浅析露天采煤机常见机电故障与诊断

朴永春　布仁吉日嘎拉

摘 要：作为露天开采机械设备的关键设备之一，采煤机性能直接影响矿山企业的煤炭生产能力。由于采煤机所处的生产环境十分恶劣，生产过程中容易出现一些故障，因此维修频率高且维修保养费用大，不利于煤炭生产工作的顺利进行。针对如何提高维修水平进而保证采煤机运行效能等问题，文章在阐述露天采煤机的类型与主要特点的基础上，重点探讨了采煤机常见故障与故障诊断等方面的内容，对于保证矿山高效开采具有重要意义。

关键词：露天煤矿；露天采煤机；机械故障；故障诊断

引言

我国是以煤炭作为能源主体结构的国家之一，以经济建设为中心的社会主义建设的根本宗旨促进了我国煤矿产业的不断升级。露天开采，作为煤炭开发的一部分，几十年来也得到不断发展，主要体现为工艺的改进和装备的发展，改变了过去传统单一开发模式，实现了多种先进生产设备联合连续作业，这不仅改善了露天矿山的生产条件，而且能保证露天出煤质量，从而为企业创造了更多的经济价值。

采矿机是露天采矿业的物质技术基础，但是露天采矿机的投资非常大，再加上使用环境比较恶劣，使得其维修频繁，并且维修保养及运行费用都比较高，对采矿施工进度及采矿企业的生产能力具有较大的影响。因此，选择合适的露天采矿机来降低能耗、提升效率及保证作业安全，并科学有效地发挥其功能就成为关乎采矿企业生存发展的关键问题。

1 露天开采机种类及特点

1.1 露天开采机主要类型

我国目前从事自主研发制造露天开采机的企业主要包括哈尔滨煤矿机械研究所、中信重型机械研究所等。国外生产制造露天开采机的企业占市场份额比较大的有德国、奥地利、以及美国的林论公司等几家。其按结构形式可以分如下几类：中部滚筒式、前端滚式、前端斗轮式、犁式等。

1.2 露天开采机主要特点

（1）适应性强。与轮斗挖掘机与单斗挖掘机相比，露天采煤机的开采能力更为优越，且能适应不同的地质环境。

（2）选采性能好。露天开采机的优势之一是可以进行刨采，刨采过程与路面刨铣设备相似，只是刨铣深度略浅；优势之二是回采率高，滚筒式采煤机可根据发出的Y射线探测开采面的准确位置，因而有效降低了矸石含量，提高了开采效率，改善了开采回采率。

（3）连续作业强。连续作业是露天采煤机最为主要的特点，露天采煤机的生产使用其目的就是为了实现生产连续作业，其开采能力是普通单斗挖掘机的5倍以上。

（4）使用范围广。在诸如石灰石、白云石、煤炭等不同硬度构成的矿物条件中，露天采煤机也可广泛使用，且可配合多种运输设备以完善连续作业性能。此外，露天采煤机可在不同矿山地段作业，因而推广了它的使用范围。

2 露天采煤机常见故障

2.1 采煤机传动齿轮与轴承发生的故障

露天采煤机牵引系统牵引力大，内外牵引齿轨轮容易存在受力不匀现象，其传动方式主要是通过此轮啮合进行工作的，此时如果机组内外牵引齿轮、惰轮润滑系统发生污染，进入煤灰等杂质，就会产生温度过高，润滑不畅，造成机组外牵引摇臂内传动受力不均，变速齿轮发生偏转，这样就会造成变速齿轮发生故障，从而影响生产。因安装、质量等等问题就会对齿轮的使用和寿命造成影响，尤其是不规范使用更会影响采煤机的使用寿命。

2.2 调高系统产生的常见故障

调高系统的主要作用是将机械能转化为液压能，从而为采煤机的调高系统提供液压动力。另外行走部的制动器控制油路也是由调高系统提供液压能，产生制动作用。

在调高液压泵使用中，经常出现故障的两个主要原因如下：

（1）调高阀组换向阀、三位四通阀、顶杆、阀芯动作频繁，如果阀杆变形造成卡阻等状况，就会造成移动不到位，即而引起系统压力、流量发生变化，产生故障；另外各液压系统的密封损坏引起系统泄漏，造成压力失调，产生故障。

（2）油中侵入煤灰等杂质、使油质发生乳化，形成系统流量不足，这样采煤机的压力就会降低，温度升高，发生故障。

2.3 机械系统产生的常见故障

机械故障三个方面：（1）主机架对接螺丝松动；（2）外牵引定位系统固定不牢固；（3）机组滚筒锥形定位螺杆活丝，产生滑扣。

以上原因都会使局部因受载荷变化产生偏转，同时磨损疲劳或过载损坏，以及制造和零部件缺陷等故障，都会不同程度导致露天采煤机机械部分发生机械损坏，影响正常工作。

2.4 电气系统产生的常见故障

采煤机由于露天作业，长期受地质条件、外界环境、内外喷雾、电气水冷等影响，易使水气进入电气控制腔内，致使监测中心通讯主机等电气元件受潮，导致控制系统失控，绝缘值下降，内部发生短路等故障的发生，从而影响生产。

3 露天采煤机故障的常见判断方法

噪声诊断、温度监测、电气防潮和压力观察等几种判断方式是目前采煤机故障的主要判断方法：

3.1 利用噪音判断

故障最直接的反映就是噪音，当采煤机某一部位传动部声音增大时，明显显示为设备故障时，必须立即停机检测。若不能及时停机处理，就会造成大的机电设备损坏，影响生产。

3.2 利用温度监测进行判断

温度监测是目前使用最广泛的监测手段之一，对于露天采煤机电机部分，可采用监测冷却水温度来准确反映电机运行状况，用轴承温度和调高系统油温、油位作为在线连续监测指标，记录温度变化情况，同时定期化验油质，通过抽样分析，确定油的污染情况，这样既可以及时发现故障，又能预测故障点的变化情况，准确快捷地反映液压系统故障源，确保系统安全正常运行。

3.3 利用压力观察进行判断

露天采煤机整个电气、机械、灭尘、液压系统均呈现于压力，液压和水压是整个采煤机系统的动脉，水冷静压和液压压力突变（升高或降低）都可能使设备受损，造成安全隐患。正常使用的监测保护手段现无法准确确定故障部位，使查找故障的难度加大，分段采用压力在线监测点，可以缩小查找故障范围和处理时间。

3.4 利用电气防潮进行判断

电气设备的运行状况可以通过电气部分防潮判断故障，在监测其设备元件温度，箱体潮湿情况直接反映其工作状态是否正常，当底板冷却致使电控箱体产生温度，下降后出现潮气水珠，利用防潮剂、风扇等吸收腔体的潮气，从而减少因电气元件受潮，造成电气事故的发生。

4 结束语

中国的露天开采技术从人工开采到机械开采，从蒸汽动力到电气动力，从简单管理发展到信息化、数字化建设。露天煤矿的生产规模也从几万吨、几十万吨、几百万吨发展到上千万吨。当前露天采煤机逐渐向着大型化方向发展，随着采煤新技术的快速发展，露天煤矿的机械化程度将会越来越高，我国会广泛应用机械化大规模采煤，从而降低生产成本，提高矿井效益。

参考文献

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[2]尹江波.对目前露天采煤机故障的诊断分析[J].中国高新技术企业，2014（1）.

[3]张林.露天采煤机常见的机电故障及维修[J].工程技术，2013（11）.