礦用刮板輸送機(jī)電機(jī)燒毀原因分析及故障處理

李 靜

（晉能控股裝備制造集團(tuán)大同機(jī)電裝備有限公司中央機(jī)廠，山西 大同 037000）

引言

隨著煤礦機(jī)械化水平的提高，刮板輸送機(jī)被廣泛用于煤礦綜合機(jī)械化工作面中，綜采工作面刮板輸送機(jī)具有運(yùn)輸能力強(qiáng)、自動化水平高、便于操作控制等優(yōu)點(diǎn)，刮板輸送機(jī)減速機(jī)主要由電機(jī)、刮板槽、刮板鏈、齒輪等部分組成，電機(jī)驅(qū)動齒輪轉(zhuǎn)動，從而使刮板帶動煤矸運(yùn)輸；但是在實(shí)際煤礦生產(chǎn)過程中由于刮板輸送機(jī)運(yùn)輸量大、機(jī)頭堆煤現(xiàn)象嚴(yán)重、設(shè)備維護(hù)不到位，導(dǎo)致刮板輸送機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)電機(jī)燒毀現(xiàn)象，嚴(yán)重制約著工作面安全高效回采[1-5]。本文以四老溝礦8101 工作面安裝的SGZ1000 型刮板輸送機(jī)為研究對象，對工作面回采前期刮板輸送機(jī)電機(jī)燒毀原因進(jìn)行合理分析，并提出了相應(yīng)的預(yù)防對策。

1 四老溝礦8101 工作面概述

四老溝礦8101 工作面設(shè)計(jì)走向長度為1 583 m，傾向長度為190 m，工作面回采煤層為石炭系3 號，煤層均為弱玻璃光澤，斷口棱角狀，含黃鐵礦碎片碎塊狀。8101 工作面526 m 處至切巷上覆有1～4 層火成巖侵入體，平均厚度0.6 m。工作面煤層含夾矸0～4 層，平均厚度0.4 m，煤厚8.07～14.33 m，平均10.3 m。

8101 工作面采用單一走向長壁后退式綜合機(jī)械化低位放頂煤采煤方法，用MG650/1630-WD 型電牽引采煤機(jī)落煤、裝煤，用SGZ1000/2×855 型刮板運(yùn)輸機(jī)運(yùn)煤，ZF13000/25/38 型四柱支撐掩護(hù)式低位放頂煤支架支護(hù)頂板。放頂煤方式采用“多輪間隔效益放煤”，循環(huán)進(jìn)度、放煤步距均為0.8 m，工作面前20 m、停采線前30 m 只割煤不放煤。頂板管理采用自然跨落法。

8101 工作面采用的SGZ1000/2×855 型刮板輸送機(jī)，采用雙電機(jī)驅(qū)動方式，電機(jī)功率為855 kW，運(yùn)輸能力為2 500 t/h，電壓等級為3 300 V，具體參數(shù)見表1。

表1 8101 工作面SGZ1000/2×855 型刮板輸送機(jī)技術(shù)參數(shù)

2 8101 工作面刮板輸送機(jī)運(yùn)輸現(xiàn)狀及電機(jī)燒毀原因

2.1 刮板輸送機(jī)運(yùn)輸現(xiàn)狀

截至2020 年6 月12 日8101 工作面已回采500m，工作面在前期回采過程中由于受大塊煤矸擠壓，刮板輸送機(jī)機(jī)頭、機(jī)尾堆煤，以及檢修力度不足造成刮板輸送機(jī)出現(xiàn)11 次故障，其中4 次為電機(jī)燒毀事故，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)58.9 萬元，不僅影響了工作面安全高效回采，而且增加了工作面設(shè)備維修費(fèi)用。

2.2 電機(jī)燒毀原因

2.2.1 機(jī)械故障

1）液力聯(lián)軸器故障：8101 工作面SGZ1000/2×855 型刮板輸送機(jī)采用雙電機(jī)驅(qū)動方式，電機(jī)通過液力聯(lián)軸器與機(jī)頭齒輪軸活動連接，在運(yùn)行過程中當(dāng)一側(cè)液力聯(lián)軸器出現(xiàn)漏油或損壞時(shí)，聯(lián)軸器內(nèi)的透平輪無法獲取足夠傳動輪，造成一側(cè)電機(jī)減速機(jī)運(yùn)行失效，另一側(cè)電機(jī)負(fù)荷加大，產(chǎn)生超負(fù)荷運(yùn)行現(xiàn)象，直至電機(jī)燒毀。

2）電機(jī)振動：刮板輸送機(jī)運(yùn)行過程中電機(jī)固定螺栓松脫，或者電機(jī)軸頸和軸瓦之間的間隙不符合設(shè)計(jì)要求，以及軸承安裝不到位等，造成電機(jī)在運(yùn)行過程中產(chǎn)生高頻抖動現(xiàn)象。產(chǎn)生振動的電機(jī)在運(yùn)行過程中電機(jī)軸承轉(zhuǎn)動成螺旋狀，軸承在橫向產(chǎn)生應(yīng)力，導(dǎo)致軸承變形，甚至電機(jī)燒毀。

3）超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)：工作面在運(yùn)煤過程中刮板輸送機(jī)出現(xiàn)回頭煤現(xiàn)象，導(dǎo)致機(jī)頭齒輪、底槽及機(jī)尾處出現(xiàn)嚴(yán)重堆煤現(xiàn)象，增加了刮板鏈的運(yùn)行阻力，同時(shí)刮板輸送機(jī)在長期運(yùn)輸煤矸石時(shí)，刮板槽及刮板磨損、變形嚴(yán)重，同樣增加了刮板輸送機(jī)運(yùn)行阻力，從而加大了電機(jī)負(fù)荷，導(dǎo)致電機(jī)長期負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)出現(xiàn)燒毀現(xiàn)象。

2.2.2 電氣故障

1）刮板輸送機(jī)電機(jī)內(nèi)部的一相進(jìn)線出現(xiàn)中斷現(xiàn)象，造成電機(jī)空載時(shí)能夠轉(zhuǎn)動，但是啟動電流大，造成電機(jī)繞組發(fā)熱現(xiàn)象，降低了絕緣等級；當(dāng)電機(jī)帶負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于一測電機(jī)啟動力矩不足，造成另一側(cè)電機(jī)負(fù)荷加大，導(dǎo)致電機(jī)燒毀。

2）對于多電壓啟動電機(jī)，在接線過長中誤將高壓一側(cè)的繞組接入低壓電源上，啟動時(shí)出現(xiàn)啟動力矩不足現(xiàn)象，或者繞組內(nèi)存在多個(gè)線圈短路現(xiàn)象，導(dǎo)致電機(jī)一側(cè)電機(jī)無法啟動，另一側(cè)電機(jī)啟動負(fù)荷加大，造成電機(jī)燒毀。

2.2.3 過熱故障

刮板輸送機(jī)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)機(jī)頭壓埋時(shí)，電機(jī)啟動運(yùn)行時(shí)運(yùn)行電流超過額定電流，長時(shí)間負(fù)荷電流運(yùn)行不僅造成電機(jī)發(fā)熱現(xiàn)象，而且造成電機(jī)絕緣降低；同時(shí)由于電機(jī)外部安裝一個(gè)保護(hù)罩，電機(jī)風(fēng)葉損壞或者保護(hù)罩堵塞，造成電機(jī)內(nèi)部氣流與外部氣流不流通，內(nèi)部熱量無法及時(shí)散去，同樣會造成電機(jī)發(fā)熱故障。

2.2.4 電機(jī)受潮故障

工作面在采煤過程中由于頂板出現(xiàn)淋水現(xiàn)象，以及工作面噴霧降塵時(shí)導(dǎo)致電機(jī)內(nèi)部受潮，從而造成電機(jī)內(nèi)部線路短路、絕緣降低等；正常情況下電機(jī)內(nèi)部存在絕緣檢測裝置，一旦檢測到內(nèi)部受潮絕緣降低時(shí)，該裝置會立即使檢漏繼電器動作，從而切斷電源；但是電機(jī)檢漏出現(xiàn)故障時(shí)，無法切斷電源，造成電機(jī)絕緣擊穿現(xiàn)象，導(dǎo)致電機(jī)燒毀。

3 電機(jī)燒毀預(yù)防措施

3.1 合理調(diào)整輸入電流

1）根據(jù)電機(jī)額定電流、電壓值合理接入電源，保證輸入電流、電壓在規(guī)定范圍內(nèi)，同時(shí)根據(jù)刮板輸送機(jī)運(yùn)距、運(yùn)輸量及運(yùn)輸時(shí)間合理調(diào)整刮板輸送機(jī)整定值，確保電機(jī)動作保護(hù)靈敏可靠，在電機(jī)出現(xiàn)過電流、過電壓故障時(shí)能夠及時(shí)切斷電源，避免電機(jī)燒毀事故發(fā)生。

2）刮板輸送機(jī)在運(yùn)行過程中不僅要對電機(jī)本身額定電流、電壓進(jìn)行檢測，而且需對外部供電電壓進(jìn)行檢測。煤礦井下由于供電設(shè)備數(shù)量多，設(shè)備供電電壓不統(tǒng)一，導(dǎo)致外部供電電壓高于刮板輸送機(jī)額定電壓，所以一旦出現(xiàn)供電電壓高于額定電壓的現(xiàn)象，需及時(shí)對上級電壓進(jìn)行降級處理，保證供電電壓穩(wěn)定。

3.2 增加電機(jī)容量

刮板輸送機(jī)電機(jī)容量是根據(jù)輸送機(jī)在運(yùn)輸過程中平均負(fù)荷進(jìn)行確定的，一般為超過平均負(fù)荷15%左右，但是刮板輸送機(jī)平均負(fù)荷是按照生產(chǎn)班8 h、設(shè)備運(yùn)輸時(shí)間5 h 計(jì)算的，但是在實(shí)際井下回采過程中，刮板輸送機(jī)單班運(yùn)行時(shí)間長達(dá)6～9 h，刮板輸送機(jī)運(yùn)輸量大、運(yùn)輸集中，傳統(tǒng)方法設(shè)定的電機(jī)容量無法滿足工作面高產(chǎn)高效需求，所以應(yīng)適當(dāng)增加電機(jī)容量。

3.3 提高電機(jī)絕緣性能

1）為了保證刮板輸送機(jī)供電系統(tǒng)穩(wěn)定及電機(jī)保護(hù)裝置動作靈敏可靠，應(yīng)對電機(jī)正確安裝供電系統(tǒng)，從而保證各系統(tǒng)信息能夠?qū)崿F(xiàn)有效及時(shí)的傳遞，檢修人員應(yīng)定期對電機(jī)檢修維護(hù)，合理控制電機(jī)電壓等級，保證供電安全。

2）工作面在回采過程中應(yīng)加強(qiáng)對電機(jī)防潮、防塵、過熱等特殊保護(hù)措施，防止電機(jī)絕緣等級下降；同時(shí)定期對電機(jī)絕緣等級進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)電機(jī)絕緣等級存在降低現(xiàn)象時(shí)，必須及時(shí)進(jìn)行更換。

3.4 加強(qiáng)刮板輸送機(jī)運(yùn)行中的安全管理

1）加強(qiáng)電機(jī)通風(fēng)管理：工作面回采過程中應(yīng)對電機(jī)損壞情況進(jìn)行檢查，特別是電機(jī)外保護(hù)罩以及風(fēng)葉完好情況，若發(fā)現(xiàn)外保護(hù)罩變形損壞、風(fēng)葉缺失等必須及時(shí)更換，保證電機(jī)內(nèi)部與外部氣流正常交換，降低因電機(jī)過熱導(dǎo)致的燒毀事故率。

2）降低電機(jī)負(fù)荷現(xiàn)象：刮板輸送機(jī)在運(yùn)行過程中應(yīng)對變形的刮板鏈、刮板槽進(jìn)行更換，減小刮板輸送機(jī)運(yùn)行期間摩擦阻力；同時(shí)及時(shí)對機(jī)頭、機(jī)尾及刮板槽底部浮煤進(jìn)行清理，保證刮板鏈運(yùn)行通暢。

4 結(jié)論

通過對8101 工作面回采前期SGZ1000/2×855型刮板輸送機(jī)電機(jī)燒毀原因進(jìn)行分析，并根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況，提出了若干項(xiàng)電機(jī)燒毀預(yù)防措施。截止2020 年12 月8101 工作面已回采結(jié)束，采取預(yù)防措施后工作面后期回采過程中刮板輸送機(jī)電機(jī)燒毀事故率降低至4%，節(jié)約設(shè)備維修費(fèi)用達(dá)42.7 萬元，保證了工作面安全高效回采，取得了顯著應(yīng)用成效。