煤矿掘进机日常检修及故障维修

黄传贤

（鄂尔多斯市营盘壕煤炭有限公司，内蒙古 鄂尔多斯 017300）

掘进机是井下煤巷、半岩巷以及岩巷破岩层与破煤层的关键设备，在20世纪60～70年代，我国煤矿生产采用的掘进机生产作业效率低，而且故障发生频繁，进入21世纪后，随着PLC技术的兴起，国内煤矿所使用的掘进机的机械化、自动化水平已经逐步与世界先进水平相接轨，尤其是故障自动诊断技术的发展，使掘进机的故障发生概率大幅降低，在这种形势下，设备检修人员应当制订一套科学、可行、高效的日常检修与故障维修计划，以确保掘进机的各项性能指标能够满足正常的生产作业流程。

1 煤矿掘进机日常检修要点

1.1 螺栓紧固检查与维修

掘进机由水系统、截割系统、液压系统、铲板系统、行走机构、后支撑、润滑系统以及电气系统等多个功能单元构成，每一个单元由多种不同类型的部件组合而成。尤其是掘进机的齿座截割头，每一个接合点都采用螺栓坚固的方式予以连接，在掘进作业时，由于截割体真接与地下岩层接触，受到冲击力与岩层反作用力的影响，截割体极易出现螺栓松动现象，进而埋下重大的安全隐患。因此，检修人员需要定期对掘进机内部组件连接部位间紧固度进行检查，如果发现螺栓松动情况，应当及时进行紧固处理，以保证正常的生产作业流程不受影响。齿座截割头示意图如图1所示。

图1 齿座截割头示意图

1.2 异物堵塞检查与维修

由于井下作业条件恶劣，尤其在掘进过程中，产生大量粉尘，这些粉尘颗粒一旦在掘进机的机体内部堆积，就会造成喷雾嘴堵塞，而影响作业生产进度。因此，检修人员应当经常性的喷嘴进行检查，如果发现堵塞现象，需要及时进行疏通处理，当疏通效果无法满足作业需求时，应当更换喷嘴等组件。

1.3 润滑系统检查与维修

煤矿掘进机的各个组件主要由金属材质的物质构成，设备在高速运转状态下，内部金属组件的摩擦力陡然上升，久而久之，组件表达就会受到不同程度磨损，严重还可能导致组件断裂或者功能性丧失。因此，检修人员在日常检查工作中，应当对掘进机易于磨损的部位或者组件进行认真检查，如果发现缺少润滑油剂，需要及时添加润滑油，以延长掘进机的使用寿命。

1.4 履带张弛检查与维修

履带是掘进机行走机构的重要组成单元，如果履带过于松弛，掘进机的行走速度将大打折扣，以至于影响作业生产进度。针对这种情况，检修人员应当时时关注履带的张弛情况，如果发现履带松弛，应当及时利用扳手等工具对其进行紧固处理。

1.5 冷却系统检查与维修

掘进机在掘进作业时，由于机体截割头与岩层之间产生巨大的冲击力，液压泵的运行速度也将大幅提升，在这种情况下，液压泵站的油温将急剧上升，如果不采取降温措施，液压泵站的正常运行将受到严重影响。因此，检修人员需要定期检查掘进机的冷却系统，通过目测、触摸等方法，检查冷却系统的工作状态，如果发现故障隐患，应当及时进行检修。

1.6 电气系统检查与维修

电气系统是向掘进机输送电力能源，确保掘进机动力性能正常发挥的重要装置，因此，检修人员在排查电气系统故障时，首先应当检查电气系统的触头是否正常接触，尤其在掘进机启动以后，整个机体的震动幅度较大，检修人员需要确定电气系统的稳定性，以防止电气元件脱落。

2 煤矿掘进机常见故障的维修策略

掘进机主要由于动力系统、液压系统、执行系统、控制系统以及辅助系统组成，检修人员的日常检修工作也将围绕这些系统展开。但是，通过对实际生产作业流程的观察发现，液压系统是故障发生较为频繁的系统之一，一旦液压系统出现故障，整个机体将丧失动力性能，而无法继续进行生产作业活动。因此，下面以掘进机液压系统的常见故障为例，对各类故障的维修策略与方法予以阐述。掘进机液压系统结构示意图如图2所示。

图2 掘进机液压系统结构示意图

2.1 液压油杂质过多

掘进机的液压系统由多个精密部件组成，各个部件之间紧密结合，留有的间隙较小，而每一个部件自身存在大量的阻尼孔，掘进机启动后，液压油与阻尼孔以及各个部件频率接触，导致油体当中的细小杂质颗粒渗透到阀体或者阀芯当中，随着阀芯与阀体的运转，这些杂质颗粒极易磨损内部精密部件，使得机体的操作动作失灵。另外，混入机体内部的液压油杂质也会堵塞油泵吸油口的过滤器，使吸油阻力增大，进而影响机体的正常运转。针对这种故障类型，检修人员应当定期检查密封圈与封口处的严密性，因为密封圈与封口部位一般由橡胶材料构成，当液压油温度或者压力值升高后，橡胶本身就会变脆，而产生大量的杂质颗粒。为了避免这种情况的出现，应当采取更换密封圈的方法，确保液压油始终保持高纯度，以防止杂质颗粒混入其中。

2.2 油温急剧升高

掘进机的液压系统在正常运转时，液压油的温度一般保持在600℃左右，如果温度值超过600℃，液压系统的油缸动作就会变得迟缓甚至丧失功能性，同时，液压油温度过高也会加快系统组件的老化速度。而导致油温升高的主要原因是由于作业人员操作不规范或者违反操作规程，以及在系统设计阶段，液压系统结构设计不合理。针对这一故障类型，检修人员应当在每一个作业班次结束后，对机体冷却循环系统的运行状态进行检查，并对液压系统经常性进行除污除垢处理，保证系统能够始终保持正常的散热状态，以降低液压油的温度，延长液压系统的使用寿命。

2.3 溢流阀故障维修

溢流阀是掘进机液压系统中具有保护功能的一种重要装置，在掘进机运行过程中，溢流阀对闭式回路与液压油缸起到保护与防护作用。因此，当溢流阀出现故障时，应当及时对其予以调整和维修。具体的调整步骤如下：第一，泵的循环系统中的溢流阀一般安装在四联控制阀组当中，属于最为基本的液压控制动作阀。在外界荷载为零的情况下，将溢流阀拧入四联控制阀组体后方，可以对压力值进行调整。需要注意的是，在阀体从四联控制阀组当中拧出之前，应当清空溢流阀内的压力，以避免损坏锁紧螺母处的阀芯。第二，水平摆动油缸，溢流阀的安装位置处于双联单向阀组内。由于液压泵循环系统的压力值低于31.5MPa，因此，需要对切割臂水平摆动系统的溢流阀进行调整，调整后的压力值为34MPa，调整完毕，将切割臂转到极限位，再将与切割臂相对应的溢流阀的压力值分别调整到31.5MPa的标准值，而以于液压循环系统的溢流阀在此时需要调回20MPa。第三，铲板油缸的溢流阀安装在转台与机架十字构件之间的盖板上面，在调整过程中，需要将铲板上升到极限位，然后将溢流阀的压力值调整到18MPa。第四，对于后稳定器油缸的溢流阀，一般安装在分配组内，而分配组所处的位置一般在油箱壁面上。因此，首先需要将稳定器调整到极限位，然后将溢流阀的压力值调整至5MPa。

3 完善专家系统

近年来，随着人工智能等高科技技术的日渐纯熟，煤矿掘进机的专家维修系统也逐步在故障排除方面表现出一定的优越性。其中，该系统主要涵盖学习机、人机接口、数据库、知识库、解释器以及推理机等多个单元，因此，这一系统能够对掘进机各种不同类型的故障进行辅助检查，并且检查过程简单快捷，检查效果显著。专家系统的主要工作原理是：首先收集掘进机电器系统控制量变化、压力值变化、温度变化数据，然后根据油温、压力、状态参数自动识别和判断掘进机的运转状态是否正常，进而完成故障自动诊断过程。诊断数据与数据库当中的监测数据比对之后，可以推导出最终的诊断结论。这既能够避免人为诊断失误的发生，同时，也能够提高故障诊断效率。

4 结语

综上，为了保障煤矿掘进机能够始终保持正常的运转状态，延长掘进机的使用寿命，设备检修人员应当树立高度的主人翁责任意识与大局意识，进一步增加日常检查频次，对在检查过程中发现的故障及时予以排除，同时，需要不断提升专业维修技术水准，积极借鉴先进的检修经验，为提高煤炭产量与质量奠定坚实基础。