煤礦掘進機本安操作箱應用分析

周駿騰

（晉能控股煤業集團王村煤業公司，山西 大同 037001）

引言

煤礦掘進機在井下工作時，由于生產環境的復雜和多變，會使本安操作箱產生不同的故障，導致掘進機無法繼續高效運轉。本文重點分析了本安操作箱的使用方法及工作原理，研究了電氣常見故障，梳理了導致故障的因素，制定了相關預防措施，對企業生產效益以及掘進機設備高速平穩運轉具有重要意義。

1 本安操作箱概述

本安操作箱是煤礦掘進機的電氣系統中最重要的部分之一。本文重點研究了CXH-12（A）型操作箱，選用太原煤礦院為研究基地，全稱是安全型礦用本質操作箱。煤礦掘進機的電氣系統包括：驅動掘進機的不同工作機構，電氣控制箱型號是KXJ-280/1140（660）E 和隔爆礦用電鈴以及聲光信號器，這三個都屬于隔爆兼本質安全型；礦用隔爆型急停按鈕和LED 燈；操作箱饋電開關（同前級）；還有車載式礦用甲烷斷電儀。

操作箱的特點是：安全可靠且操作靈活，體積很小等。操作箱和開關箱相互通信的方式是靠RS485完成實時數據傳輸的過程。整機故障和狀態信息的提示，靠開關箱和操作箱的顯示屏及液晶屏的相互配合，完成顯示。

2 本安操作箱的結構特征和相關技術參數

2.1 操作箱結構特征

操作箱的外觀圖，如圖1 所示。

圖1 操作箱外觀圖

操作箱的電氣設備類型是安全的木質類型，不銹鋼的外殼，具備IP54的防護類別。箱體最前面是蓋板，箱體依靠螺栓進行加固。液晶顯示屏和前置有機玻璃板被安裝在箱體正面，尺寸是5.7 英寸，“Exib I”的字樣刻在蓋板上，配置文字提示的急停按鈕和開關按鈕。密封膠墊被安裝在蓋板連接處，接合處用密封膠進行涂抹，可以保護電路模塊，避免了進水和粉塵的損壞。側面箱體都標設了產品的銘牌，正面的固定座個數是四個。

操作箱一定要進行緊固放松動的安裝，因為內置了電路模塊，即單片機進行采集處理的部分。兩個用于電纜進出的航空插座位于操作箱的最下方。

2.2 技術參數

3 工作原理和實現的功能

3.1 工作原理

操作箱面板圖，如下頁圖2 所示。單片機位于操作箱的處理采集數據模塊中，可以旋轉面板的開關對操作箱實時檢測，控制器對操作箱可以進行不同指令的操作，接收到RS485 發送的通信信號到達電控箱內部。操作箱受到控制器發送的內容有：參數顯示和故障信息以及掘進機每個啟停電機的實時狀態，液晶屏顯示最終單片機處理和接收的內容。

圖2 操作箱面板圖

3.2 開關功能

1）急停開關：可以對電機進行緊急停止通常是常閉狀態。重啟單片機和主控制器要靠復位開關來實現，但無法對其他控制器進行復位。一旦信號傳送到主控制器，將立刻停止一切輸出。

2）截低、截高旋鈕：可以控制回路，選擇截割低速或者高速模式。按鈕中位時說明回路僅存在截割電機。查看采集的數字量和模擬量的參數要靠控制器的翻頁開關。翻頁開關首次按動，查看的是模擬量；松開翻頁開關后再次撥動時，查看的是數字量狀態。

3）具備遙控功能的掘進機，按動“遙控操作”即可選擇開關所處位置，實現掘進機的遙控操作。發射機還可以遙控油泵電機的啟動工作，以及轉載和截割電機的啟動工作，掘進機自動屏蔽本機操作[3]。

4 井下的檢修、維護和安裝

4.1 檢查安裝工作

1）井下使用操作箱要避免淋水，做好防水工作。

2）干燥劑要放在電機和開關箱的內部電氣設備，可以更好的工作在潮濕的工作面。

3）要提前在地面全部操作一遍，再下井拆解。

4）井下進行搬運和裝卸時，一定輕拿輕放，要做好電氣設備和電纜的插頭及接頭的保護措施，嚴禁翻滾，盡量減輕振動。

5）為了使用可靠的電氣元件，掘進機要內設操作箱在減振器的位置。

圖3和圖4分別為電池的放電和充電效率圖，由圖可知蓄電池具有良好的充放電特性。圖5為電動機工作效率圖，可以看出電動機主要工作在高功率范圍內。

6）先仔細查看各個連接點是否牢固，再進行井下安裝；查看運輸時有無造成電氣元件的損壞。使用的所以設備必須配有出廠證明，及時處理所有發現的問題。

4.2 井下維護

1）徹底檢查出現F 井5-7 d 新機器的箱體接線。

2）檢修電氣系統的時間間隔是10 d。及時處理出現損傷的隔爆面和松動的螺栓及線頭部位。試運轉對應的所以操作項目，找出異常部位。

3）對銹斑和煤塵以及污垢部位采取定期清，將防銹油脂涂抹在磁路系統的隔爆面和接觸面。

4）查看箱體外殼完整性的周期性工作，要采取日常檢查。

5）輕輕用潔凈的軟布將有污物的操作箱表層進行擦拭。擦拭時的布料不能過硬，使用的溶劑液體禁止帶腐蝕性，才可以避免損壞或劃傷箱體表面。

4.3 井下檢修

1）操作箱的修理和打開工作，僅限工作人員或培訓人員。

2）檢修停電的掘進機，也要將前級饋電的開關進行切斷，防止進線端的斷路器有電，一定不可帶電操作。

3）對操作箱進行斷電后，清理蓋子與門上的粉塵和煤塵，才可以打開門。

4）元器件的所有參數和型號，都不可在檢修電路的過程，被無故更改。

5 掘進機本安操作箱常見故障與解決方法

表1 是本安操作箱常見的故障現象，原因及解決方法表。

表1 掘進機本安操作箱主要故障與解決方法

6 結語

煤礦掘進機決定使用效率高低的核心部位是具備合格的本安操作箱。本文重點分析了使用本安操作箱的方法，并詳細研究了工作原理，經過實地考察，記錄了本安操作箱最常出現的電氣故障，并依據不同的故障制定了配套的維修措施。最后提出，生產煤礦的企業需要重點檢查故障發生率，維護好操作箱的電氣元件，對故障問題，有關部門和人員必須預先制定操作箱的診斷方案，詳細設備常發的故障點，說明導致因素，給出解決辦法。技術人員要加強綜合素質并增進實操能力，采取解決設備的故障問題，保證設備及時生產并正常運行。