MG650/1630-WD 型采煤机优化改进设计及实践

李泽宇

（晋能控股煤业集团马脊梁矿，山西 大同 037000）

晋能控股煤业集团马脊梁矿自矿井成立以来，一直采用MG 型采煤机进行生产。从之前工作面MG650/1630-WD 采煤机的工作情况来看，采煤面采煤过程中故障频发，时常需要停机检修，影响煤矿生产效率。为保障该煤矿8127 工作面智能化开采的需要，对MG650/1630-WD 采煤机进行了优化改进设计[1-5]。

1 MG650/1630-WD 型采煤机故障类型及原因

对马脊梁矿MG650/1630-WD 型采煤机2020 年1 月至2020 年12 月期间的故障类型进行分析总结，主要分为牵引变压器故障、截割电机故障、截割电缆保护装置故障、冷却调高系统故障四种。

1.1 牵引变压器故障及原因分析

MG650/1630-WD 型采煤机牵引变压器损坏故障较频繁。由于牵引部变压器固定方式不当，自身防震性能不佳，因而在受到强烈的震动时变压器固定脚受破坏致固定脚断裂，变压器发生损坏无法正常使用。牵引部变压器发生损坏后，必须及时地停机检修，并对其进行更换，而1 台新的牵引部变压器设备的成本约20 万元。

根据现场情况，引起该故障的主要原因为：（1）当采煤机进行截割作业时，遇到较大硬度岩层时采煤机各组成部分都会遭受较大震动，影响设备的安全性；（2）工作面上垮落的原煤及矸石物料在冲击力下会撞击采煤机，采煤机的震动加剧。这两种原因都可能造成采煤机牵引部变压器发生损坏故障。

1.2 截割电机故障及原因分析

MG650/1630-WD 型采煤机截割电机故障较为频繁。截割电机发生损坏故障后，必须停机进行更换，影响截割部作业效率。

根据现场情况，引起该故障的主要原因为：（1）截割电机采用8个六方形M16×50型螺栓进行固定，理论上其固定的稳定性较理想，但是从采煤机的实际情况来看，在生产过程中固定螺栓会在设备的不断工作震动下出现松动、固定不牢靠的问题；（2）该采煤机的截割电机联接件设计时的强度较小，当固定螺栓在震动、固定不牢靠的状态下会极易损坏到截割电机机体，影响截割电机的安全稳定运行。

1.3 截割电缆故障及原因分析

MG650/1630-WD 型采煤机截割电缆常发生故障，截割电缆一旦发生破坏损伤故障，就必须进行全面换新，一套新电缆的采购成本约10 万元，维修更换时间约为6 h，影响采煤机的正常作业。

根据现场情况，引起该故障的主要原因为：（1）煤矿井下空间狭小，生产环境恶劣，包括截割电缆在内的电缆的数量众多，排布混乱，同时因为电缆没有安装电缆保护装置，电缆在大块原煤及矸石的撞击下极容易发生损伤，无法正常使用；（2）随着采煤工作面的不断推进，电缆也需要同步进行拖动移动，在电缆拖动移动的过程中，因没有保护装置，电缆在巷道地面上不断摩擦进而容易发生损坏，导致无法正常使用。

1.4 冷却调高系统故障及原因分析

MG650/1630-WD 型采煤机常发生冷却调高系统故障。冷却调高系统故障发生后，对于该处管路的维护和检修难度较大，需投入大量人力物力，时间消耗量也较大，维修效率不高；无规则不均匀分布的管路设计使其必须更厂采购零部件，设备维修时间跨度长、费用高。

根据现场情况，引起该故障的主要原因为：（1）冷却调高系统管路的设计为无规则不均匀分布，使用性能不佳；（2）管路设计时位置较低，易被大块的原煤及矸石撞击而损坏，无法正常使用。

2 MG650/1630-WD 型采煤机的优化改进设计

基于MG650/1630-WD 型采煤机以往的故障类型及原因分析，对其进行针对性的优化改进设计。

2.1 牵引变压器固定方式的优化改进

（1）增强牵引变压器固定地脚强度。固定地脚上焊接一厚度为16 mm 的Q235 钢板，在钢板上均匀钻设Φ18 mm 的8 个圆孔，并通过螺栓固定在牵引变压器上。该优化设计能有效地提高牵引变压器固定地脚强度，在受到剧烈震动的状态下固定地脚也会保持稳定，固定地脚不会发生松动损坏现象，固定地脚的安全性和可靠性增加。

（2）增加牵引变压器的抗震性能。在牵引变压器底部位置增设一厚度为12 mm 皮带。该设计可调整以往的刚性接触为现在的柔性接触，当发生震动时柔性接触能有效地吸收部分震动，起到减震的效果，降低震动对牵引变压器损坏作用；在固定地脚增加的焊接钢板上再次增加一厚度为6 mm 的Q235 钢板，该钢板用来对螺栓进行进一步的压紧、固定，起到对螺栓进行防丢失保护效果。

2.2 截割电机固定方式的优化改进

（1）在截割电机外部区域位置增设一厚度为16 mm 的圆形钢板，并将该钢板做为卡圈完整地套在电机外圈之上，实现对电机的有效固定。

（2）进一步增加电机固定强度，将以往截割电机的8 个六方形M16×50 型螺栓数量调整为12 个。该设计可完整解决截割电机松动、不牢固的问题。

2.3 截割电缆保护装置的优化改进

增设截割电缆保护装置，该保护装置采用厚度为20 mm 的高强度钢制成，其尺寸长×宽×高=400 mm×250 mm×20 mm，采用3 个六方形M30×150 型螺栓进行固定。截割电缆保护装置的设计可以有效地预防垮落大块原煤及矸石对截割电缆的损坏，同时也可以保护其不与巷道地面发生摩擦损坏，提高截割电缆使用的安全性和可靠性。

2.4 冷却调高系统的优化改进

（1）为保护冷却调高系统管路不受大块原煤及矸石的撞击，从安装位置、高度、尺寸等参数对管路进行了优化设计，对冷却喷雾系统的所有管线进行调整，让其维修更换更加便利，同时可对液压管路产生保护。

（2）将冷却调高系统的接头全部调换为普通液压管接头，实现机械设备接头的互换，能有效地降低接头维修更换时的时间和材料成本。

3 应用及效果分析

MG650/1630-WD 型采煤机按以上优化设计方案进行改进后，于2021 年1 月在马脊梁矿8127 工作面智能化开采中进行了生产实践。从实践应用效果来看，改进后的采煤机截割作业正常，使用性能大幅度提高，能满足煤矿井下空间狭小和恶劣生产环境的安全生产需求；采煤机故障率大幅度降低，同时期内故障发生率降低了85%，极大地提高了采煤机运行的安全性和稳定性；每年可为煤矿节约设备维修和材料费用约50 万元。MG650/1630-WD 型采煤机优化改进设计方案改进马脊梁矿8127 智能化工作面开采条件，安全、经济效益显著。