綜采工作面采煤機(jī)故障及預(yù)防措施

劉偉樑

（霍州煤電集團(tuán)有限責(zé)任公司云廈建筑工程有限公司，山西 臨汾 031400）

1 店坪煤礦206 工作面概況

霍州煤電集團(tuán)有限責(zé)任公司店坪煤礦9-206 工作面東至井田邊界，南為呂梁環(huán)城高速保護(hù)煤柱，西為+830 m 水平系統(tǒng)大巷，北與9-204 工作面采空區(qū)相鄰。

206 工作面主采9 號煤層，設(shè)9-2061 巷膠帶順槽（原9-2042 沿空留巷）、9-2062 巷軌道順槽、9-206 切巷、9-2062 繞巷A 段、B 段、C 段六條巷道，六條巷道均沿9 號煤層布置。206 工作面設(shè)計(jì)走向長度為1 724 m，傾向長度為245 m，工作面回采煤層為9 號煤層，煤層平均厚度為3.1 m。

206 工作面采用單一走向長壁式采煤法采煤、采煤工藝為綜采，采用全部垮落法管理采空區(qū)頂板。工作面液壓支架選用ZY6600/18/37 型液壓支架，最小支撐高度為2 m，最大支撐高度為3.7 m，MG400/930-WD 型無鏈牽引雙滾筒采煤機(jī)正常運(yùn)行通過的最低采高為2.5 m，采煤機(jī)主要技術(shù)參數(shù)如表1 所示。

截至2020 年3 月14 日206 工作面已回采420m，由于受工作面地質(zhì)條件、設(shè)備檢修維護(hù)力度等限制，工作面在前期回采過程中采煤機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)故障，故障率占工作面機(jī)電設(shè)備總故障率的27.5%，影響工作面停產(chǎn)時(shí)間達(dá)39 h，采煤機(jī)維修費(fèi)用達(dá)69.5 萬元，嚴(yán)重制約著工作面安全高效回采；對此店坪煤礦通過技術(shù)研究，對206 工作面前期回采過程中采煤機(jī)常見故障進(jìn)行合理分析，并提出了相應(yīng)的預(yù)防措施[1-2]。

2 MG400/930-WD 型采煤機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理

1）結(jié)構(gòu)組成：206 工作面采用的MG400/930-WD型無鏈牽引雙滾筒采煤機(jī)主要由切割部、切割滾筒、切割電機(jī)、電氣系統(tǒng)、行走部、液壓系統(tǒng)、托纜裝置以及主電機(jī)、減速機(jī)等部分組成，采煤機(jī)具體技術(shù)參數(shù)如表1 所示。

表1 MG400/930-WD 型采煤機(jī)技術(shù)參數(shù)

2）工作原理：采煤機(jī)在割煤過程中通過切割電機(jī)帶動雙滾筒旋轉(zhuǎn)，滾筒上安裝截齒，截齒旋轉(zhuǎn)后進(jìn)行破煤，滾筒可上下進(jìn)行割煤、掃煤等工序；采煤機(jī)利用行走部可在刮板輸送機(jī)上前移、后退[3]。

3）無鏈牽引采煤機(jī)優(yōu)勢：無鏈電牽引采煤機(jī)主要采用拉力錨栓進(jìn)行橫向連接，實(shí)現(xiàn)無鏈牽引方式，采用該方式進(jìn)行傳動時(shí)使用周期長、故障率低，而且在運(yùn)行過程中牽引強(qiáng)度高，適用于不同條件下采煤工作面中；該采煤機(jī)搖臂氣缸中安裝了強(qiáng)力鎬，從而降低了搖臂故障率；無鏈牽引采煤機(jī)采用交流供電方式，采煤機(jī)運(yùn)行過程中各項(xiàng)參數(shù)可通過機(jī)身顯示器直觀顯示，便于操作人員調(diào)校和更改。

4）主要功能：該采煤機(jī)采用手動和自動兩種開啟方式，當(dāng)采煤機(jī)自動模式出現(xiàn)故障后，操作人員可進(jìn)行手動開啟；采煤機(jī)具有自身監(jiān)測功能，采煤機(jī)運(yùn)行過程中通過傳感器收集的各項(xiàng)參數(shù)，通過控制器集中控制作用實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)全方位監(jiān)控；采煤機(jī)具有斷電保護(hù)功能，當(dāng)采煤及運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)電壓、電流及溫度超標(biāo)時(shí)會及時(shí)發(fā)出警報(bào)，并進(jìn)行斷電停機(jī)保護(hù)動作。

3 采煤機(jī)常見故障及預(yù)防措施

3.1 采煤機(jī)常見故障及原因

通過現(xiàn)場觀察分析發(fā)現(xiàn)，206 工作面前期回采過程中采煤機(jī)出現(xiàn)故障類型主要體現(xiàn)在以下幾方面：

1）液壓系統(tǒng)無法調(diào)高：采煤機(jī)在割煤過程中主要通過高壓泵體對液壓油提供壓力，一旦泵體損壞，很容易造成采煤機(jī)運(yùn)行失穩(wěn)；通過現(xiàn)場分析，由于206 工作面煤矸量大，MG 采煤機(jī)在割煤過程中泵站系統(tǒng)損壞嚴(yán)重，主要表現(xiàn)在高壓膠管斷裂、膠管接頭松動、密封圈損壞以及泵體破損等，從而導(dǎo)致泵站失壓，液壓系統(tǒng)無法進(jìn)行調(diào)高，影響采煤機(jī)正常運(yùn)行。

2）泵站噪聲大：206 工作面在采煤過程中由于工作面粉塵濃度高、采煤機(jī)泵站密封失效，采煤機(jī)泵體內(nèi)吸入大量異物，造成泵吸出油口堵塞，采煤機(jī)長期運(yùn)行時(shí)，泵站負(fù)荷加大，液壓油黏度增加，導(dǎo)致泵體發(fā)熱并產(chǎn)生噪聲。

3）采煤機(jī)牽引速度過慢：MG 型采煤機(jī)牽引處采用高壓膠管與液壓馬達(dá)連接，在采煤機(jī)過程中由于膠管損壞、膠管與馬達(dá)之間連接密封失效以及過濾網(wǎng)中堵塞，導(dǎo)致牽引部無法獲得足夠壓力的液壓油，采煤機(jī)牽引壓力不足，導(dǎo)致采煤機(jī)牽引速度慢甚至無法牽引。

4）采煤機(jī)急停：采煤機(jī)牽引系統(tǒng)主要由牽引電機(jī)、液壓馬達(dá)以及牽引控制模塊等部分組成，在采煤機(jī)過程中由于牽引電機(jī)燒毀、液壓馬達(dá)損壞以及控制模塊短路等，造成采煤機(jī)牽引中斷出現(xiàn)急?，F(xiàn)象。

5）采煤機(jī)搖臂升降不正常：由于206 工作面采煤周期長，每天采煤時(shí)間達(dá)16 h，采煤機(jī)采煤過程中搖臂周期升降，且采煤機(jī)搖臂檢修維護(hù)不到位，導(dǎo)致?lián)u臂供油管路損壞嚴(yán)重，導(dǎo)致安全閥壓力降低，最終造成搖臂無法正常升降[4-5]。

6）采煤機(jī)電纜損壞：采煤機(jī)在割煤過程中采煤機(jī)供電電纜通過拖纜裝置進(jìn)行前后移動，206 工作面采煤過程中工作面頂板矸石以及工作面落煤導(dǎo)致拖纜裝置損壞，同時(shí)工作面在移架推溜時(shí)對拖纜裝置擠壓，導(dǎo)致采煤機(jī)電纜破損、短路等，以至采煤機(jī)斷電停機(jī)。

3.2 采煤機(jī)常見故障相應(yīng)預(yù)防措施

為了保證工作面后期安全高效回采，提高采煤機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性，降低采煤機(jī)故障率，決定采取若干項(xiàng)采煤機(jī)故障預(yù)防措施。

1）液壓系統(tǒng)故障處理：加強(qiáng)對采煤機(jī)泵站進(jìn)行維護(hù)，每天對供油管路進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)管路破損漏油、管路連接不良時(shí)必須及時(shí)更換；每10 d 必須對過濾網(wǎng)進(jìn)行清洗，保證液壓油無異物，將油缸流量控制在一定范圍內(nèi)。

2）泵體噪聲處理：定期對泵體進(jìn)行清理，并及時(shí)檢查泵體供油管路密封情況，發(fā)現(xiàn)密封失效時(shí)必須及時(shí)更換，同時(shí)對泵站出油口堵塞情況，定期進(jìn)行疏通；同時(shí)應(yīng)保證泵站供電電壓，將電壓控制在額定值范圍內(nèi)。

3）采煤機(jī)牽引故障處理：加強(qiáng)對牽引電機(jī)、牽引供油管路進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)電機(jī)異常、管路破損等必須及時(shí)進(jìn)行更換，同時(shí)對各類活塞進(jìn)行檢查，如果發(fā)現(xiàn)濾油器堵塞，則也應(yīng)做好清理。

4）采煤機(jī)牽引急停處理：首先應(yīng)保證采煤機(jī)具有額定的供電電壓以及供電電流，防止高壓電流擊穿牽引模塊，以及燒毀牽引電機(jī)，定期對壓力值進(jìn)行調(diào)校，保證采煤機(jī)運(yùn)行過程中壓力值正常，對牽引模塊定期進(jìn)行靜態(tài)檢查以及進(jìn)行人工松閘試驗(yàn)。

5）采煤機(jī)搖臂故障處理：每天檢修班必須對搖臂進(jìn)行檢查，檢查內(nèi)容主要包括搖臂升降靈活性、搖臂供油管路完好情況以及搖臂安全閥壓力值情況，發(fā)現(xiàn)異常必須及時(shí)進(jìn)行處理。

6）采煤機(jī)電纜故障處理：為了防止工作面采煤過程中煤矸石碰撞以及機(jī)械擠壓導(dǎo)致采煤機(jī)電纜損壞，可對采煤機(jī)拖纜裝置進(jìn)行優(yōu)化，原采煤機(jī)電纜主要安裝在刮板輸送機(jī)護(hù)欄上端，電纜隨采煤機(jī)前后移動，當(dāng)采煤機(jī)移動后采煤機(jī)后方電纜很容易損壞，所以可采用后方電纜采用防護(hù)措施，同時(shí)可將采煤機(jī)電纜高強(qiáng)度塑料卡扣更換高韌性的橡膠卡扣，增加電纜運(yùn)動靈活性。

4 應(yīng)用效果

截止2020 年12 月206 工作面已回采結(jié)束，通過對工作面MG400/930-WD 型雙滾筒采煤機(jī)采取有效的故障預(yù)防措施，工作面在后期回采過程中采煤機(jī)故障率降低為4.2%，后期因采煤機(jī)故障導(dǎo)致工作面停產(chǎn)時(shí)間為7.2 h，采煤機(jī)故障維修費(fèi)用減少了59.6 萬元，保證了206 工作面安全高效回采，取得了顯著應(yīng)用成效。