一種采煤機電控箱的分析與應用

陳曉輝

（同煤集團云岡礦綜采三隊，山西 大同 037017）

1 采煤機電控箱概述

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。

2 云岡礦采煤機電控箱現狀分析

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。

3 一種新型采煤機電控箱的設計

3.1 新型采煤機電控箱結構分析

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。

3.2 具體實施方式

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。

3.3 特點分析

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。

4 實踐應用及效果分析

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。