正常運行。

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

3.3.2液壓系統(tǒng)油液中存在雜質(zhì)。液壓系統(tǒng)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(dāng)油液中產(chǎn)生雜質(zhì)的話將會封堵在閥體和閥芯之間，導(dǎo)致元件配合表面產(chǎn)生劃痕，影響液壓系統(tǒng)的精密度，甚至還會卡住閥芯導(dǎo)致元件動作失靈。隨著雜質(zhì)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(tǒng)故障的處理方法

根據(jù)供水系統(tǒng)的故障因素，探究處理方法，像是針對泵柱塞不嚴的問題，應(yīng)用新柱塞或者是重新密封;實現(xiàn)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(xiàn)泵站壓力的穩(wěn)定和開關(guān)閥的固定，實時地控制進水量、清潔噴嘴過濾器、修復(fù)溢流閥。

4.2液壓系統(tǒng)故障的處理方法

針對液壓系統(tǒng)的故障，先應(yīng)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(tǒng)故障的處理方法：一是實現(xiàn)液壓系統(tǒng)先導(dǎo)油路壓力的適度提高，防止液壓系統(tǒng)的不動作或油路慢;二是科學(xué)地拆卸解體油泵或更換液壓系統(tǒng)，結(jié)合損壞的內(nèi)部零件，實時地加以更換，從而處理液壓系統(tǒng)降低壓力和油泵內(nèi)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(nèi)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(jié)束語

掘進機作為煤礦生產(chǎn)中主要機械設(shè)備，其運行的順利與否直接關(guān)乎著煤礦的開采效率。所以在實踐生產(chǎn)過程中，一定要加強對掘進機的電氣控制系統(tǒng)、內(nèi)部元件及液壓系統(tǒng)等經(jīng)常發(fā)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(gòu)建和完善掘進機故障診斷專家系統(tǒng)，通過借助于專家系統(tǒng)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）