综采工作面采煤机故障及预防措施

综采工作面采煤机故障及预防措施

祝青舰

陕西陕煤黄陵矿业有限公司机电公司 陕西 延安 727307

摘要：本文针对目前我国智能化采煤领域现有技术应用受限、基础研发薄弱，研发投入低等问题，构建了包括采煤机、液压支架、传输系统在内的整套智能化采煤生产系统。通过此研究，不仅实现了“智能化作业为主，人工巡视为辅”的智能化生产模式，还能为其他采煤工作面智能化系统建设过程中存在的普遍性问题提供借鉴方案。

关键词：智能化采煤；人工巡视；煤炭行业

引言

双滚筒采煤机是综采工作面重要机电设备之一，其与刮板输送机配合完成落煤、运煤等工序。目前采煤工作面常用的采煤机为双滚筒无链电牵引采煤机，具有功率大、采高范围广、稳定性强等优点，但是在实际工作面回采过程中，受地质条件、采煤环境等影响，采煤机在割煤过程中经常出现故障，大大降低了综采工作面回采效率，而且增加了采煤机故障率及维修成本费用，所以在日常生产过程中加大采煤机检修维护力度，杜绝采煤机常见故障发生，对工作面安全稳定生产具有重要意义。本文以某矿81008工作面MG300/700型采煤机为例，分析了该采煤机结构及工作原理，并对其常见故障类型进行了分析。

1采煤机常见故障

1.1液压系统无法调高

采煤机在割煤过程中主要通过高压泵体对液压油提供压力，一旦泵体损坏，很容易造成采煤机运行失稳；通过现场分析，由于206工作面煤矸量大，MG采煤机在割煤过程中泵站系统损坏严重，主要表现在高压胶管断裂、胶管接头松动、密封圈损坏以及泵体破损等，从而导致泵站失压，液压系统无法进行调高，影响采煤机正常运行。

1.2采煤机牵引力不足

采煤机在割煤过程中出现牵引力不足现象，主要原因有以下两方面：一是油泵或供油管路漏油；二是吸油过滤器堵塞或电动按钮活塞回弹不到位等；其中油泵或油管漏油的主要原因是油管破损、油管接头不严、密封条老化、主油泵损坏等；过滤器堵塞主要是由于添加的液压油有杂质。

2采煤机常见故障相应预防措施

2.1液压系统故障处理

加强对采煤机泵站进行维护，每天对供油管路进行检查，发现管路破损漏油、管路连接不良时必须及时更换；每10d必须对过滤网进行清洗，保证液压油无异物，将油缸流量控制在一定范围内。

2.2采煤机牵引力措施

为了解决采煤机牵引力不足现象，采煤机日常检修维护过程中，应加大对供油管路的检修力度，发现油管破损时必须及时更换，保证管路接头安装质量；同时应定期对控制按钮活塞的灵敏度进行校验，若按钮活塞内复位弹簧失效必须更换，对过滤器定期清理，避免发生过滤器堵塞情况。

2.3自适应的记忆割煤控制系统

该系统可以实时监测采煤机摇臂倾角、位置、运行姿态等信息，基于此，控制采煤机实现记忆截割功能，并通过对瓦斯浓度、采煤机负载等环境因素进行实时监控，自适应调整采煤机的运行速度。

2.4采煤机智能诊断关键技术

（1）实时在线诊断技术。采煤机实时在线诊断技术建立在各类数据采集的基础上。采煤机配置有多种传感器，如温湿度传感器、油温／油位传感器、电压／电流传感器等。采煤机上电运行后，传感器开始实时监测各类参数。上位机控制系统对监测的各类信号设定报警阈值，当数值超限后，自动开启故障报警。对于采煤机机械故障诊断，现阶段仍以监测振动信号和温度信号为主。采集采煤机摇臂内部齿轮的振动信号及温度信号，并进行信号处理和数据分析，提取采煤机运行状态特征，可准确判断出传动系统中的齿轮及轴承故障源，及时发现并处理故障，从而降低采煤机故障率，实现采煤机故障智能诊断。　　2）采煤机全生命周期管理。随着大数据、云计算、物联网等技术的发展，全生命周期管理系统的功能建设更为完善，为实现采煤机智能诊断奠定了坚实基础。采煤机全生命周期管理系统服务范围包含采煤机制造环节、供应链环节、生产使用环节和再制造环节，系统结构框架主要由资产层、感知层、控制层、数据层和应用层组成，通过集成服务系统、生产系统及企业管理系统，实时查看采煤机各阶段整机状态及备件状况。通过大数据技术预测采煤机故障状态，实现采煤机故障智能诊断。

2.5采煤机变频器故障

变频器是采煤机精密部件，由于采煤机在割煤过程中产生强烈振动，从而导致变频器内配件产生连接松动、线路断路等，同时采煤机在割煤过程中产生高浓度扬尘，而变频器外壳密封不到位，很容易使扬尘进入变频器内部，影响变频器散热，从而导致变频器烧毁等。在日常检修维护中，检修人员应定期打开变频器并清理内部煤尘，及时更换内部损坏配件，保证内部线路连接正常；在割煤过程中杜绝出现频繁启停采煤机电源现象，正常情况下严禁1min内切断电源次数超过3次，防止变频器烧毁。

2.6采煤机自适应调速控制

采煤机电动机的过载、过温、缺相、三相不平衡等信息可作为采煤机自适应调速判断条件，用于实现采煤机自适应调速控制。采用电流传感器监测电动机三相电流，同时在电动机绕组中预设铂热电阻ＰＴ100，通过热电阻数据采集器将电动机温度转换为数字信号。当电动机负载大于额定负载的1.3倍时，采煤机牵引部电动机自动调速，采煤机减速以减小截割电动机负载；当电动机负载小于额定负载的0.9倍时，采煤机加速以增加截割电动机负载，从而使采煤机达到最佳工作效率，并对电动机及传动保护系统进行保护。当电动机温度大135°时，采煤机自动降容运行。此外，在电动机回路中安装绝缘监测装置，监测电动机的绝缘状态并传给控制器，根据绝缘数据对电动机工作状态进行中和分析，并结合电动机运行特性曲线控制电动机运行。

2.6采煤机电缆故障处理

为了防止工作面采煤过程中煤矸石碰撞以及机械挤压导致采煤机电缆损坏，可对采煤机拖缆装置进行优化，原采煤机电缆主要安装在刮板输送机护栏上端，电缆随采煤机前后移动，当采煤机移动后采煤机后方电缆很容易损坏，所以可采用后方电缆采用防护措施，同时可将采煤机电缆高强度塑料卡扣更换高韧性的橡胶卡扣，增加电缆运动灵活性。

结语

本文针对目前我国智能化采煤领域现有技术应用受限、基础研发薄弱，研发投入低等问题，构建了包括采煤机、液压支架、传输系统在内的整套智能化采煤生产系统。该系统应用后，工效提高了163.2%，综采队用工人数由137人减至52人，平均月节省人工2210人、人工费用57.4万元，每年可节约人工费用688.8万元。应用证明，智能化采煤工作面的建设不仅极大提升了井下采煤工作的安全性，而且有效降低了工人的劳动强度，提高了劳动工效。

参考文献

[1]李斌.采煤机摇臂传动系统滚动轴承故障诊断分析[J].机械研究与应用，2021（5）：187-189.

[2]连佳亮.采煤机生产故障的成因与处理研究[J].能源与节能，2021（10）：157-158.

[3]王卫新.矿用MG型采煤机故障及处理措施的分析[J].矿业装备，2021（4）：276-277.

[4]温海兵.采煤机截割电机常见故障原因分析及预防措施研究[J].机械管理开发，2021（6）：311-312.

[5]郭海斌.基于电牵引采煤机电气维护与故障诊断的思考[J].矿业装备，2021（3）：194-195.

[6]刘振坚，邱锦波，庄德玉．天地科技上海分公司采煤机智能化技术现状与展望［Ｊ］．中国煤炭，2019，45（７）：33-39.