陳曉輝
(同煤集團云岡礦綜采三隊,山西 大同 037017)
采煤機一般包括截割機構、牽引機構、電氣控制設備、電動機和液壓系統(tǒng)。其中,電氣控制設備用于控制和協(xié)調采煤機各部分之間的動作,是采煤機的重要組成部分。電氣控制設備一般包括多種電氣元件,比如:變流器、漏電檢測器、瓦斯檢測器、瓦斯報警器、濕溫度傳感器、角度傳感器和語音報警器等等。鑒于采煤機所處工作環(huán)境比較惡劣,電氣控制設備常集成于多個箱形結構中,形成采煤機電控箱。采煤機在井下工作時,需要對各部分進行調試和維護;為保證調試和維護的安全性,一般在相應的電控箱內設置隔離開關,以切斷相應部分的電路。電控箱內不同等級電壓的電子元器相互影響,出電線路與液壓管路統(tǒng)一安裝在過線腔內,都會造成較大的安全隱患,引發(fā)安全事情。
云岡礦井下工作面大部分MG300/700AWD 雙滾筒采煤機都配備有采煤機電控箱,電控箱采煤機產品的核心控制元件、電控箱的質量好壞直接影響采煤機產品的穩(wěn)定性與壽命。在該型號采煤機電控箱中各部件繁多,主要分為電子元器件和液壓元器件,并且電子元器件又有不同電壓的等級區(qū)分,有3 300 V、1 140 V 和660 V 三種[1-2],不同等級電壓的電子元器件之間也會造成相互影響。采煤機廠家為了結構簡單降低加工成本,將該采煤機電控箱內的高壓與低壓電子元器件統(tǒng)一安裝在電路腔內,并且將出電線路與液壓管路統(tǒng)一安裝在過線腔內,即在同一個腔體內既走線纜又有水管連接。從實踐應用過程發(fā)現,采煤機電控箱電子元器件之間的相互影響無法消除。另外發(fā)生過采煤機電控箱水路出線漏水情況,造成電控箱電路安全事故的發(fā)生。
以云岡礦MG300/700AWD 雙滾筒采煤機為對象,在以往電控箱的基礎上進行優(yōu)化改進,設計了一種新型的采煤機電控箱,該新型電控箱的整體結構如圖1、圖2 和下頁圖3 所示[3-4]。主要包括頂板和底板,頂板長度方向的兩端底部設有側板,側板頂部固定在頂板上、底部固定在底板上。頂板寬度方向的一端底部設有正面板,正面板頂部固定在頂板上、底部固定在底板上,且其兩側均與側板固定。
圖1 新型電控箱的正視剖視圖
圖2 新型電控箱的俯視剖視圖
圖3 新型電控箱的左視剖視圖
在兩個側板之間設有背板,背板與正面板之間設有中隔板。兩個側板之間還設有背面板,背面板與背板之間設有數個出電腔。在正面板外側還設有進電腔。在背板和背面板之間還設有背隔板。
在正面板外側設有蓋板,在背面板外側也設有蓋板,另外在進電腔和出電腔外壁上也設有蓋板。
在出電腔設置處的背板上設有數個穿墻端子,在中隔板上也設有數個穿墻端子,同時,在進電腔設置處的正面板上也設有數個穿墻端子。
該新型采煤機電控箱在使用時,頂板、底板、正面板、側板和背板之間形成的腔體為電子元器件安裝腔體,即主腔體。中隔板將該主腔體一分為二,左側為高壓腔、右側為低壓腔,分別安裝不用電壓等級的電子元器件,高壓腔和低壓腔分別安裝不同類型的電子元器件,兩腔體之間通過穿墻端子進行接線[5-6]。出電腔為電路出線腔體,用于將電控箱內的電源和通訊信號傳遞到采煤機其他部件中去,該腔體與主腔體之間通過背板上穿墻端子進行接線。背板、背隔板底部和背面板之間形成的腔體為液壓管路腔體,用于安裝液壓油管與水管,并將油管與水管從電控箱兩端,分別連接到采煤機其他部件中去。進電腔為電路進線腔體,用于將外部電源引入到電控箱主腔體內,該腔體與主腔體之間通過正面板上的穿墻端子進行接線。同時,安裝在正面板、背面板、進電腔和出電腔上的蓋板,主要用于保證電控箱各個腔體內部的密封。
該新型采煤機電控箱通過中隔板將電控箱內分為高壓腔與低壓腔,分別放置不同等級電壓的電子元器件,可以有效減少高低壓電子元器件之間的相互影響,尤其是減少高壓電對控制類元器件的影響;同時,通過背隔板將電控箱內的出線腔和液壓管路腔分開,將出電線路與油水路分腔處理,降低了由于液壓油管或水管漏水造成的電控箱短路或失火的風險,并且拆裝維護時更為方便安全,應用前景更廣。
將新型采煤機電控箱在云岡礦MG300/700AWD 雙滾筒采煤機上進行安裝調試并投入實踐應用。從2019 年5 月運行至今,采煤機電控箱整體運行理想,有效實現采煤機電氣系統(tǒng)的智能控制與保護。在實踐應用的1 a 時間內,采煤機電控箱高低壓電子元器件故障較少,同時電控箱無短路或失火安全事故發(fā)生。該新型采煤機電控箱的應用,有效保護了采煤機供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性,保障了采煤機作業(yè)的連續(xù)性,降低了安全事故的發(fā)生。該采煤機電控箱的設計及應用項目是合理的、成功的,具有較好的市場應用前景,可以大規(guī)模推廣應用。