羊場(chǎng)灣煤礦進(jìn)口和國(guó)產(chǎn)大采高綜采工作面主要設(shè)備的故障分析及改進(jìn)建議

馮耀東

（神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，寧夏自治區(qū)銀川市，750011）

羊場(chǎng)灣煤礦是神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司一座生產(chǎn)能力達(dá)千萬(wàn)噸級(jí)的特大型礦井，礦井地質(zhì)條件較好。煤層最大厚度7.02m，最小厚度5.70 m，設(shè)計(jì)開(kāi)采高度為5.6m，工作面平均傾角11°。礦井同時(shí)布置兩個(gè)大采高綜采工作面，其中一個(gè)采用國(guó)產(chǎn)設(shè)備，另一個(gè)采用除國(guó)產(chǎn)液壓支架外的進(jìn)口設(shè)備（以下簡(jiǎn)稱進(jìn)口設(shè)備）。兩個(gè)工作面采煤條件近似，但國(guó)產(chǎn)設(shè)備在生產(chǎn)運(yùn)行中的故障率相對(duì)進(jìn)口設(shè)備的故障率偏高。為了不斷改進(jìn)國(guó)產(chǎn)設(shè)備的性能，減少設(shè)備故障停機(jī)，提高生產(chǎn)效率，進(jìn)行了為期4個(gè)月的設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行狀況跟蹤調(diào)查和對(duì)比分析，采取了相應(yīng)的改進(jìn)措施，取得了較好的效果，這些研究有益于提高國(guó)產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行可靠性。

1 工作面設(shè)備配置情況

國(guó)產(chǎn)設(shè)備工作面配置情況見(jiàn)表1，進(jìn)口設(shè)備工作面配置情況見(jiàn)表2。

表1 國(guó)產(chǎn)設(shè)備工作面主要配置

表2 進(jìn)口設(shè)備工作面主要配置

2 主要設(shè)備故障影響時(shí)間統(tǒng)計(jì)及原因分析

2.1 主要設(shè)備故障影響時(shí)間統(tǒng)計(jì)

從2011年3－6月份，分別對(duì)進(jìn)口設(shè)備工作面和國(guó)產(chǎn)設(shè)備工作面的主要設(shè)備故障時(shí)間進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，累計(jì)統(tǒng)計(jì)122d，每天的生產(chǎn)時(shí)間為18h，生產(chǎn)作業(yè)總時(shí)間為131760m in，故障影響生產(chǎn)時(shí)間統(tǒng)計(jì)分析見(jiàn)表3。

表3 故障影響時(shí)間及故障率統(tǒng)計(jì)

2.2 主要設(shè)備故障類(lèi)型分析

2.2.1 采煤機(jī)故障類(lèi)型分析

進(jìn)口采煤機(jī)故障影響時(shí)間占生產(chǎn)總時(shí)間的0.98%，主要故障類(lèi)型為：液壓系統(tǒng)密封老化，管路磨損或受擠壓損傷后爆裂，調(diào)高油缸及液壓雙向鎖受擠壓損傷，電纜及鏈夾損傷等。

國(guó)產(chǎn)采煤機(jī)故障影響時(shí)間占生產(chǎn)總時(shí)間的2.22%，故障類(lèi)型與進(jìn)口采煤機(jī)類(lèi)似，只是國(guó)產(chǎn)采煤機(jī)零部件制造質(zhì)量低于進(jìn)口產(chǎn)品，其同類(lèi)故障頻次遠(yuǎn)高于進(jìn)口產(chǎn)品，為進(jìn)口采煤機(jī)故障時(shí)間的2.28倍。

2.2.2 刮板輸送機(jī)故障類(lèi)型分析

進(jìn)口刮板輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)的故障影響時(shí)間占生產(chǎn)總時(shí)間的2.79%，主要故障類(lèi)型為刮板輸送機(jī)的刮板出現(xiàn)不同程度的裂紋，強(qiáng)度降低的刮板多次出現(xiàn)斷裂，斷裂后的刮板被拉進(jìn)機(jī)頭后因卡阻而導(dǎo)致斷鏈，鏈輪軸組件密封和軸承損壞。

國(guó)產(chǎn)刮板輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)故障影響時(shí)間占生產(chǎn)總時(shí)間的3.94%，主要故障類(lèi)型為國(guó)產(chǎn)刮板輸送機(jī)配套的德國(guó)福伊特閥控調(diào)速型液力偶合器的故障，影響正常生產(chǎn)。其他故障類(lèi)型與進(jìn)口刮板輸送機(jī)相同，只是頻次較高，為進(jìn)口刮板輸送機(jī)故障時(shí)間的1.41倍。

3 故障原因及改進(jìn)建議

3.1 采煤機(jī)的故障原因及改進(jìn)建議

（1）電纜夾損壞。目前采煤工作面布置較長(zhǎng)，采煤機(jī)功率增大，采煤機(jī)電纜從結(jié)構(gòu)到截面都發(fā)生了很大變化，而電纜夾的制造標(biāo)準(zhǔn)并未相應(yīng)提高，多數(shù)選用“O”型電纜夾，雖輔助配置了張力保護(hù)銷(xiāo)或張力檢測(cè)器等，但使用效果較差，頻繁出現(xiàn)電纜夾鏈節(jié)斷裂故障，存在水管與電纜在夾帶中竄動(dòng)和磨損問(wèn)題。建議采煤機(jī)電纜夾選用中間帶有隔板、內(nèi)外面設(shè)有防滑槽的加強(qiáng)“O”型電纜夾，同時(shí)改進(jìn)采煤機(jī)拖纜裝置，確保電纜夾不得擺動(dòng)或翻轉(zhuǎn)。

（2）采煤機(jī)調(diào)高油缸、管路和液壓鎖防護(hù)差、膠管和液壓鎖易磨損、爆管管路。建議在采煤機(jī)調(diào)高油缸活塞桿部位加裝具有一定強(qiáng)度并能在油缸外滑動(dòng)的半開(kāi)式護(hù)管，以保護(hù)調(diào)高油缸活塞桿；將雙向鎖安裝位置調(diào)整至采煤機(jī)機(jī)身上，在調(diào)高油缸管接頭前焊接防護(hù)塊；用厚壁無(wú)縫鋼管替代部分膠管，盡可能縮短膠管長(zhǎng)度；膠管選用D N系列，承壓40MP a以上的高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)膠管總成（包括管接頭、膠管及接頭、密封、U形銷(xiāo)）。

（3）因液壓系統(tǒng)油溫較高引發(fā)內(nèi)漏或密封老化，閥組、液壓鎖卡阻、泄漏及密封等故障多。主要原因一是液壓系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間工作在泄壓循環(huán)狀態(tài)，高油溫造成密封老化，易引起系統(tǒng)內(nèi)漏；二是液壓系統(tǒng)受到污染后，造成閥組、液壓鎖閥芯卡阻或閥芯不能復(fù)位而引起泄漏；三是閥組和液壓鎖設(shè)計(jì)、加工、配套質(zhì)量因素造成故障多。建議在液壓系統(tǒng)中統(tǒng)一增配外置板式冷卻器，降低系統(tǒng)溫升；開(kāi)發(fā)采煤機(jī)專用密封件等，選擇進(jìn)口元件，如泵及閥組、液壓鎖、濾芯、密封等，提升液壓系統(tǒng)的可靠性。

（4）制動(dòng)閘易發(fā)熱、磨損。主要原因一是制動(dòng)閘響應(yīng)靈敏性差，二是壓力傳感系統(tǒng)不能及時(shí)、準(zhǔn)確的保護(hù)，三是工作面傾角變化與采煤機(jī)調(diào)速系統(tǒng)不能合理匹配。建議使每個(gè)制動(dòng)器的制動(dòng)力矩必須滿足整機(jī)制動(dòng)力的要求，加大液管直徑，減小壓力損失，提高管路耐壓能力，防止爆管等；保證壓力傳感系統(tǒng)靈敏可靠，制動(dòng)壓力低時(shí)能夠及時(shí)停止?fàn)恳?/p>

（5）行走箱開(kāi)式輪系潤(rùn)滑不良，電動(dòng)機(jī)無(wú)外排油孔。建議在行走箱合理位置加裝驅(qū)動(dòng)輪、惰輪和行走輪的稀油點(diǎn)滴潤(rùn)滑裝置；改進(jìn)驅(qū)動(dòng)輪、惰輪及行走輪系和電動(dòng)機(jī)的軸承潤(rùn)滑油道設(shè)計(jì)，增加排油孔或外排管，保證軸承充分潤(rùn)滑，廢油能夠置換，不得進(jìn)入電機(jī)定子繞組。

3.2 刮板輸送機(jī)故障原因及改進(jìn)建議

（1）刮板輸送機(jī)鏈輪軸組件密封或軸承易損壞。主要原因是密封件、軸承自身的質(zhì)量問(wèn)題，其次是加工精度偏低而引發(fā)的元件損壞。建議開(kāi)發(fā)專用密封件或選用進(jìn)口高質(zhì)量專用密封件，同時(shí)提高鏈輪軸組件的加工精度，才可提高使用壽命。

（2）閥控調(diào)速型液力偶合器是刮板輸送機(jī)的主要故障點(diǎn)，故障原因集中為軸承故障，密封件故障，水系統(tǒng)各種閥件的故障和傳感器件、電控系統(tǒng)的故障，近期難以解決。建議裝機(jī)功率在（2～3）×855kW及以下刮板運(yùn)輸機(jī)可選用雙速電機(jī)、雙速軟啟動(dòng)器驅(qū)動(dòng)，盡量不采用閥控調(diào)速型液力偶合器。對(duì)裝機(jī)功率在（2～3）×1000kW及以上單速電機(jī)驅(qū)動(dòng)國(guó)產(chǎn)刮板輸送機(jī)，可考慮配套進(jìn)口變頻電機(jī)及其電控系統(tǒng)或盡快使用電氣軟啟動(dòng)器，逐步替代閥控調(diào)速型液力偶合器。

（3）斷刮板與斷鏈故障。引發(fā)此類(lèi)故障的原因之一是鏈條張緊力達(dá)不到合理值。建議選配大扭矩液壓緊鏈馬達(dá)，并能實(shí)時(shí)檢查鏈條張力，確保刮板鏈合理的張緊力，減少刮板損壞及斷鏈?zhǔn)鹿省?/p>