礦用掘進機故障及預防檢修分析

劉 超

（山西焦煤霍州煤電集團晉北煤業公司，山西 忻州 035100）

1 1031 巷道掘進概況

山西焦煤霍州煤電集團晉北煤業公司1031 巷位于井田一采區，東北部與一采區回風、皮帶、軌道巷相鄰；東南部與井田邊界相鄰；西南部與原牛泥煤礦2005—2006 年采空區相鄰；西北部以采區邊界為界。

1031 巷為梯形斷面，巷道上寬為3.2 m，下寬為3.7 m，巷道高度為3.5 m，巷道設計長度為1 800 m，巷道掘進煤層為5 上號煤層，煤層厚度為3.3～6.9 m，平均厚度為5.1 m。巷道采用綜合機械化掘進工藝，采用EBZ260 型掘進機掘進。

截止2019 年9 月24 日巷道已掘進600 m，巷道在掘進前期由于施工人員對掘進機結構不了解，掘進機使用不當等，導致掘進機經常出現故障；根據機電科統計發現，1031 巷掘進前期掘進機共計發生7 次故障，維修成本費用達71 萬元，嚴重制約著巷道安全高效掘進。

2 EBZ260 型掘進機結構特點

1）1031 巷采用的是EBZ260 型懸臂式掘進機，該型號掘進機主要由以下部件組成：截割部、本體部、液壓系統、潤滑系統、電氣系統、供水系統、行走部、鏟板部、后支承部、第一輸送機[1-2]。

2）通常掘進機液壓缸的伸縮距離為0.5～0.8 m，同時安裝內外噴霧系統；由于懸臂式掘進機鏟板部與地面傾角較大，因此在坡度較大巷道具有較強的爬坡力。

3）第一輸送機與鏟板部進行對接后能夠快速對工作面的煤塊進行運輸，而且維修簡單，運載力強；本體、后支承部采用焊接的形式進行連接，穩定性好不易開裂；液壓系統安裝各類保護裝置，液壓系統輸出壓力比較平穩；電氣系統安裝各類綜合保護裝置，工作人員能夠通過保護裝置觀察設備的運行狀態。

3 巷道掘進前期掘進機常見故障及預防措施

3.1 液壓故障分析

1）由于1031 巷內工作環境比較惡劣，掘進機常常處于高負荷運行狀態，導致掘進機運轉異常。同時井下工作面采用換人不換機，每天掘進機的工作時間為17 h，再加上掘進巷道通風性差，環境潮濕，從而導致掘進機液壓系統溫度異常，油缸壓力不穩定。導致液壓系統內部的元器件老化，影響液壓系統壽命。掘進機液壓系統溫度升高與設備長時間使用及設計不合理有關。

2）技術人員為了解決以上問題，通過減少生產班時間，增加檢修時間確保液壓系統工作穩定，同時安排檢修班人員定期更換冷卻液及受損元件。由于掘進工作面粉塵較大，粉塵也會間接進入液壓系統，因此檢修人員還需定期更換密封圈與過濾器。

3.2 輔助元件故障分析

掘進機輔助元件出現溢流閥壓力異常時。就會出現換向閥失靈，間接導致掘進機不能正常前進。因此在生產時如出現掘進機行走異常時要及時對溢流閥進行檢查，同時安排檢修人員定期更換溢流閥和密封圈。

3.3 掘進機內部結構故障分析

1）1031 巷掘進機在運轉時常常出現碰撞、受潮、開裂、腐蝕等情況，內部元器件也會受損，如軸承斷裂、齒輪磨損嚴重及供電線路漏電。當掘進機出現故障后，掘進機通常表現為操作靈敏度下降、行走部前進困難、掘進機聲音異常，導致掘進機壽命下降。

2）要定期對內部構造進行檢查，對損壞的元器件要及時停機進行更換。保護裝置出現漏電時要及時對線路進行檢查，通常可以采用歐姆表對電機的絕緣性進行檢查，當絕緣阻值較大時表示電機未損壞，當絕緣阻值為0 表示電機已損壞，需及時更換。

3.4 電氣系統故障分析

1）PLC 控制系統故障。掘進機所有的指令全部是通過PLC 進行收集、分析、處理、傳遞，一旦PLC出現故障將會導致整個掘進機癱瘓。通常控制系統出現故障表現為按鍵靈敏度下降、保護裝置報警、執行元件響應慢[3-4]等，通常這些故障出現后都會在液晶顯示屏上報警，檢修人員可以根據顯示屏上顯示的故障類型進行專項檢查。操作人員在開機之前首先要對顯示屏上的指示燈進行觀察，確保控制系統無異常方可開機，如控制系統顯示屏報警燈亮或閃爍時說明此時控制系統有異常，需檢修人員排除故障后觀察PLC 控制系統無異常后方可開機。

2）線圈故障。掘進機供電系統常常會出現繼點器或接觸器線圈導通故障，通常表現為線圈或接觸點燒損。掘進機供電系統電壓異常也會由于瞬間電壓過高導致繼電器燒損，檢修人員可以采用萬用表來檢測以上故障，如萬用表檢測電流有數值說明線圈能夠繼續使用，如數值為零需更換線圈[5]。

4 掘進機檢修維護注意事項

1）檢修人員需增加掘進機的日常檢修時間，安排專業的技術人員對掘進機檢修人員進行培訓，同時告知操作人員掘進機的工作原理及注意事項，便于操作人員能夠對掘進機的日常簡單故障及時處理。

2）掘進機在檢修前需將上級電源切斷，如設備溫度較高時嚴禁將蓋板打開，蓋板打開檢修完畢后要及時將蓋板關閉。

3）每班的操作人員在開機前要對掘進機各部件的螺栓緊固情況進行檢查，掘進機通電后要對顯示器上的數據進行觀察，同時檢修班要對每臺掘進機建立單獨的檢修臺賬，方便后期掘進機出現故障時能夠及時了解掘進機的檢修情況。

4）對掘進機液壓系統進行檢修時，要做好防護措施防止頂板淋水混入液壓系統中，同時要定期對液壓油進行更換。

5）掘進機在生產時要定期觀察液壓系統的壓力值，壓力值在設定范圍內才能保證掘進機各個執行指令靈敏可靠。當液壓系統壓力值下降時要安排專業的檢修人員對壓力值進行調校。

6）檢修人員要定期對掘進機的重要部件進行檢查，如履帶、保護裝置、刮板、鏈條、齒輪、軸承，一旦發現異常要及時更換。

7）嚴禁掘進機在超負荷的狀態下長時間運行，因此技術人員對工作面巖石堅硬程度進行檢查，根據巖石的不同硬度選擇合理的切割方式。

8）掘進機供電系統出現故障時要及時停機，并安排專業的檢修人員進行檢查，電氣設備在開蓋前要將周圍的灰塵清理干凈后方可打開防爆面。

5 預防效果

截止2020 年2 月5 日1031 巷已掘進到位，通過對巷道EBZ260 型掘進機采取故障預防處理措施后，巷道在后期掘進期間掘進機故障率由原來的18%降低至4%以下，后期掘進機維修成本費用降低了42 萬元，保證了1031 巷安全快速掘進，取得了顯著經濟、安全效益。