关于煤矿掘进机常见故障的诊断与处理方法研究

赵明

【摘要】 随着社会和科学技术的不断进步，我国工业的机械化程度不断提高，大型设备、高机械化的设备也开始大量在煤矿生产中应用，其中高产高效、机械化程度高的掘进机就是一种。在煤矿的生产过程中这些大型设备的使用提高了煤矿的生产效率，但同时这些设备的维护、故障诊断和检修工作对生产来说尤为重要。本文以掘进机的分类和适用条件为出发点，综合分析掘进机常出现的电气系统故障和液压系统故障的原因及诊断方法，并针对这些故障提出相应的处理方法，以期为掘进机的维护维修工作提供参考。

【关键词】煤矿掘进机；常见故障；诊断方法；处理方法

随着我国经济的快速发展，我国的煤炭行业也取得了飞快的发展，科学技术的进步推动了煤矿生产机械化程度的提高，现在的煤矿生产中大型设备的普遍应用与矿井作业中。掘进机是煤矿生产过程中用于巷道掘进的大型机械设备，掘进机的应用提高了煤矿生产的能力和效率。随着机械技术中信息化进程的加快，更多新型、高效的控制方式、信息传递方式液压传动技术不断的应用到掘进机中，也为掘进机的维修维护带来了较大的困难。同时矿井作业人员的文化程度一般不高，不能使掘进机充分发挥其掘进的优势，操作不当等，常会导致掘进机发生故障影响生产。本文就掘进机使用过程中常出现的故障进行分析，以期为掘进机的现场维修维护提供理论依据。

一、掘进机的分类及适用条件

按照巷道断面的切削过程掘进机可以分为部分断面掘进机和全断面掘进机两种类型。部分断面掘进机常用的掘进机构有悬臂布置和截割头布置等。部分断面掘进机只能切割煤岩断面的一部分，且在需要根据断面多次连续的移动工作机构，才能使工作面有一层煤岩的碎落同时掘进机向前推进一次，完成一个掘进的循环。部分断面掘进机适用于截割任意形状的断面巷道，不仅能够进行挖沟、卧底、开柱窝，还可以实现煤岩的分掘。部分断面掘进机主要应用于半煤巷道和全煤巷道的掘进，根据工作机构和工作条件又称为悬臂式掘进机和煤巷掘进机。全断面掘进机的工作机构能够在整个断面内进行煤岩的破碎工作，并可以实现连续掘进，但是全断面掘进机只能够掘进圆形断面，断面的利用率较低，巷道内水沟的布置较困难，不能有拐弯出现，同时工作机构出现故障时维修较困难。全断面掘进机主要适用于大型矿井的长距离掘进，且是水平掘进，煤岩的硬度也不能太大。

二、煤矿掘进机电气系统故障的诊断与处理方法

随着现代科学技术的发展，相关电气等方面研究的不断拓展和加深，电气系统理论和技术在煤矿掘进机的电气系统的部件及设备技术中的应用也逐步得到了推广。目前，我国煤矿掘进机电气系统为了集中化控制系统部件，加强相应的保护措施，对系统采取了简化策略，有效地控制了系统部件，最大程度降低了系统故障的发生率。目前我国煤矿掘进机电气系统采用PLC（Programmable Logic Controller）可编程控制器进行系统中各个机械部件运行的保护，而电气系统的控制部分故障发生率最高。

（一）电气系统PLC无输出

PLC无输出是电气系统主要故障之一，观察PLC有无输出故障可根据状态显示灯的提示做出相应判断，如显示灯暗则是电气系统PLC无输出提示，显示灯亮是电气系统PLC有输出提示。造成电气系统PLC无输出故障的原因有很多种，一般会因相关线路的虚接，自保接点损坏、控制按钮损坏以及综合保护器输出故障等原因。在判断及确定故障的具体原因时，可根据状态显示灯确定回路输入的情况，输入端损坏可根据短接输入端的情况来确定。

（二）接触器线圈和继电器线圈不能导通

导致电气系统接触线圈回路出现故障的原因主要有：接触器线圈的交流电源回路不通；接触器的线圈被烧毁；接触器损害等，可采用万用表检测，判断并确定故障的主要原因，并根据故障产生的原因采取相应的处理方法。电气系统继电器线圈回路故障也可用万用表进行检测，如没有接通直流电源、电机线圈烧毁这类故障原因。而PLC无输出故障则需通过观察输出端发光管进行判断并确定。

三、煤矿掘进机液压系统故障的诊断与处理方法

对于煤矿掘进机来说，其应用于煤矿生产所处的矿井环境极其恶劣，同时掘进机在运行的过程中具有极大的负荷和冲击力，因此会对掘进机的液压系统造成影响并导致故障的出现。对于一个完整的液压系统来说其主要包括动力部分、控制部分、辅助部分、执行部分以及液压油等。煤矿掘进机液压系统常见的故障有液压油温过高、液压油中混入杂质和辅助元件出现故障等。

（一）液压油温过高

掘进机液压系统中的液压油温度一般不能超过60度，温度过高会影响液压系统的正常运行，如油缸不动作或者动作缓慢、液压系统中的密封装置老化的速度加快，导致油缸的密封性能降低等。液压油温度过高会使液压油经过节流小孔或者阀芯的时候流量增大，导致原来正常运行的部件速度变慢。

液压油温升高的主要原因有液压系统自身的设计或者结构不合理和操作掘进机时操作不规范。因此，应该经常对掘进机的液压系统进行检查，保证液压系统中的液压油有足够的循环冷却条件，避免出现油温升高。另外，还应该保持液压设备的清洁，及时清除粘附在液压管道上的油污或粉尘等，保持管道的充分散热，降低系统中的油温。

（二）液压油中有杂质

液压系统中所用的元件之间的配合度都较高，零件之间的间隙都较小，且非常精密，此外各种元件中有较多的阻尼孔以及缝隙式控制阀等。如果液压油中混入杂质，这些杂质就会进入阀体与阀芯之间的间隙，造成元件的光滑配合面被划伤，破坏液压系统的精密度，或者阀芯被卡住，造成元件不能正常动作。若杂质过多，则会堵塞油泵的过滤器，导致吸油阻力增大，油泵不能正常的运转。液压系统传动部分的密封件大多采用橡胶或聚氨酯材料，在高温高压的情况下也会出现颗粒状的杂质。因此，应该定期的对液压系统的液压油的纯度和传动部件的密封部位进行检查，避免液压油中出现杂质。

（三）辅助元件的故障诊断及处理方法

辅助元件出现的故障主要有换向阀泄漏或者操作失灵和液压锁泄漏或损坏、溢流阀压力过高过低或者损坏等。换向阀和液压阀泄漏或者损坏会使掘进机行走變缓、截割臂升降和回转油缸以及铲板和后支撑油缸不动作等问题，对此应该及时检查并更换或维修换向阀。溢流阀内压力过高或者损坏，会导致发动机的功率下降，进而出现转速变慢的现象；如果是压力过低就会导致液压泵的输出压力增大，增加了液压泵的负荷，出现声音异常或温度增高的现象，对于这种情况应该定期的对溢流阀进行压力检测，并调整溢流阀的整定值，保持工作压力正常。

对于煤矿掘进机出现的故障要及时的诊断，分析出故障的原因，根据原因采取正确的处理办法，快速的排除故障，以保证生产的正常运行。同时要加强对掘进机控制技术的改进和加快对控制系统及时检测技术的建立，为掘进机故障的诊断和处理提供更好的技术支持。

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