礦用掘進(jìn)機(jī)故障及預(yù)防檢修分析

劉 超

（山西焦煤霍州煤電集團(tuán)晉北煤業(yè)公司，山西 忻州 035100）

1 1031 巷道掘進(jìn)概況

山西焦煤霍州煤電集團(tuán)晉北煤業(yè)公司1031 巷位于井田一采區(qū)，東北部與一采區(qū)回風(fēng)、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(qū)相鄰；西北部以采區(qū)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(shè)計(jì)長(zhǎng)度為1 800 m，巷道掘進(jìn)煤層為5 上號(hào)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(jī)械化掘進(jìn)工藝，采用EBZ260 型掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)。

截止2019 年9 月24 日巷道已掘進(jìn)600 m，巷道在掘進(jìn)前期由于施工人員對(duì)掘進(jìn)機(jī)結(jié)構(gòu)不了解，掘進(jìn)機(jī)使用不當(dāng)?shù)龋瑢?dǎo)致掘進(jìn)機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)故障；根據(jù)機(jī)電科統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，1031 巷掘進(jìn)前期掘進(jìn)機(jī)共計(jì)發(fā)生7 次故障，維修成本費(fèi)用達(dá)71 萬元，嚴(yán)重制約著巷道安全高效掘進(jìn)。

2 EBZ260 型掘進(jìn)機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

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

2）通常掘進(jìn)機(jī)液壓缸的伸縮距離為0.5～0.8 m，同時(shí)安裝內(nèi)外噴霧系統(tǒng)；由于懸臂式掘進(jìn)機(jī)鏟板部與地面傾角較大，因此在坡度較大巷道具有較強(qiáng)的爬坡力。

3）第一輸送機(jī)與鏟板部進(jìn)行對(duì)接后能夠快速對(duì)工作面的煤塊進(jìn)行運(yùn)輸，而且維修簡(jiǎn)單，運(yùn)載力強(qiáng)；本體、后支承部采用焊接的形式進(jìn)行連接，穩(wěn)定性好不易開裂；液壓系統(tǒng)安裝各類保護(hù)裝置，液壓系統(tǒng)輸出壓力比較平穩(wěn)；電氣系統(tǒng)安裝各類綜合保護(hù)裝置，工作人員能夠通過保護(hù)裝置觀察設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。

3 巷道掘進(jìn)前期掘進(jìn)機(jī)常見故障及預(yù)防措施

3.1 液壓故障分析

1）由于1031 巷內(nèi)工作環(huán)境比較惡劣，掘進(jìn)機(jī)常常處于高負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，導(dǎo)致掘進(jìn)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)異常。同時(shí)井下工作面采用換人不換機(jī)，每天掘進(jìn)機(jī)的工作時(shí)間為17 h，再加上掘進(jìn)巷道通風(fēng)性差，環(huán)境潮濕，從而導(dǎo)致掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)溫度異常，油缸壓力不穩(wěn)定。導(dǎo)致液壓系統(tǒng)內(nèi)部的元器件老化，影響液壓系統(tǒng)壽命。掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)溫度升高與設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間使用及設(shè)計(jì)不合理有關(guān)。

2）技術(shù)人員為了解決以上問題，通過減少生產(chǎn)班時(shí)間，增加檢修時(shí)間確保液壓系統(tǒng)工作穩(wěn)定，同時(shí)安排檢修班人員定期更換冷卻液及受損元件。由于掘進(jìn)工作面粉塵較大，粉塵也會(huì)間接進(jìn)入液壓系統(tǒng)，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(jìn)機(jī)輔助元件出現(xiàn)溢流閥壓力異常時(shí)。就會(huì)出現(xiàn)換向閥失靈，間接導(dǎo)致掘進(jìn)機(jī)不能正常前進(jìn)。因此在生產(chǎn)時(shí)如出現(xiàn)掘進(jìn)機(jī)行走異常時(shí)要及時(shí)對(duì)溢流閥進(jìn)行檢查，同時(shí)安排檢修人員定期更換溢流閥和密封圈。

3.3 掘進(jìn)機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)故障分析

1）1031 巷掘進(jìn)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)常常出現(xiàn)碰撞、受潮、開裂、腐蝕等情況，內(nèi)部元器件也會(huì)受損，如軸承斷裂、齒輪磨損嚴(yán)重及供電線路漏電。當(dāng)掘進(jìn)機(jī)出現(xiàn)故障后，掘進(jìn)機(jī)通常表現(xiàn)為操作靈敏度下降、行走部前進(jìn)困難、掘進(jìn)機(jī)聲音異常，導(dǎo)致掘進(jìn)機(jī)壽命下降。

2）要定期對(duì)內(nèi)部構(gòu)造進(jìn)行檢查，對(duì)損壞的元器件要及時(shí)停機(jī)進(jìn)行更換。保護(hù)裝置出現(xiàn)漏電時(shí)要及時(shí)對(duì)線路進(jìn)行檢查，通?？梢圆捎脷W姆表對(duì)電機(jī)的絕緣性進(jìn)行檢查，當(dāng)絕緣阻值較大時(shí)表示電機(jī)未損壞，當(dāng)絕緣阻值為0 表示電機(jī)已損壞，需及時(shí)更換。

3.4 電氣系統(tǒng)故障分析

1）PLC 控制系統(tǒng)故障。掘進(jìn)機(jī)所有的指令全部是通過PLC 進(jìn)行收集、分析、處理、傳遞，一旦PLC出現(xiàn)故障將會(huì)導(dǎo)致整個(gè)掘進(jìn)機(jī)癱瘓。通?？刂葡到y(tǒng)出現(xiàn)故障表現(xiàn)為按鍵靈敏度下降、保護(hù)裝置報(bào)警、執(zhí)行元件響應(yīng)慢[3-4]等，通常這些故障出現(xiàn)后都會(huì)在液晶顯示屏上報(bào)警，檢修人員可以根據(jù)顯示屏上顯示的故障類型進(jìn)行專項(xiàng)檢查。操作人員在開機(jī)之前首先要對(duì)顯示屏上的指示燈進(jìn)行觀察，確?？刂葡到y(tǒng)無異常方可開機(jī)，如控制系統(tǒng)顯示屏報(bào)警燈亮或閃爍時(shí)說明此時(shí)控制系統(tǒng)有異常，需檢修人員排除故障后觀察PLC 控制系統(tǒng)無異常后方可開機(jī)。

2）線圈故障。掘進(jìn)機(jī)供電系統(tǒng)常常會(huì)出現(xiàn)繼點(diǎn)器或接觸器線圈導(dǎo)通故障，通常表現(xiàn)為線圈或接觸點(diǎn)燒損。掘進(jìn)機(jī)供電系統(tǒng)電壓異常也會(huì)由于瞬間電壓過高導(dǎo)致繼電器燒損，檢修人員可以采用萬用表來檢測(cè)以上故障，如萬用表檢測(cè)電流有數(shù)值說明線圈能夠繼續(xù)使用，如數(shù)值為零需更換線圈[5]。

4 掘進(jìn)機(jī)檢修維護(hù)注意事項(xiàng)

1）檢修人員需增加掘進(jìn)機(jī)的日常檢修時(shí)間，安排專業(yè)的技術(shù)人員對(duì)掘進(jìn)機(jī)檢修人員進(jìn)行培訓(xùn)，同時(shí)告知操作人員掘進(jìn)機(jī)的工作原理及注意事項(xiàng)，便于操作人員能夠?qū)蜻M(jìn)機(jī)的日常簡(jiǎn)單故障及時(shí)處理。

2）掘進(jìn)機(jī)在檢修前需將上級(jí)電源切斷，如設(shè)備溫度較高時(shí)嚴(yán)禁將蓋板打開，蓋板打開檢修完畢后要及時(shí)將蓋板關(guān)閉。

3）每班的操作人員在開機(jī)前要對(duì)掘進(jìn)機(jī)各部件的螺栓緊固情況進(jìn)行檢查，掘進(jìn)機(jī)通電后要對(duì)顯示器上的數(shù)據(jù)進(jìn)行觀察，同時(shí)檢修班要對(duì)每臺(tái)掘進(jìn)機(jī)建立單獨(dú)的檢修臺(tái)賬，方便后期掘進(jìn)機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)能夠及時(shí)了解掘進(jìn)機(jī)的檢修情況。

4）對(duì)掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)進(jìn)行檢修時(shí)，要做好防護(hù)措施防止頂板淋水混入液壓系統(tǒng)中，同時(shí)要定期對(duì)液壓油進(jìn)行更換。

5）掘進(jìn)機(jī)在生產(chǎn)時(shí)要定期觀察液壓系統(tǒng)的壓力值，壓力值在設(shè)定范圍內(nèi)才能保證掘進(jìn)機(jī)各個(gè)執(zhí)行指令靈敏可靠。當(dāng)液壓系統(tǒng)壓力值下降時(shí)要安排專業(yè)的檢修人員對(duì)壓力值進(jìn)行調(diào)校。

6）檢修人員要定期對(duì)掘進(jìn)機(jī)的重要部件進(jìn)行檢查，如履帶、保護(hù)裝置、刮板、鏈條、齒輪、軸承，一旦發(fā)現(xiàn)異常要及時(shí)更換。

7）嚴(yán)禁掘進(jìn)機(jī)在超負(fù)荷的狀態(tài)下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，因此技術(shù)人員對(duì)工作面巖石堅(jiān)硬程度進(jìn)行檢查，根據(jù)巖石的不同硬度選擇合理的切割方式。

8）掘進(jìn)機(jī)供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)要及時(shí)停機(jī)，并安排專業(yè)的檢修人員進(jìn)行檢查，電氣設(shè)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(yù)防效果

截止2020 年2 月5 日1031 巷已掘進(jìn)到位，通過對(duì)巷道EBZ260 型掘進(jìn)機(jī)采取故障預(yù)防處理措施后，巷道在后期掘進(jìn)期間掘進(jìn)機(jī)故障率由原來的18%降低至4%以下，后期掘進(jìn)機(jī)維修成本費(fèi)用降低了42 萬元，保證了1031 巷安全快速掘進(jìn)，取得了顯著經(jīng)濟(jì)、安全效益。