煤矿掘进机论文

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煤矿掘进机论文:煤矿井下掘进机电设备的节能策略

【摘 要】煤炭是我国的重要能源之一，也是工业化生产得以持续进行的基础，随着科学化发展进程的不断加快，煤炭工业也得到了进一步的推动，成为国民经济发展的重要支柱产业。近年来，我国一直大力提倡节能减排，而煤炭行业则顺理成章的成为减排的重点领域。机电一体化条件下的煤炭开采，使得煤矿机电的发展有了进一步突破，而这类机电设备的运行也在无形中加大了电力消耗。随着社会对于煤炭开采行业的要求不断提升，井下掘进机电设备的容量也随之增加，为此，相关部门必须尽快采取有效的节能管理措施，以保证对井下掘进机电设备的用电量的合理掌控。

【关键词】挖进设备 煤矿 节能减排

煤矿井下掘进机电设备的线路铺设距离远，且适用范围广泛，能够应用于多个领域。想要合理控制井下掘进机电设备的用电量，就要从多个角度、多个领域，全方位的制定方案，针对不同矿井的特色，选取适宜的设备，以真正实现节能减排。本文中，笔者主要分析了目前我国煤矿行业的发展现状，并从掘进供电设备的选取以及井下掘进设备的管理两个方面展开论述，剖析了煤矿井下掘进机电设备的最佳节能举措。

1 保证设备选择的科学性

掘进机供电设备的选择是一门艺术，合理的设备选择能够确保采掘开发过程中的耗电量得以降低。通过分析煤矿井下的施工环境我们可以发现，由于其空间狭隘，瓦斯、甲烷等易燃易爆气体含量较高，燃油设备很难真正在矿井下发挥其功效。为此，使用掘进机电设备进行开采是环境驱动的必然选择，它不但能够从根本上保证缩小电能消耗，还能够确保施工过程的安全。

（1）对设备的容量进行合理选择。煤矿井下挖掘工作离不开动力变压器的辅助，该设备能够保证掘进工作的动力，同时能够确保能源的节约，是井下掘进工作的主要工具。煤矿井下掘进机电设备的选用应该重点考虑设备的节能化和干式化，就算存在特殊情况，需要使用油浸式的变压器，需要充分考虑设备的节能因素。目前市场上的小型煤矿以及部分非法小煤窑仍旧在使用油浸式变压器，这类变压器耗能高，且多数是被二次利用，所以引发了电能的大量消耗，也对施工过程造成了巨大的安全隐患。通过数据对比煤矿掘进机电设备的使用情况可以看出，节能型的KS9231型变压器平均每年的电耗要比普通动力变压器节省8400千瓦时。此外，煤窑开采过程中使用的负荷率小于30%的变压器基本都存在空载运行状况，这就导致了大量的电能被无故浪费。由此可知，选用电压器时一定要考虑设备的适用范围以及节能效果，应用范围广泛的变压器能够有效的实现节能降耗的作用，为煤矿生产行业的发展带来可观的收益。

（2）煤炭输送机的合理选用。煤矿井下输送机主要以刮板式和带式输送为主要输送方式，以达到将挖掘下来的煤炭传输到指定部位的目的。实践中我们发现，每台SJ-80型的带式输送机能够输送800米的距离，其每一小时能够输送400吨的煤，与此同时，每台SGW-80T型的刮板输送机只能输送160米的距离，其每小时的输送量只有150吨，由此可以看出，带式输送机对于提高煤矿的生产效率，节约电能将有很好的效果。

2 加强机电设备的管理

想要提高电能使用效率就要在井下挖掘设备的选用上下功夫。如果在设备的使用和维修方面没有掌握适当的尺度，就会造成电能的大幅度浪费。为此，笔者从煤炭挖掘设备的管理和使用方面展开了论述，以期对煤炭行业的节能减排提供一些帮助。

（1）提高掘进机的功率。功率因数的高低将直接影响井下掘进机电设备的使用效率。调查显示，我国多数煤矿的供电功率因数处于较低水平，这是导致大量电能流失的主要原因，而供电电压的质量也将由此受到制约，其最终后果将是整个供电系统的电能损耗。为此，应该在井下掘进机电设备中安置就地补偿装置，以适当提升供电功率因数，保证供电设备的电能消耗量达到最低水平。

（2）缩短低压供电的距离。井下掘进机电设备的功率是恒定的，这就使得供电电压的高低将直接决定工作电流的大小，换句话讲，工作电压与电流之间呈负相关。一旦低压供电所涉及的工作线路较长，因为线路的抗阻增加，就会直接导致电流传输过程中的损耗加剧。为此，缩短低电压供电的距离对于减少电能消耗将起到良好的效果。另一方面，因为掘进机电设备的电流与电压之间的负相关关系，将供电电压提高将是减小电能损耗的又一途径。目前就有很多大中型的煤矿供电系统利用变电站，将其本来的380V供电提高到了660V乃至1140V，这在降低电能损耗方面收获了良好的效果。

（3）节约设备的用水、用液。煤炭开采阶段，如果遇到地质紧密、坚硬的部分就要用乳化液喷洒以降低工程难度，由此，掘进机电设备的工作要在乳化液泵厂的辅助下完成。但是，由于一些员工试图减少自身的工作量和工作难度，私自将操作步骤简化，在开启掘进设备的同时启动液泵，造成了大量的液体浪费，也由于液泵的持续工作，引起了大量的电能消耗。为此，一定要合理改善液泵管理环节的漏洞，将节水、节液作为节电的主要手段。

（4）对设备保养制度予以完善。由于煤矿井下掘进机电设备需要在潮湿、阴暗、粉尘较多的环境下工作，所以锈蚀情况时有发生，为了防止由于粉尘进入设备诱发的设备运转不灵，就需要相关部门加大设备管理力度，对井下掘进机电设备展开定期维修、保养，对设备的检修工作做到足够的重视。此外，还要加大设备渣滓清理工作的力度，保证设备的灵活运转，从而提高设备的工作效率，以辅助节能减排工作的顺利展开。

3 结语

煤炭是我国的重要能源之一，也是工业化生产得以持续进行的基础，随着科学化发展进程的不断加快，煤炭工业也得到了进一步的推动，成为国民经济发展的重要支柱产业。如何在保证经济发展的前提下保证煤炭行业的节能减排对于社会的发展意义重大。机电一体化条件下的煤炭开采，使得煤矿机电的发展有了进一步突破，而这类机电设备的运行也在无形中加大了电力消耗。本文中，笔者主要分析了目前我国煤矿行业的发展现状，并从掘进供电设备的选取以及井下掘进设备的管理两个方面展开论述，剖析了煤矿井下掘进机电设备的最佳节能举措。笔者指出，引进先进的井下掘进机电设备，对设备的维护和保养展开有针对性的管理等都将有效的实现井下掘进工作的节能减排。

煤矿掘进机论文:井工煤矿掘进机械化探析

【摘要】在煤矿建设开采进程当中，伴随着科技水平的显著提升，机械化施工技术活动广泛应用，顺应当代矿井综合开采能力，推动煤矿井巷工程项目施工快速开展，充分满足煤矿高产要求。在此，本文将针对井工程煤矿掘金机械化进行简要工程。

【关键词】 井工煤矿；掘进；机械化

1.前言

纵观可知，煤矿生产相关的生产能力以及连续采掘、安全作业、经济效益等跟掘进水平以及掘进技术、掘进装备等各项内容有着直接必然联系，其影响十分深远。在我国现代化煤炭生产进程中开展安全高效的矿井建设工作，建议选用先进综合机械化掘进模式，在实现先进水平显著提升的同时尽可能发挥综合掘进机器设备的应用成效，给予相关作业线综合配套问题高度重视。

2.简述综合机械化施工技术相应特征

在煤矿工程建设以及日常生产进程当中有效使用综合机械化施工技术，其能够促进作业效率的强化提升，确保生产安全。具体来说，综合机械化施工技术的主要特征为，第一，高效性，通过对比传统意义上的煤矿普采作用，综合机械化作业可获取更好工作成效；第二，高产性，在实际的综合机械化应用进程当中，涵盖有煤炭开采以及巷道掘进、装运煤炭等多个环节的工作效率显著提高，与此同时，施工人员作业难度获得大幅降低；第三，安全性，综合机械化加强机械化程度成效能够通过工作效率提高进行展现，此外也可基于抑制人劳动时间方面实施体现，在此进程中，采煤操作者人身危险因素实现优化控制，进而尽力保障实际作业安全。

3.井工煤矿机械化掘进工艺

3.1煤巷掘进

高效实施煤巷机械化掘进作业的相应方式主要包括三方面内容，悬臂式掘进机设备以及单体锚杆钻机配套作业线；掘锚一体化机组设施；连续采煤机设备以及锚杆钻车配套作业线。具体来说，第一，煤巷悬臂式掘进，该项工艺措施包括配胶带运输机出煤以及悬臂式纵轴掘进机、单体锚杆钻机支护等多种作业模式，能够更好地适应实际的煤层赋存条件，该工艺特征为电气系统可进行合理的PLC控制，监控检测工作可实现自动化，便于针对故障诊断进行辅助；液压传动结构相对较为简单，可实现便捷操作；机型构造十分紧凑且很简单，拥有较高稳定性；可实现便捷检修操作，容易操控。第二，连续采煤机掘进，在多巷掘进进程当中通常选用连续采煤机快速掘进技术，即使基于相同设备实施掘进难以平行于锚杆支护作业，若是运用多巷道掘进方式实施交叉操作，则可做到掘进及锚杆支护平行施工，当连续采煤机设备进入巷道之后，在社设备实现一定距离掘进操作之后，通过联络道连续采煤机可退至另个巷道中，在此过程中锚杆钻车进入巷道，而后可实施锚杆支护施工作业。历经往复交替循环施工，可做到掘进以及锚固平行作业。在长壁工作面顺槽上使用连续采煤机设备应采取三巷和双巷掘进方式，单巷掘进难以顺利实现，该类型掘进方式存在有较大巷道空顶距离，针对实际地质条件要求相对较高，进而在煤巷掘进中有着一定程度条件限制状况。

3.2岩巷掘进

全液压钻车钻爆法破岩工艺――该工艺使用液压钻车实施炮眼钻凿措施，进行爆破落岩，此工艺钻进速度很快且相应的凿岩成效较高，尤其是可获取较高的硬岩钻进效率，使得凿岩所用时间大大减少。与此同时，使用此施工技术可实现较高钻眼质量获得，并充分保障爆破成效，涉及作业操作人员相对较少且工作效率相对较高，通常是选用两人进行钻车作业，若技艺熟练则可一人展开操作。能够有效完成深孔爆破行为，让爆破效率大幅提高，强化循环进度。在实际施工操作中司机距离迎头较远，进而可充分保障作业拥有较高安全可靠性。相较于风动凿岩机设备运行而言，液压凿岩机设备产生的噪音更少一些，促使工人现场劳动环境得以优化改善，激发单进潜力，日后该工艺可积极发展成为硬岩掘进主流工艺。

全断面岩巷掘进机的破岩工艺――在国外，该项掘进工艺已经发展的十分成熟，其可谓为集破岩、装运、支护等工序于一体自动化程度较高的施工工艺和装备系统。相较于传统意义上的钻爆手段而言，此类工艺颇具快速、高效、安全可靠、施工质量好、对围岩的扰动小等优点。由于TBM设备长度大，不便转弯，设备安装拆除工期长；又属于机械切割破岩，坚硬岩层中使用时，设备故障率高，效率低。因此，一般用于铁路隧道和城市地铁隧道施工，除平硐开拓的煤矿外，TBM不适合于煤矿井下施工。

破岩设备主要包括全液压钻车以及全断面岩巷掘进机设备、储装运系统等多项内容，具体来说，第一，全液压钻车，基于液压钻车作业线的合理应用，可实现劳动效率的显著提升， 保障生产安全，强化单进水平，纵观可知，液压钻车相关的推进器以及支臂、千斤顶等均使用的为液压结构，同时将液压锁安装设置在工作油缸前端位置，伴随着工艺水平的显著提高，造成巷道作业施工面得以扩张，在实际生产建设过程中凿岩钻车的优越性愈发突显，对应的应用要求同样很高，具体的工艺流程是全液压钻车钻眼至人工爆破落岩至侧卸车装岩至矿车运输至锚杆支护至喷射混凝土。第二，隧道全断面岩石掘进机设备在国外使用已经有百年历史，然而该项技术在我国发展甚为缓慢，研究表明，我国自主生产的掘进机单机实施单头掘进所得隧道长度均不超过一千五百米，难以充分适应较长隧道实际工程需求。第三，储装运系统，研究我国范围内岩巷矸石储存运输工艺可知，其大都选用钢丝绳设施针对靶斗实施牵引进行装机，同时配置矿车设施进行装运，矸石储存多选用巷道方式。为大大提高单进水准，则需配置良好的出矸工艺系统，然而该种方式涉及的成巷时间相对较长且装车效率很低，导致形成较差的安全稳定性能。为促进岩巷单进水平的显著提高，建议选用机械化工艺措施，优化爆破以及装配、储存、运输多个系统。

3.3综合考虑岩巷悬臂式掘进机工艺

要求除尘机设施应努力系列化，使得其可有效匹配跟使用地点的压风量设计，如此一来，除尘效率得以大幅提升，除尘效果可获充分保障，可实现优良作业环境的充分营造。针对旋转密封问题进行优化解决，做到高压内喷雾，可起到良好的喷头防堵作用。要求后配套系统应采取有效措施针对矸石的储存缓冲问题进行解决，将掘进机设备效能最大限度发挥出来。某些断面悬臂纵轴刀盘加冲击头的岩巷掘进机可能是解决岩巷掘进的有效途径。

4.结语

综上可以知道，在我国煤矿建设进程当中，综合机械化掘进施工技术有着较为广泛的合理应用，其重要性不容忽视，可实现煤矿工人劳动强度的大大降低，同时加快巷道施工效率，减少井下作业人数，优化改善施工作业环境，推动我国煤矿事业可持续发展。

煤矿掘进机论文:煤矿井下掘进机电气设备的节能措施分析

摘要：煤炭是现代工业生产不可或缺的能源，也是人类赖以生存的重要能源。在当前深入贯彻落实科学发展观的背景下，煤炭开采也需要降低能源消耗，实现绿色开采。掘进机电设备是煤炭开采的主要设备，因此如何实现设备在井下作业时节能降耗是急待解决的问题。希望本文能够对同行业掘进机电设备的节能降耗有所帮助。

关键词：煤矿；井下掘进机电气设备；节能

引言

煤炭作为人类赖以生存的能源基础，在当今这个节能减排的环境下，对于煤炭开采本身的节能有着重要意义。因此，在煤炭开采过程中主要是提高煤矿井下掘进机械设备的节约能力。要增加机械设备的节约能力，首先是从机械设备本身的性能上进行改进，其次是对机械设备的管理，通过对这两方面的有效控制能够在很大程度上提高煤矿井下掘进机设备的节能效果。

1、掘进机供电设备的选择问题

煤炭开采时井下使用的设备主要是掘进机电设备，这些设备的主要特点是线路的铺设比较长，种类也比较多以及使用的范围也比较宽泛，再加上运行的时间较长，对能源的消耗比较大。因此要采取多方面的措施实现掘进机电设备进行全方位的节能降耗。

1.1、对变压器以及变压器容量的选择

在井下工作时，动力变压器是最为主要的供电设备，因此，在动力变压器的选择上既要考虑变压器能够有足够的动力进行采煤作业，同时还应该对变压器的节能性能进行考虑。煤矿进行掘进机电设备的动力变压器在选择的时候一般应该选择节能化和干式化的变压器设备。在比较特殊的情况下，可以选择油浸式的动力变压设备，但前提保证这种变压设备也是节能的。当前，我国一些私人开采的煤矿或者规模较小的煤矿，采煤时仍旧使用的是电能消耗量过高的设备进行作业，有的甚至还在使用被淘汰的油浸式变压设备。这些小煤矿为了降低成本，攫取大额利润，使用这些高耗能的变压设备，造成了大量的能源流失。对掘进机电设备的能量消耗调查，其结果表明，采煤时使用节能型的KS9231型号的变压器，每年的节电量至少有8400千瓦时。除此之外，依据煤矿开采的具体实践经验，当下大多数煤矿使用的变压器负荷率不到30%，这些变压器存在着非常严重的空载运行现象。虽然消耗了大量的电能，却做了无用功，没有对工作效率的提升产生明显的影响，却造成了大量的电能消耗。所以，在进行动力变压器的选择时，要选择应用范围较为广泛、节能效果较好的变压设备，这样不仅可以节能，还可以为企业减少成本，增加经济效益。当前新型的变压器已经更新为S11、S15系列。这类变压器是一种非晶合金变压器。非晶合金变压器能够降低机器工作时产生的噪音，减小电能的损耗，因此，非晶合金被称为当代最佳变压器制作材料。

1.2、煤炭输送机的选择

我国目前煤矿井下的输送机的种类主要是带式输送机以及刮板输送。输送机的主要作用是将掘进机采挖的煤运送到指定的地方。分析实际生产的数据表明，使用SJ―80型号的输送机每个小时可以运送煤炭400吨，运送的最远距离可以达到800米。如果使用SGW―80T型号的输送机，每小时仅能输送煤炭150吨，运送的距离也仅仅只有160米。通过对以上数据的比对，可以发现，与刮板式输送机相比，带式输送机的输送能力更强，输送的距离也更远，同时也更能节约电能。

1.3、节能电动机的选择

在掘进机设备中，电动机的使用非常广泛。与新型的电动机相比较，传统的电动机节能效果不好，在使用的过程中，极其容易造成能源的浪费，因而，在电动机的选择上要选择节能型的电动机。新式的电动机是通过对传统电动机的改造，使用新材料制成的。它能够有效减少在煤炭开采中电能的损耗。节能电动机设备可以降低电磁能，以减少机械运动中能量的损耗，因而电动机的运行效率就大大提升了。不仅如此，在电动机使用效率大大提升的同时，噪音污染也得到了有效的控制。

2、煤矿井下掘进机电气设备的节能措施

2.1、设备供电电压的合理调整

在煤矿井下掘进设备的用电功率保持平衡的前提下，设备运行的过程中，供电电压往往与设备运行电流成反比关系。供电电压的不稳定，会相应导致设备运行电流的不平衡，使得设备线路承担的压降与实际损耗也出现波动，一定程度上会导致能源浪费情况。通过均衡平稳升高供电电压，能够使得设备运行电流保持平稳降低，对应线路承担的压降及实际损耗也相应降低。

这需要在实际工作当中，以保持电压平稳为前提，科学合理的应用高电压，并采取措施使低压供电距离变短从而实现有效节能。具体可采用为设备配备相应的移动式变电站，伴随着设备工作进度，随时保持配套供电，尽最大可能，减少因设备线路太长出现阻抗过高情况的出现，避免了能源的浪费。

2.2、设备配套电力变压器的节能措施

科学合理化的选择配套电力变压器，可以保证供电电压的稳定，达到节能电能消耗的目的。这就需要相应设备管理人员定时定期对电力变压器的负荷率进行深入检查，若电力变压器负荷率低于30%，则应当及时采取调整措施，应当确保电力变压器的平均负荷率不低于50%，才能够真正达到节能减耗目的。若变压器不符合节能标准需要进行调整，则以井下掘进设备的能耗情况，采取调整或直接更换现有变压器等措施。

（1）节能变压器的选用

效率高、能耗低是选择井下掘进设备配套变压器的重要目标，符合标准的节能式变压器能够在极大程度上避免激磁电流导致的设备铁损、漏磁等情况的出现，减少负载电流经过变压器线圈式电阻过程中出现的消耗。

（2）变压器数量的控制

大部分煤矿企业的井下掘进设备负荷均属于三级程度，此时根据设备实际情况装配一台变压器，若此时设备一级与二级负荷占有较大比重，则还应当额外装设两部供电电源并加设两台变压器。若为井下等较特殊的区域，则应当合理变通，选择数台小容量变压器共同运作的方式实现节能。

（3）变压器容量的把握

通常情况下，若要充分发挥电力变压器的作用，则需要确保电力变压器的负荷率平均值达到其额定容量的50%-75%范围内。而又由于变压器的不稳定性，其负载与相应的运行参数可能在实际投入使用时出现不稳定变化，存在超载等潜在问题，这就要求选择变压器时全面考虑。在实际选用变压器时，不需要过分考虑到其最大功率，而应当充分分析其平均功率，并结合日常工作中的常用功率，综合实践经验，选择最为适用的变压器。在防止变压器因空载导致的能源损耗基础上，还要避免因电压器负载过大导致的能源损耗。

2.3、合理地选择和利用电动机

在煤矿中电动机的使用非常广泛，但是电动机的运行效率不高，造成电能的极大浪费。据不完全统计，电动机在煤矿井下工作中消耗的电能占总量的60%，电动机在工作中会受到多方面因素的影响，使其长期处于低功率的工作状态。要改变电动机的运行效率可以从两方面入手：

（1）定期对电动机进行检修，当电动机处于低功率状态时通过使用变频器对其进行调速控制，使之保持高速运行状态。在对变频器进行选择时要根据电动机的实际负荷情况进行合理地安装。

（2）购置新材料对电动机进行改造。改造后的电动机具有高效节能的效果，改进后的电动机主要是通过降低电磁能、热能和设备运行的机械能损耗，来提升电动机的工作效率，同时高效节能的电动机还能够减小设备运行时产生的噪音。

结束语

随着煤炭开采的不断发展，如何降低煤炭开采时的污染以及减少电能的消耗，是当下急需解决的问题。掘进机是采煤的主要工具，然而，在实际使用中，其耗电量之大是有目共睹的。为了降低对电能的消耗，急需对掘进机进行改造，以实现节能降耗的目的。

煤矿掘进机论文:煤矿掘进机液压传动故障分析

摘 要 煤矿掘进机液压系统不仅是煤矿掘进机系统中最重要的系统之一，也是最容易出现故障的系统之一，由于液压传动系统中的元件和辅件的多种多样，就导致了故障产生的多样化，下面我们就对煤矿掘进机液压传动系统中最常见的故障及其原因进行浅析。

关键词 掘进机；液压传动，故障；分析

煤矿掘进机液压系统是煤矿掘进机系统的重要组成部分，通过电动机把机械能转化为液压油的压力能来驱动液压油缸和马达工作是煤矿掘进机液压系统工作的原理，对液压主系统的功率和效益有着决定性的影响。因此，煤矿掘进机液压系统如果出现故障将直接导致主系统的失效，从而造成巨大的经济损失。所以，本文就对煤矿掘进机液压传动系统工作环境中最常见的故障及其原因进行分析和探讨，具有一定的参考价值。

1 煤矿掘进机液压系统的压力不足或无压力

发生这类故障首先检查液压泵是否有油液输出。如果没有油液输出，那么可能是以下3个方面原因：1）液压泵内部磨损严重或以损坏；2）液压泵的运转方向不对；3）吸油回路阻力过大（例如滤油器被堵塞）或油液粘度太大等，以至于液压泵不能排除油液。如果有油液输出，那么就应该检查其他各段回路的管路和元件，来找出让油液泄漏或短路的位置。其中溢流阀主阀芯或先导阀可能因为以下几个原因：（1）弹簧折断失去作用；（2）因锈蚀或赃物使其在开口位置卡住；（3）赃物堵塞了阻尼小孔等，让油液泵输出的油液在低压下经溢流阀流回油箱；位于压力回路中的一些控制阀，因为锈蚀或污物让阀芯在回油位置处卡住，导致低压回路和压力回路的短接。此外，也有可能是处于压力回路中的一些阀门的内泄漏严重，特别是执行元件的密封装置损坏严重或管接头处存在松动，都可造成严重内泄漏现象发生，可见图1。

2煤矿掘进机液压系统的工作机构速度不够或完全不动

发生这类故障的主要原因有以下3个方面：1）液压泵输出油量不足或没有油量输出；2）因系统泄漏过多，导致进入执行元件的流量不足；3）因溢流阀调定的压力过低，负荷不了工作机构的负载阻力。具体原因有以下四个方面：1）液压泵的运转方向不对或吸收的油液量不够。液压泵吸油回路阻力过大（例如滤油器被堵塞），吸油管存在漏气现象，液压油箱里的液面太低，泵内油液粘度太大和油温过低等，都会导致液压泵的吸收油液量不够，从而使输出油量不够；2）溢流阀或位于压力回路中的一些控制阀，因为锈蚀或污物让阀芯在进、回液口的连通位置处卡住，导致压力油流回低压回路；3）液压泵内泄漏严重。可能是泵内零部件磨损严重和密封间隙变大，导致液压泵内的压油腔与吸油腔连通短路；4）处于压力回路中的一些阀门的内泄漏严重，特别是执行元件的密封装置损坏严重或管接头处存在松动，都可造成严重内泄漏现象发生。

3煤矿掘进机液压系统的噪音和振动而引起的故障

掘进机液压系统的噪音和振动不仅会使煤矿生产的工作环境恶化，还会使机械设备的接管头松脱和断裂。发生这类故障的主要原因有以下3点：1）液压泵油液中混进了较多的空气；2）液压泵的流量脉动较大或脉动频率和管理及元件的固有频率相接近；3）管路固定得不牢固。产生这类故障的具体原因如下：1）如果吸油管路中存在气体，将会产生严重的噪音和振动。首先，可能是液压泵的吸液量太大但吸油管路太细而导致阻力变大，液压泵的运转速度太高，液压油箱里的液面太低或不通气，泵内油液粘度太大或滤油器被堵塞等，导致液压泵吸油腔的吸油量不足，造成局部真空，分解出溶解在油液中的气体，产生噪音；其次，也有可能是液压泵的吸油管密封不严实，泵内有液量不足，吸油过滤网部分外露，导致液压泵在吸油的同时也吸入大量的气体进入系统；2）液压泵和马达的质量不合格。柱塞卡死以及不能很好的消除困油现象，都将会产生噪音和振动3）其他方面原因。液压泵与电机的同心安装不一致或联轴器松动，也会引起液压泵的振动；设备的管子细长、弯头较多又没有一一固定好，且管路中的流速太快，也会引起管路振动，可见图1。

4煤矿掘进机液压系统的油温过高而引起的故障

发生这类故障的原因分析如下：1）液压泵内泄漏严重。液压泵内压力调得太高，泵内零部件磨损严重导致密封间隙变大，执行元件的密封装置损坏严重，泵内油液粘度太低等，都会导致泵内泄漏加剧；2）液压系统没有卸荷回路，当工作完成后不再需要压力油时，大量高压油液仍滞留在溢流阀中。当系统暂停工作时，如果液压泵还是以溢流阀调定的工作值来排油液回油箱，就会使油液发热，造成功率损失，因此就需要卸荷油液。卸荷主要是油泵以很小的流量或很低的压力来运转，减少油泵的输出功率，从而减少油液的发热，节约能量，延长系统的使用寿命；3）使用的油液粘度过大，造成过大的液压损失。粘度是工作液体的主要性能之一，使用的液体粘度越大，液压系统的机械摩擦和压力就越大，使阻力和系统的压降也在不断增加，造成温度升高，功率下降；4）冷却油的容器内被堵塞了，造成容器里的冷却水不能循环使用而使油液的温度升高，或冷却水的量不够，不足以把液压系统内的热量带走而使油液的温度升高；5）散热条件不好。工作环境里的空气流通不顺畅或油箱里的储油量太少，使油液的循环加快等都是导致散热不好的原因，可见图1。

5煤矿掘进机液压系统的操作人员的不规范操作而引起的故障

由于操作人员的不规范或粗暴的操作，导致产生冲击负荷，使掘进机频繁发生故障，减少其的使用寿命。产生的冲击负荷不仅会使机械构件过早的出现磨损、断裂、破裂等现象，还会使液压系统产生冲击压力，使液压元件损坏，高压油管和胶管的结合处过早的出现漏油和爆管现象，以及溢流阀内油温上升。

6结论

为了尽量减少煤矿掘进机液压传动系统故障，日常维护工作的细节很重要，我们应加大对日常维修工作的重视程度，做到在故障发生之前就将引起故障的各种因素及时消除掉，让系统能够正常工作，这样既能保证煤矿企业的正常运行，又能提高企业的经济效益，真正做到一举两得。

煤矿掘进机论文:煤矿岩巷掘进机械化作业线应用现状及探讨

摘要：本文简单的介绍了煤矿岩巷掘进的工艺以及其特点，并且主要分析了全液压钻车作业线。以期了解目前国内的煤矿岩巷掘进机械化作业线应用现状，从而有效地提高掘进机械化作业线的工作效能。

关键词：煤矿；岩巷；掘进；机械化作业线；应用现状

随着近些年我国国民经济的迅速发展及进步，需要越来越多的煤炭能源。我国目前的煤炭产量已经达到了30多亿吨，正向40亿吨的方向发展，每年大约掘进12000km的巷道。其中岩巷约为2000km，煤矿岩巷的施工工期长、施工难度系数大，而岩巷又是煤炭生产接续及新井建设的“咽喉”工程。岩巷岩石的硬度非常高，通常来说硬度系数处于4至8之间，甚至个别的可以达到14以上，另外我国目前的煤矿岩巷掘进技术还处于相对落后的阶段，种种因素导致岩巷掘进极大地限制我国煤炭工业的发展。因此，本文着重分析了我国煤矿岩巷掘进机械化作业线的应用现状，希望可以有效地提高煤矿岩巷掘进机械化作业线的工作效能。

一、煤矿岩巷掘进的工艺和其特征

目前我国多是采用手风钻钻孔，然后依次进行爆破、装岩机装岩（侧卸式、挖斗式、耙斗式）、矿车出渣、支护，这种施工工艺广泛运用于一些中小型煤矿，其具有初期投入成本低，使用灵活，可多台钻同时进行工作并且不受断面大小的影响等优点，因此其适应于施工断面小而不便机械化施工的煤矿区。然而这种施工工艺的人工成本过高、工作环境差、劳动强度大、钻孔速度低且危险系数高，这一系列的缺点表明我国煤矿岩巷掘进的施工工艺必须朝着机械化发展。

以下是我国目前较为经常使用的几种机械化施工工艺：

（1）全液压钻车作业线，先进行全液压掘进钻车钻孔，然后依次进行爆破、挖斗式（侧卸式、耙斗式）装岩机装岩、蓄电池机车+矿车、梭式矿车+皮带输送机+矿车出渣，最后进行支护。该种施工工艺的优点有很多：炮孔深度及角度易于控制，非常利于光面爆破，并且可以有效地节约出渣费用和支护材料；降低了工人的劳动强度，由于操作人员在操作时远离迎头，是在支护下作业，提高了安全性；降低了粉尘、噪音，有效地改善了工作环境，从而减少了工作人员尘肺病的发生；相对于风动凿岩，全液压凿岩机凿岩的能量利用率得到了提高；钻孔速度及施工进度也得到了有效地提高。然而，全液压掘进钻车作业线也具有缺点：设备的结构相对比较复杂，技术含量高，这也就要求维修人员及操作人员具有较高的素质；另外由于设备需要进行相互错车，在断面较窄的矿区无法使用，当前梭式矿车宽为1.8米，全液压掘进钻车的宽度为1.2米，那么也就是说岩巷巷道的断面宽应该要大于等于3.8米。

（2）钻装机组（钻装锚机）作业线，是把凿岩机械、装载机械综合于一台机械设备上，就是所谓的“一体化”产品，尽管机械化的程度很高，但是实际使用时掘进速度并不是那么的理想，并不能被称之为“高档机械化”的技术设备。但是钻装机组也有一定的优点，其在小断面的巷道中及掘进速度要求不高的巷道中可能会有比较大的优势。

（3）综合掘进机作业线，其施工工艺主要是先使用综合掘进机进行割岩，然后采用矿车、梭式矿车或者是皮带输送机进行出渣处理，最后进行支护。该种工艺由于没有爆破震动，所以不会导致围岩遭到破坏，并且可以连续出渣。然而也具有难以克服的缺点，主要有以下几点：截齿寿命低，使用成本过高；掘进岩巷的岩石硬度受到了限制，要求巷道岩石的硬度在f7以下；为了克服掘进机在切割时所产生的反作用力，而且由于设备的体积较大、机重也较重，该种施工方法不适用于断面小于19平方米的巷道且不便于下井。

二、全液压钻车作业线

1、技术发展的关键

液压钻车效能的根本保证是凿岩控制系统和高性能的液压凿岩机，因此，选择合适的液压凿岩机，并使液压钻车的参数、结构等同液压凿岩机的性能相互匹配，已经成为了全液压钻车使用和发展的关键。从21世纪初开始，我国国产的液压凿岩机的可靠性以及关键性能就开始出现滑坡现象，许多劣质的产品以低价的形式广泛地存在于国内市场，从而导致钻车同液压凿岩机的性能结构、参数不匹配问题普遍存在。比如说液压凿岩机的冲击力最高只能达到14MPa，冲击功率达不到16MPa时的四分之三；转速低于200r/min，转矩低于250N.m，凿岩的速度降低15%以上，也就是说本来完成一个凿岩循环只需要80min左右，但是现如今却要100分钟以上。液压凿岩机蓄能器隔膜、侧供水密封以及液压回转马达等各种元件的安全可靠性大大降低，导致安全事故发生率高。究其原因，主要有以下两个方面：液压钻车厂家忽视液压凿岩机的基础性能，只是延续了20年前液压系统的参数；有些液压凿岩机厂家为了降低生产成本，盲目地修改设备技术参数，加大供液流量。所以国内市场应该加强液压凿岩机的生产规范，做好监督工作。

另外，要想充分地利用液压钻车作业线，就必须选择合适的装载机械，目前我国主要使用侧卸式装岩机。近几年，也有一些煤矿使用挖斗式装载机同其配套使用，该种配套模式可以实现连续装载，减少履带行走机构的故障，避免装岩机前后反复运动；然而能否可以适用于各种煤矿岩石的条件，比如说岩渣块度尺寸较为大，煤矿岩石腐蚀性大，煤矿巷道必须使用装岩机清底等，这些都需要在实践应用中作进一步的考核。

2、运行方式

该种掘进机械化作业线适用条件为斜井、平巷，最小断面在14m2以上、进尺米数在300m以上。运行的方式为：使用液压钻车打眼，光面控制爆破，工作面的矸石使用挖斗装载机将其耙入梭式矿车（1号）内，梭式矿车（3号）上的矸石经胶带转装载机，直接把矸石装至标准矿车。然后每一台电机车牵拉16辆标准矿车，从而满足一组梭式矿车上的矸石都由一列车同时拉出的要求，保证装岩和耙矸的连续性，从而实现装卸的同步化。梭式矿车的底部有一台刮板输送机，在将梭式矿车拉到卸载目的地时，开动刮板输送机卸载出岩渣。另外梭式矿车可以和各种装岩机配套使用，适用于弯曲平巷或直巷施工。梭式矿车的结构非常特殊，它既可以单台使用，也能多台搭接组合使用。把梭式矿车搭接组列使用，可以一次将放炮爆破的岩石渣全部运走，进而确保工作面上的装岩机可以连续装岩。实际生产经验表明，在进行岩巷掘进工程时，采用梭式装载运输方式有许多优点：投入低、降低掘进成本、提高掘进速度以及简化运输系统等。

三、我国目前需要解决的问题

首先，改造现有的煤矿岩巷机械化设备，使得设备具有防止下滑的能力以及一定爬坡的能力，从而提高岩巷机械化作业线的适用性；其次，在使用全液压掘进钻车以及侧卸式装岩机时必须做好安全防护措施，比如工作面保护平台和临时支护，从而有效地降低安全事故的发生率；最后，研究分析使用挖斗式装岩机施工锚杆或全液压掘进钻车，提高设备的综合性能，从而从根本上提高施工的速度。

结束语

根据煤矿岩巷巷道及其作业面的具体情况，比如巷道的长度和断面，科学合理的选择施工工艺和作业设备，并且对机械化设备进行改进，提高我国煤矿岩巷掘进的机械化水平，减少人工劳动强度，从而提高生产效率，而且可以有效地降低煤矿安全事故的发生率。

煤矿掘进机论文:新时期煤矿岩巷掘进机械化的发展方向

摘要：叙述了煤矿岩巷掘进机械的发展历程，对全液压钻车作业线、气腿式凿岩机作业线、钻装机组作业线和掘进机法进行了分析，认为全液压钻车作业线仍是新世纪煤矿岩巷掘进机械化的主要发展方向，但代替气腿式凿岩机作业线要有一个过程；个别特大新建煤矿的长大平峒施工，采用全断面岩石掘进机可取得高掘进速度、高经济效益；新时期钻装机技术水平有所提高，但掘进速度并未有新突破，应发展小断面用产品。提高液压钻车作业线的水平，应注意以液压凿岩机为核心提高钻车性能，合理解决装岩机与转载设备配套方案，开发安全高效锚杆支护设备，重视配套凿岩钎具的科学性等。

关键词：岩巷掘进；全液压钻车作业线；气腿式凿岩机作业线；钻装机组作业线；岩石掘进机

按“十二五”规划，我国煤炭年产量正向40亿吨发展，年掘进约12 000km巷道，其中岩巷2000多千米，尽管只占巷道总数的20%左右，却大约是非煤巷（隧）道总进尺的3倍。而煤矿岩巷施工难度大、工期长，又是新井建设和煤炭生产接续的“咽喉”工程。

国家“八五”科技攻关结束后，总结多年科技攻关的经验，将“全液压钻车和侧卸式装岩机为主的机械化作业线”、“气腿式凿岩机和耙斗式装岩机为主的机械化作业线”，分别列为煤矿岩巷掘进的“高档”与“普通”机械化作业线。其中，“全液压钻车作业线”，已具有月掘进120m，年掘进1000～1200m岩石巷道的能力，开滦、邢台矿区等连续20余年在生产建设中取得良好的社会经济效益。

由于1995-2000年间煤炭行业出现经济滑坡等原因，现90%以上的岩巷仍采用气腿式凿岩机和耙式装岩机的作业线施工，月平均掘进速度仅有60m左右。进入20世纪，煤炭产量大幅度提高，安全意识强化，针对液压钻车等高档机械化设备使用量迅速增长、新用户使用经验不足、液压凿岩机等配套件出现质量滑坡、转载设备不完善、个别掘进队使用效果不理想等，煤矿岩巷掘进机械化问题重新引起人们的关注，在研究如何发挥全液压钻车-侧卸装岩机作业线能力的同时，有人再次寻求采用悬臂式掘进机、钻装机组（钻装锚机组）、全断面岩石掘进机械化方式的可能。回顾煤矿岩巷掘进机械化的发展历程，总结经验教训，研究国内外煤矿岩巷掘进技术的进展，明确煤矿岩巷掘进机械化的发展方向，有益于扭转煤矿岩巷掘进速度低、安全条件差的落后局面。

1 煤矿岩巷掘进机械化作业方式的探讨与实践

我国煤炭行业一直重视岩巷掘进机械化，1963年总结了“岩巷掘进十六项经验”，并于1973年进行了修改，其中包括一次成巷、气腿式凿岩机钻凿炮孔、耙斗式装岩机装岩、锚喷支护等，奠定了以气腿式凿岩机与耙斗装岩机为主的普通掘进作业线的基础[1]。

1960～1980年间，煤炭行业不断进行岩巷快速掘进以及施工装备的试验研究，研制了电动凿岩机、底卸式铲斗装岩机、侧卸式装岩机、蟹爪式装岩机、耙斗式装岩机、混凝土喷射机、液压锚杆钻车（锚杆打孔安装机）、皮带转载机、梭式列车等，并试制了掘进钻车、钻装机、全断面岩石掘进机等。

上世纪70年代末，煤炭行业引进了适用于煤矿的液压凿岩机、全液压钻车，并多方案地对岩巷掘进机械化作业方式以及关键设备进行研制、攻关，还引进了钻装机、悬臂式“岩石”掘进机等，其中，钻装机的数量多达22台套。到1995年，经过对“气腿式凿岩机-耙斗装岩机”、“全液压钻车-侧卸式装岩机”、“钻装机组（钻装锚机组）”、“电动凿岩机-耙斗装岩机”、“支腿式液压凿岩机-液压耙斗式装岩机”、“全断面岩石掘进机”等作业方式试验研究后，淘汰了“电动凿岩机-耙斗装岩机”、 “支腿式液压凿岩机-液压耙斗式装岩机”作业线；一度呼声较高、长期进行“攻关”的“钻装机（钻装锚机）组”和“全断面岩石掘进机”的研制终止下来，确立了“以气腿式凿岩机与耙斗式装岩机为主的普通机械化作业”和“以全液压钻车与侧卸式装岩机为主的高档机械化作业线”，并正式列入《煤炭工业矿井设计规范》（中国煤炭建设协会起草、中华人民共和国建设部批准、2006年1月1日起实施）[2]。

1.1 全断面岩石掘进机在煤矿的实践

煤矿全断面岩石掘进机的研制始于上世纪60年代末，到80年代，直径？准5m和直径？准3.2m的两种掘进机（见表1）正式用于岩石巷道掘进[3]，取得一定效果，也暴露出一些问题。

准5m掘进机于1986年6月～1989年末，在山西古交东曲煤矿东平峒试用（岩石抗压强度30～140MPa），共掘进3600m，平均月进103.4m，最高月进202m；月进100m以上的月份占40%，正常工作月份的机械利用率（掘进机开机时间与总时间的比值）为17.2%，最高月进尺时的机械利用率为24.9%；最佳日进尺12.7m，最佳班进尺5.8m。

准3.2m掘进机于1988年1月～1989年2月底，在云南羊场煤矿杨家矿井（岩石抗压强度50～180MPa）共掘进1014m巷道，平均月进尺156.13m，最高月进尺260.17m，最高日进尺13.6m，最高班进尺6.4m。

全断面岩石掘进机的应用证明了它的可行性，但与国外煤矿岩石掘进机平均月进尺300～400m，最高月进尺600m，最高日进尺20m的差距较大；平均月进尺低于液压钻车与侧卸装岩机作业线的实际使用效果；在地质条件复杂或岩石抗压强度高、磨蚀性大的岩层，不宜达到最佳速度；机械利用率大大低于国外的水平；全断面岩石掘进机重复使用可能性小，工程成本高。鉴于我国煤矿适于全断面岩石掘进机基本条件的工程极少，1990年起，未再安排新的研制计划。

进入21世纪，大同煤矿于2003年8月～2004年2月，在年产量1500万t的特大型矿井的平峒掘进中（掘进断面20.33m2；平峒掘进总长度3500m；基岩含砾粘土岩、石英砂岩、角闪片麻岩、混合花岗岩等，岩石抗压强度40～60MPa）使用美国罗宾斯（Robins）制造的岩石掘进机，完成掘进进尺2960m，平均月进尺493.3m[10]，最高月进尺650m，取得我国煤矿使用全断面岩石掘进机的最好效果。这个实例的特点是：年产量超过千吨的特大型煤矿建设工程、平峒长度3500m、岩石条件好，并采用了国际先进的掘进机。使用单位在技术总结中提到：“掘进机对地质条件变化的适应性较差，在复杂岩层中使用应进行充分论证；设备的成本及维修费用较高，工程的初期投入较大”[10]。这说明，适用于全断面岩石掘进机应用条件的煤矿岩巷工程不会很多。

1.2 煤矿岩巷钻装机组（钻装锚机组）的长期试验

煤矿从上世纪60年代起试验岩巷钻装机组，到1978年，共有50多台钻装机组在新汶、淮南、北京、抚顺等矿区试验。其基本结构是耙斗式装岩机、岩石电钻或气动凿岩机，凿孔速度低、事故率高，整机性能差，使用效果不佳；1976～1982年间，使用效果突出的抚顺老虎台煤矿，用钻装机掘进了1480m巷道，最高月进速度仅为100.5m（断面12.22m2、岩石抗压强度40～60MPa）。

从“六五”到“八五”末，有多家科研、高校、制造厂研制了不少于7种型号、采用液压凿岩机的钻装机组（钻装锚机组，参见表2），有代表性的JZZ8-12Y型钻装机，采用YYG90A型液压凿岩机，于1990年2月在陕西韩城下峪口煤矿应用（断面17m2），月进尺仅43m；1991年1月～10月在湖南资兴煤矿使用（断面14.27m2），月进尺也仅有87m。“八五”科技攻关的ZPG20G型钻装锚机组，因感到技术存在方向问题而终止了攻关合同。

上世纪80年代中期，煤炭行业引进了英国的钻装机组（见表3），其中，2000DL型21台。

英国钻装机采用侧卸式装载机构、安装了瑞典液压凿岩机，试验、使用效果优于国产钻装机，但也不甚理想。大同矿区于1985年3月试验TDR-6型钻装机，月进尺仅为87m（巷道断面16.6m2，抗压强度70～90MPa）；阳泉矿务局于1987年在贵石沟煤矿（断面20.4m2、岩石为石灰岩、砂岩、泥岩，以石灰岩为主，抗压强度70MPa）使用2000DL型钻装机，总掘进358m，平均月进尺89.5m，最高月进尺150m[4]，钻装机上COP1032型液压凿岩机的凿孔速度达1.79m/min，加上辅助作业时间的凿孔速度也达到1.17m/min；侧卸式装载机构的铲斗（斗容0.7m3）性能可靠，但整体综合效果不理想。尔后，2000DL型钻装机一律被调往鹤岗兴安煤矿，每年掘进巷道600多米，月平均进尺为50～60m，为该矿正式使用钻装机的最佳效果，应用效果与液压钻车作业的成效相差甚远。

1995年后，煤炭行业未再安排研制钻装机组和钻装锚机组的计划。

2000年以后，煤矿产量的提高使人们重新重视岩巷机械化问题，个别煤矿再次提出使用岩巷钻装机组。新时期的技术进步，使新研制钻装机的整体技术水平超过了上世纪。

然而，仍未取得理想的实际效果：三一重型装备有限公司2008年以来开发的CMZY2-100/18型岩巷钻装机，采用挖掘式装载、双臂液压凿岩结构，安装法国蒙塔贝特液压凿岩机，设计了负载敏感变量液压控制系统与专用离机无线电气控制系统，装机容量75kW，机重30t。还在CMZY2-100/18岩巷钻装机的基础上，开发了单臂钻装机产品。该产品采用了先进、可靠的液压凿岩机，设计技术完善、先进，双臂钻装机于2010年在山东古城进行工业性试验，日最高进尺5.6m，月最高进尺80m，使用效果不错，但月进尺尚未超过岩巷钻装机的历史最高水平。据了解，有单位购置机重26kg支腿式液压凿岩机，拟在挖掘式装岩机基础上组装钻装机，因液压凿岩机功率过小，钻装机的整体水平不会好于“三一重装”的产品。

1.3 全液压钻车作业线的应用

上世纪70年代末引进国外液压凿岩技术，促进了煤矿液压凿岩机与液压钻车的应用和发展。到80年代末，煤矿陆续使用了瑞典阿特拉斯・科普柯公司液压钻车2台、芬兰塔姆洛克公司液压钻车7台、法国赛可马公司液压钻车33台、德国扎尔茨吉特公司液压钻车2台[5]（见表4）。

煤矿行业自1981年研制全液压钻车和液压凿岩机，LC10-2B型液压钻车于1986年在山东省兖州兴隆庄煤矿试验，连续两个月进尺突破100m。1986年起，引进法国技术、安装HYD200型液压凿岩机的CTH10-2F型液压掘进钻车逐步实现了国产化。“八五”期间，又对液压钻车以及液压凿岩机等关键配套件的性能与可靠性进行了攻关，新设计的LC12-2B型液压钻车在技术上有所突破，并带动了国产液压凿岩机等配套件的技术进步，达到了煤矿岩巷月掘进120m，年掘进1000～1200m的攻关目标。

液压掘进钻车从进入煤矿起，就显现了优于其它作业方式的明显效果：

1980～1981年，山东新汶协庄煤矿使用瑞典TH430型钻车，在断面14.2m2的岩巷中掘进了1200m，最高月进150m。

1983～1984年，河南平顶山五矿使用芬兰CMH207-F4型钻车，在断面17.1m2的岩巷中掘进了2000m，最高月进143m。

1987～1988年，黑龙江七台河煤矿掘进了断面17.6m2的岩巷2180m，并首创月进180m，年进1000m以上的好成绩。

1988年起，使用CTH10-2F液压钻车的数量增多，并连创快速掘进记录：1988年12月，河北开滦钱家营煤矿创月进尺214.5m（断面14.7m2）记录；1989年1月，河北邢台东庞煤矿创月进尺217.8m（断面15.3m2）记录；1989年3月，江苏徐州矿务局建井处创月进尺224.7m（断面16.33m2）记录；1989年5月，河北开滦钱家营煤矿又创记录，月进尺达到252.4m（断面14.7m2）；1990年10月，江苏徐州矿务局建井处再创月进尺260.7m（断面15.5m2）记录。

1989年起，煤炭行业对钻车掘进队进行等级掘进队考评（见表5），到1997年，年进尺达到等级队的共有88个（次），其中，甲级队的年掘进为1053m～1686.8（断面14m2～21.4m2）；乙级掘进队的年进尺也超过了1000m（断面14m2左右）。

煤炭行业经济的滑坡曾使应用液压钻车的积极性受挫，但2001年后，煤炭产量连年增加，全液压钻车的需求量骤升，液压钻车和液压凿岩机的生产企业由2000年前的一家，分别发展到五家和两家以上；液压掘进钻车由原来适应断面17m2一种，发展为17m2（18m2）、21m2、27m2三种；其驱动功率也由45kW，发展到45kW、55kW、75kW三种。全液压钻车机械化作业线的扩大应用，进一步取得积极效果：开滦矿区始终保持应用10条以上液压钻车作业线，钱家营煤矿的3条作业线，连续实现年掘进1000m巷道以上，平均月进尺达100～120m[6]。2006年6月～9月，铁法小青煤矿使用CMJ-17型液压钻车与ZCY-60型侧卸式装岩机，在21.84m2的大断面岩巷，平均月进246m，最高月进251m，比使用7655气腿式凿岩机与耙斗装岩机时月掘进速度提高了170m[7]。2007年5月开始，鹤壁中泰矿业公司在断面16.7m2的岩巷，使用CMJ-17HT型液压钻车，月进尺连续达到95～100m，比使用气腿式凿岩机与耙斗装岩机的月进尺40～50m提高1倍[8]。2008年9月～11月，平顶山煤业集团在四矿三水平进风井19m2的岩巷（石灰岩抗压强度103MPa）使用CMJ17型液压钻车，平均月进尺127m，大大高于使用气腿式凿岩机时的月平均63m的掘进速度[9]。现代化矿井的国投淮南刘庄煤矿，在试用“硬岩”悬臂式掘进机掘进岩石巷道无效后，进口了5台德国单臂液压钻车，采用国产侧卸式装岩机与其配套，掘进断面28～30m2岩巷的月进尺达到90m。2001年后使用液压钻车的新汶孙村、河南郑州告城、山西西山官地、淮南谢桥等等，也都使掘进速度比使用气腿式凿岩机时提高30%～50%以上。

2 新时期对煤矿岩巷掘进机械化作业方式的再认识

新时期再次研究煤矿岩巷掘进机械化作业方式，依然是对掘进机法和钻爆法、钻爆法中的液压钻车施工法、气腿凿岩机法和钻装机（钻装锚机）法的讨论和认识。

2.1 科学地分析煤矿岩巷掘进的掘进机法

煤矿掘进机有全断面掘进机与悬臂式掘进机两种，按其破岩原理，全断面掘进机适用于全断面岩石巷道，悬臂式掘进机主要适用于煤与半煤岩巷道。

全断面岩石掘进机掘进法（TBM法）是全岩隧道（巷道）掘进先进、成熟的方法，在适宜的条件下（包括经济条件、工程的地质条件、使用条件等）能实现高速成巷，广泛用于隧道、涵洞等非煤工程。正如前面所述，我国煤矿使用全断面岩石掘进机已取得良好效果，但若广泛使用，受到技术经济条件的限制。

悬臂式掘进机主要适用于煤与半煤岩巷掘进，为扩大使用范围，截割电机功率已提高到400kW以上，虽在“岩巷掘进”中取得一定效果，也暴露了很多问题：淮南矿业的顾北煤矿使用英国多斯科公司MK3型重型悬臂式掘进机，掘进了635.24m岩巷（断面24.1m2，总长1877.8m，巷道岩层主要为细砂岩和砂质泥岩），最高月进尺208m，掘进工效是钻爆法的2.7倍。但认为，巷道应尽量布置在岩石抗压强度较小的岩层，当掘进机遇到坚硬岩石时，要辅以爆破[11]。开滦东欢坨煤矿于2008年10月起使用EBZ200H型悬臂式掘进机，在断面15.82m2的岩巷（岩石抗压强度50～80MPa），月进尺达200.3m，综合技术经济指标高于钻爆法，但遇到“坚硬”岩石时，需要放震动炮。淮南国投刘庄煤矿曾在岩巷试用“硬岩”悬臂式掘进机，但效果不理想，不得不改用全液压钻车作业线施工。

悬臂式掘进机切割机构的锥形截齿与全断面岩石掘进机的滚刀在破岩原理上有根本区别，其蟹爪装载与链式刮板转载输送机构，主要以煤和软岩为对象。若将悬臂式掘进机应用到岩巷，需对破岩原理、岩石可钻性、刀具结构与工艺、装载与转载方式等进行大量研究与试验。目前市场上出现了诸多“硬岩悬臂式岩巷掘进机”，但主要适用于半煤岩巷道或破碎岩层巷道，尚不能在全岩巷道掘进中正式取代全断面掘进机法与钻爆法。

2.2 煤矿岩巷钻爆法掘进机械化作业线的发展方向

上世纪80～90年代，欧洲煤矿为提高采掘机械化水平，矿井设计时尽量考虑多布置煤巷或半煤岩巷，使用悬臂式掘进机的煤巷与半煤岩巷道比例达到90%以上，以避免受到施工难度大、掘进速度慢的岩巷掘进的影响。对10%左右难以躲避的岩巷，将其断面扩大到适于使用全液压钻车，以提高岩巷的掘进机械化水平。近年我国煤矿掘进技术的发展，也基本遵循这一规律，岩石巷道的比例逐渐减少。但我国煤矿地域宽广、条件差异较大，岩巷的比例会长期占20%以上，总工程量大，研究如何科学地应用与发展钻爆法掘进，仍然具有现实的意义。

（1）煤矿岩巷钻爆法掘进机械化作业线的实质

煤炭行业于“八五”末，确定了推广“气腿式凿岩机与耙斗装岩机为主的普通机械化作业线”和“全液压钻车与侧卸装岩机为主的高档化作业线”，按国外经验与我国近期煤矿实践，与气腿式凿岩机配套施工的装岩机不一定是耙斗式；与液压钻车配套的装岩机也不一定是侧卸式。据笔者实际考察，法国某煤矿使用双臂液压钻车的配套装岩机是铲运机；德国某煤矿使用双臂液压钻车的配套装岩机是侧卸式；波兰某煤矿使用22kg级气腿式凿岩机（4台同时作业），配用了1.2m3斗容的侧卸式装岩机。开滦矿区使用全液压钻车多采用侧卸式装岩机，但范各庄煤矿却使用具有皮带装载机构的正铲、底卸式装岩机。近年，有煤矿采用挖掘式装载机与液压钻车或气腿式凿岩机配套，也取得一定效果。可见，体现煤矿岩巷掘进机械化作业线特征的关键，是凿岩施工采用全液压钻车或气腿式凿岩机，以“全液压钻车作业线”和“气腿式凿岩机作业线”称谓上述两条“作业线”更为合理。

“气腿式凿岩机作业线”的凿岩，手工操作劳动强度大、健康安全条件较差，被称为“普通机械化作业线”，实质上是“半机械化作业线”。“全液压钻车作业线”液压凿岩机能力与凿岩自动控制水平较高，特别是电液控制与计算机技术的应用，使钻爆法岩巷掘进的现代技术装备能与全断面岩石掘进机相媲美。

钻装机组或钻装锚机组，是将装载机械、凿岩机械（或含锚杆孔钻进机构）综合在一台设备上的所谓“一体化”产品，机械化程度较高，但实际掘进速度不高，应用效果不理想，还不宜称其为“高档机械化”技术装备。

凿岩机械和装岩机械是岩巷掘进机械化作业线的主要设备，但还应考虑“作业线”的其它配套问题，包括转载机械、运输设备、锚杆（索）产品、锚杆（索）支护施工机具（锚杆钻机或锚杆钻车、锚杆拉力计、锚索张拉机具、锚杆测力计等）、喷射混凝土设备等。

（2）“气腿式凿岩机作业线”的前景

“气腿式凿岩机作业线”的形成是煤炭行业长期实践的结果，气腿式凿岩机操作维修方便、价格低廉，但其半机械化的凿岩作业（手工操作、人力挪移设备）凿孔速度低、作业噪声大、占用人员多、效率低、劳动强度大、容易发生机械人身事故和顶板安全事故。应创造条件，尽量将“气腿式凿岩作业”由“全液压钻车作业线”代替。然而，“气腿式凿岩机作业线”的退出取决于多方面因素。在今后一段时期，不会被完全替代。

①“多台气动凿岩机作业”曾被列为煤矿快速掘进的“经验[1]”，一个8m2断面的巷道要配备8～16台凿岩机，工作面作业噪声高达120～125dB（A），人耳接触噪声大大超过噪声卫生标准的规定。以现有气腿式凿岩机噪声性能并考虑实际凿岩作业时间，工作面同时使用的凿岩机不应超进4台，巷道断面8m2以下时，同时使用的凿岩机不应超过2台。

②我国大约有30个企业生产20余种型号气腿式凿岩机，普遍存在盲目追求“机重”值、性能参数不协调、忽视噪声与振动性能、钎具性能不匹配等问题。应尽量减少机重、降低噪声和机体振动级别；重视全方位考核产品的冲击能、转矩、耗气量、噪声与振动、机重以及操作安全性等，并按严格的安全规程操作，减少人身事故。

③应用“气腿式凿岩机作业线”时，应以侧卸式装岩机，挖斗式装载机等与其配套，逐渐淘汰技术落后、生产效率低、安全隐患大的耙斗式装岩机、并配备适宜的转载运输设备、凿岩钎具和锚喷机具等。

④应科学地确定“气腿式凿岩机作业线”的预期掘进速度，摈弃“人海战术”式“快速”掘进。

（3）新时期煤矿钻装机组的发展前途

钻装机组可避免凿岩和装载设备间错车，某些煤矿曾在岩巷使用。但实践说明，岩巷钻装机（钻装锚机）组是在一台设备上完成两台或两台以上机械的功能，产品很难达到所设想的效果：

① 钻装机组需完成多功能，设置多机构，很难达到单机的性能。在国外，也难见煤矿岩巷钻装机成功应用的实例。

② 全液压钻车每循环工作1.5～2.5h，侧卸式装岩机每循环工作2～3.5h，有充足的时间连续维护保养。钻装机组在一个掘进循环内要连续完成凿岩、装岩两个工序，没有时间对凿岩和装载系统进行良好维护，设备事故率高。例如，2000DL型钻装机每天曾发生机械事故90多起，实际掘进速度高不上去。

③ 煤矿井下巷道空间有限，钻装机组的设计必然在一定规格、一定机重的范围内进行，产品性能受限制。尽管如此，整体机重常常高达25t～30t以上，这与煤矿底板岩层条件差的使用极为相悖。

我们注意到，新时期的钻装机组可采用挖掘式装载机构，比采用耙斗装载机构结构紧凑、装载效率高；比采用侧卸式装载机构占用空间小，易安装2个液压钻臂，加上有了比较成熟的液压凿岩机、设计了可靠的液压控制系统与离机遥控系统等，整体水平超过了上世纪研制、试验的钻装机组。钻装机的发展重点应在掘进速度要求不高、不易采用液压钻车的10m2以下的小断面。若采用单钻臂结构，可使机构简化、钻臂坚固性增强、机重降低、空间尺寸缩小，并提高可靠性与适用性，或许能在某些规模不大的煤矿取得一些实效。但就整体而言，它不会成为钻爆法岩巷掘进机械化设备的主流。

（4）“全液压钻车作业线”的前途

长期实践证明，“全液压钻车作业线”的掘进速度比“气腿式凿岩作业线”高1倍以上；在8m2～30m2断面的岩巷中，如果配套设备与施工工艺合理，矸石运输与矿车供应及时，月进尺150m～200m，甚至250m是可能的。在新形势下，若以“八五”攻关结果为基础，全液压钻车作业线的设备性能与可靠性能进一步提高的话，便能保证“全液压钻车作业线”实现安全、高效岩巷掘进。

鉴于煤矿岩巷掘进以钻爆法为主的现实和气腿式凿岩机半机械化作业线的问题，岩巷掘进机械化的根本出路在于不断发展全液压钻车机械作业线。

3 全液压钻车作业线发展的技术关键

在新时期，“全液压钻车作业线”仍是煤矿岩巷掘进机械化的发展方向，但必需在原有基础上有所提高。

（1）以液压凿岩机为核心提高全液压钻车的水平

全液压钻车决定作业线的水平，高性能液压凿岩机和凿岩控制系统是保证液压钻车高性能的根本。如何选用液压凿岩机、如何使液压钻车的结构、参数与液压凿岩机性能匹配、如何控制凿岩系统，是全液压钻车发展的关键。

2000年以来，国产液压凿岩机的关键性能与可靠性出现了滑坡，劣质产品常以“低价”混入煤矿，普遍存在钻车与液压凿岩机性能参数不匹配问题：液压凿岩冲击压力最高只建立起14MPa，冲击功率不到16 MPa时的75%；转矩低于250N・m、转速低于200r/min，凿孔速度降低15%以上，本来80分钟左右可完成一个凿岩循环，却要增加到100分钟以上。液压凿岩机侧供水密封、蓄能器隔膜、液压回转马达等元件可靠性大大下降，事故率增高。一些全液压钻车作业线的实际月进尺比常规下降20%，严重影响煤矿使用“全液压钻车作业线”的信心。究其原因，一是液压凿岩机厂家为降低成本擅自修改技术参数，供液流量加大；二是液压钻车企业没正视液压凿岩机基本影响因素，机械地延续了20年前的液压系统参数。

参见表6列出的煤矿液压凿岩机冲击、回转性能参数，若液压钻车冲击供液流量仍按每台40L/min设计，只有法国液压凿岩机能在16MPa以上的冲击压力下工作；凿岩回转系统的40L/min供液流量，也不可能使液压凿岩机达到规定的转速。如何使液压凿岩机与液压钻车的液压系统的参数匹配的问题，应引起钻车生产企业和煤矿使用单位的注意。

目前理想的国产煤矿用全液压钻车，仅使用了液压凿岩机14～16MPa压力的性能，即使将工作压力调至19～20MPa，液压凿岩机200J冲击能与对应的低频率，其冲击功率也只有5～7kW，不可能大幅提高凿孔速度。近期进口的德国液压钻车，实际使用液压凿岩机（COP1238、COP1638、COP1138等）的冲击能低于200J，而冲击频率为80～100Hz，冲击功率达到11kW以上，凿孔速度比HYD200型提高1倍左右，单臂钻车性能大大高于国产双臂钻车。提高液压凿岩机的性能，是提高全液压钻车技术能力的关键，但基于煤矿井下条件，不应盲目地把液压凿岩机冲击能提高到200J以上。

全液压钻车研制时，应将液压凿岩机的冲击、回转、推进和具体岩石条件、所钻凿爆破孔与锚杆孔的参数等，纳入一个系统进行研究[12]，科学解决配套钎具的类型与规格；要充分利用微机控制等现代技术，合理解决防空打、防卡（钎）、自动变换凿孔参数（冲击压力、回转转矩和转速、推进力等）[13]等问题，并尽量摈弃目前采用的“机械式”控制方法。

应针对不同断面、不同岩层变化等，开发系列化的煤矿用双臂或单臂掘进钻车，并将应用液压钻车的最小断面由9m2减小到7m2；设计、开发适应30m2以上断面用液压掘进钻车；始终重视提高液压凿岩机、液压马达等部件的可靠性和寿命。

（2）合理选配“全液压钻车作业线”的装载设备

我国全液压钻车作业线主要采用侧卸式装岩机与其配套，这与欧洲采煤国家的主要技术方案基本一致。这是因为，侧卸式装岩机具有以下突出优点：

① 结构简单、紧凑，工人操作条件好；

②使用安全，不会像耙斗式装岩机那样产生钢丝绳摩擦火花；

③装载效率比耙斗式装岩机高2倍以上且无装载死角（耙斗式装岩机有25%的岩石须由人工装岩完成）；

④具有清底功能（使用耙斗式装岩机，在工作面20～30m范围内的底板处有0.5～1.0m的底渣，清底工作量大）；

⑤机上的铲斗可兼作其它工序的工作平台。

近年，有的煤矿采用了挖掘式装载机与液压钻车配套，可实现连续装载、避免装岩机反复前后运动、减少履带行走机构故障。但是能否广泛适应煤矿岩石条件（煤矿岩石磨蚀性大、岩渣块度尺寸较大、煤矿巷道需用装岩机清底等），尚需在实践中进一步考核。

（3）着力解决装岩配套的转载问题

欧洲煤矿使用液压钻车的岩巷掘进工作面，大多采用落地刮板式转载机，接受侧卸式装岩机或铲运机装载的岩石并转载到其后的带式转载输送机上，连续将岩石装到带式转载输送机下储存的一列矿车中。这一转载配套系统的特点是：

①距离掘进工作面约30～40m以内无轨，带式转载输送机后面是轨轮式矿车运输；

②带式转载输送机为吊挂皮带式，不占轨道；

③落地刮板式转载机为三排强力链板的刮板输送机，机头贴近巷道底板，装岩机将工作面的岩石装运到刮板式转载机机头处，行走距离短，装载效率高。

我国煤矿岩巷装岩配套的转载机械还不够成熟：侧卸式装岩机直接将岩石装入矿车的方式，使装岩机行走距离过长，易使履带零件过早损坏；耙斗式装岩机作转载机，使装岩速度加快并改善了侧卸式装岩机的作业条件，但耙斗式装岩机机尾只能存放一个矿车，影响机械化作业线效率的发挥。近年，有的煤矿采用了梭式矿车运输系统，需要设置专用的转载站。研究“全液压钻车作业线”的转载运输方式，开发合理的转载运输设备，已成为进一步提高全液压钻车作业线技术水平的关键。

（4）开发安全高效的锚杆支护机械化设备

煤矿岩巷掘进的锚杆支护机械化对确保正规循环、避免顶板事故有重要作用。应进一步改革掘进施工工艺，开发便于与掘进钻车、装岩机等设备错车换位的煤矿岩巷用履带式锚杆钻车等机械化锚杆支护设备，使煤矿岩巷锚杆支护机械化问题得到根本解决。

上世纪七、八十年代，煤矿曾成功试用岩巷用液压锚杆钻车，证明合理安排掘进工艺，采用锚杆钻车进行锚杆施工可实现快速、安全、高效、质优。进入21世纪，煤矿液压钻孔与凿岩技术更加进步，巷道断面加大，人们对确保施工安全、改善操作条件、提高效率等观念已经提升；煤巷用多钻臂锚杆钻车已大大发展，有条件开发、应用高度机械化的煤矿岩巷液压锚杆钻车。

（5）重视煤矿液压凿岩钎具的科学性

应注意煤矿岩层节理发达、易卡钎、冲击能不是很高但转矩大、要求寿命长等特定条件，根据煤矿用液压凿岩机的性能选择配套钎具。应合理处理爆破孔与锚杆孔直径与孔深相互匹配问题，并科学调节液压凿岩参数，在寻求最佳凿岩速度的同时，获取钎具的高可靠性。

煤矿岩巷掘进机械化是煤炭能源发展的需要，更是减少煤矿安全事故、改善掘进工人健康安全作业条件与作业环境的需要。应充分利用现代技术和国内外先进经验，科学、有序地开发、应用煤矿岩巷掘进机械化技术装备。对于岩石掘进，人们曾探讨多种机械破岩方式以及高压水射流、超高频电磁波、火力破岩等，但迄今实际有效的是全液压凿岩爆破法与全断面掘进机法。近年有国内企业花费超过千万元试验“一体化”破碎全岩“新方案”，设计了两个液压锤加三个液压凿岩钻臂的自动控制破岩机械，因机器庞大而效果不佳，不得不终止了历时两年多的产品开发工作。要继承和发扬已有科学成果，采用科学有效的途径，切实提高煤矿岩巷掘进机械化水平。

煤矿掘进机论文:浅议掘进机电一体化在煤矿发展中的作用

[摘 要]当前我国煤炭系统投入了大量的人力物力财力进行机电一体化的设备改造与研发，煤矿机电一体化技术的研究和应用有了重大突破，取得了阶段性成果。越来越多的人认识到，机电一体化技术的推广应用是提高矿山生产效率，保障生产安全、降低劳动强度的重要途径。本文详细阐述了机电一体化技术在煤矿的生产中的应用，并对这一技术的应用趋势进行了展望。

[关键词]掘进机电 机电一体化 应用 发展

为适应煤矿机械对性能的要求，仅仅依靠机械和液压技术的已显得力不从心。电子（微电脑）控制技术的发展就成了煤矿机械的必要选择。机电一体化是一项新兴的技术，将其引入到煤矿机械中，必将会给煤矿机械带来了新的技术变革，使其各种性能有了质的飞跃。

一、机电一体化概念

“ 机电一体化”（Mechatronics）是集机械、电子、计算机和信息技术等多种技术有机结合的一门交叉综合技术。它是从系统的观点出发，综合运用机械、电气、计算机、信息、自动控制等各种技术.根据系统功能目标和优化组织目标，合理进行配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性的基础上实现特定功能价值.并使整个系统紧密结合起来，相互渗透，相互融合而形成的一门新兴的综合技术。机电一体化产品的使用大大改善了煤矿生产的劳动强度、工作环境及安全系数，同时在降低能、保证安全生产方面也实现了特定的价值。

二、机电一体化在煤矿机电设备中的应用概述

随蕾社会的发展，科技的进步，机电一体化技术在煤矿机电设备中的应用也越来越广泛。机械技术和液压控制技术有机的结合.极大地提高了煤矿机电设备的各种功能.使操作更安全方便、作业精度更高、成本更加节约。当前.以微机或微处理器为核心的机电一体化技术在煤矿机电设备中的应用已经很普遍，实现了煤矿机电设备的监督控制与故障自修复、故障警报等.随着技术的不断进步，煤矿业对煤矿机电设备的性能要求越来越高，机电一体化技术在煤矿机电上的应用也越来越广泛.设备的组成结构也越来越复杂，其维护也会越来越专业化。

在煤矿开采中.煤矿机电设备的性能、自动化程度以及经济性等，直接影响着煤矿的开采效率，同时也影响着煤矿供电、排水、通风、提升等设备的安全运行.煤矿机电设备质量的好坏与性能的优劣又直接影响到设备的动力性、经济性和可靠性，进而影响工作质量、生产效率和设备的使用寿命。因此，机电一体化系统成为煤矿机电设备中不可缺少的组成部分，同时也是评价煤矿现代机械技术水平的一个重要依据.其在煤矿机械中扮演的角色越来越重要。机电一体化的功能越来越强.应用范围越来越广，这也对使用与维修维护这些设备的煤矿工作人员提出了更高的要求.因此对煤矿职工的培训以及设备的管理也越来越重要。

三、机电一体化技术的研究在煤矿生产中的重要意义

1、提高劳动效率机电一体化产品的应用使过去落后的生产方式得到极大的改变，大量新型自动化电子设备的使用彻底转变了煤矿的作业模式，明显降低了工人的劳动强度，大幅提升了劳动生产率，极大地提高了劳动效率。

2、增加了经济效益和矿工的劳动收入煤矿机电一体化技术的运用使得煤炭的产量大幅提高，增加了企业的经济效益，同样使矿工的劳动收入有所提高，改善矿工的生活质量。煤矿企业的快速发展带动了其它相关行业的快速发展，对地方经济的快速发展起到积极的推动作用。

3、提高了劳动安全保障传统的煤矿工作环境非常恶劣，在潮湿、充满煤尘的环境中长时间、高负荷地工作严重影响到矿工的身体健康和生活质量，某些情况下还会危及到他们的人身安全。采用机电一体化设备进行煤炭的采掘、运输、提升等，不仅可以使矿工从繁重的体力劳动中解脱出来，而且还能降低发生事故和危险的几率，防止工伤和职业病的发生，保证了矿工的生命安全。

四、机电一体化在煤矿机电设备中的具体应用

1、在线监控、自动报警及故障自诊断。

实现对煤矿机电设备的电动机、工作装置、传动操作系统、控制系统和液压系统等运行状态的在线监控和故障自诊断功能.一旦煤矿的电动机、传统操作系统、控制系统和液压设备等出现故障，就能够自动报螯并精确地定位故障，从而改善了操作员的工作条件，简化了设备的维修和维护程序，缩短了停工维修的时间，提高了设备的工作效率，延长了设备的使用寿命.节约了成本。

2、提离自动化或半自动化程度，节约能源，提高生产效率。

煤矿机电设备采用机电一体化技术，实现了自动化或半自动化控制，既减轻了操作者的劳动强度，提离了生产产效率，又少了因操作者经验不足而对作业精度的影响，提高了作业精度。另外，井下使用的胶带输送机、通风机、提升机等设备，使用变频起动、PLC控制系统，不仅提高了生产效率，节约能源30%左右，也相应地减少了煤矿生产的成本

3、实现掘进面局部通风，大大的降低损失。

煤矿生产中巷道施工要求局扇不间断供风，在高瓦斯及双突矿井的巷道施工中，局扇的不间断供风显得尤为重要。在巷道施工过程中，由于局扇的无计划停风造成的瓦斯故屡见不鲜，大多数瓦斯事故都是由此引起的。为解决上述问题，煤炭系统为此做了大量的工作，《煤矿安全规程》对局部通风作有专门的一系列规定，对局部通风的供电系统严格的规定了“二专两闭锁”的要求，然而无计划停风的问题虽有好转.仍然不能杜绝。近几年出现的一种双电源电气闭锁真空磁力启动器.解决了这一难题，用他来实现掘进面的双风机双电源自动切换只需要几秒钟的时间，大大降低了掘进面无计划停风带来的损失，更有力地保证了安全。

4、井下开关的应用系列，实现关的多用途。

机电一体化技术在井下开关的应用系列矿用隔爆及本质安全型智能化多回路真空电磁启动器适用于瓦斯及煤尘爆炸危险的煤矿并下。在交流50Hz，电压为1140V供电线路中，可对乳化液泵站、喷雾泵、转栽机、破碎机启动、停止、及双速切换、主、从顺序控制，并能对电动机及供电线路进行保护。可带三相交流感应电动机或交流双绕组双速电动机的启动、停止、反转及双速切进行控制，并能对电动机及线路进行保护。该开关采用微机控制线路，实现关的多功能（多用途>使开关既能作为蒈通开关使用，又能作为双速开关使用，便于管理和维护。

机电一体化技术是企业信息化的重要支撑技术，目前已经成为矿山综合自动化的基础。机电一体化技术在煤矿采、掘、运装备的应用和推广，极大地提升了我国煤矿生产的综合实力，为实现高效、安全、洁净、结构优化的煤炭工业生产打下了扎实的基础。

煤矿掘进机论文:煤矿掘进机常见故障分析及处理方法

摘要：文章从电气系统、液压系统这两个方面入手，分析了煤矿掘进机在工作状态下常见的故障问题，就故障的具体表现形式以及产生原因进行了简要分析，同时概括了在不同故障下的处理技巧与方法，希望能够引起同行人员的高度关注与重视。

关键词：煤矿 掘进机 故障 处理

掘进机是煤矿企业展开巷道工作中必须使用的关键设备之一，其使用性能将直接对巷道建设质量产生影响。但，受到大量因素的影响，掘进机运行期间相关系统均表现出了一定的故障与问题，需要工作人员通过对故障问题的分析，研究相应的处理方法。为进一步提高煤矿掘进机的运行稳定性水平，本文尝试展开对掘进机常见故障的分析与处理工作，研究如下：

1 煤矿电气系统故障分析及处理方法

1.1 掘进机电气系统PLC无输出：造成掘进机电气系统出现此类故障的原因众多，常见影响因素包括PLC控制按钮失灵、自动保护节点损坏、综合保护器输出异常等多个方面。出现此故障后，显示灯会出现异常显示特征，操作人员可以根据指示灯的显示情况判断PLC是否正常输出（一般来说，显示灯常亮状态下代表PLC输出正常，显示灯熄灭状态下代表PLC输入异常）。若最终判断为电气系统PLC无输出，应当采取的处理方法为：根据状态指示灯的显示特点，确定显示回路输入情况，对故障原因进行盘点。在短接输入端的操作方案下分析PLC输入端是否存在损坏问题。若损坏则应当及时对相关部件进行更换，重新启动PLC，以确保输出功能正常。

1.2 掘进机接触线圈、继电器线圈无法导通：结合煤矿掘进机的实际运行工况来看，电气系统当中造成接触器以及继电器线圈回路无法导通的主要因素包括以下：其一，受到交流电源未接通、继电器损毁以及接触线圈损毁等相关因素的影响，可能导致接触器线圈回路无法正常导通；其二，受到直流电源未接通、继电器PLC无输出以及继电器线圈损毁等相关因素的影响，可能导致继电器线圈回路无法正常导通。出现以上故障后，可以通过使用万能表或者是观察PLC发光管显示的状态的方式加以判定。针对出现故障的部分进行及时更换，重新启动后检查回路是否正常导通。

2 煤矿液压系统故障分析及处理方法

2.1 先导油路压力水平降低：对于具有先导控制功能的煤矿掘进机液压油路而言，在正常运转状态下可能出现马达或千斤动作迟缓的问题。此情况下，若液压系统内部所有油路均慢动作运行或不动作，则可判定为液压系统出现先导油路压力降低方面的问题。出现此情况后，首先应当对液压系统先导油路压力水平进行合理的提升，观察效果。还需要特别注意的一点是：在冬季低温状态下，若井下工作面温度在5.0℃以下，则受到液压油粘度较低，流动不畅等相关因素的影响，很有可能造成先导系统压力无法满足运行标准的问题。出现此类故障后，需要采取的故障处理方法为：在不带负荷状态下使油泵做长时间运转动作，对邮箱温度计监测数值进行观察，在该取值≥15.0℃情况下再展开油路动作。

2.2 炮头升降油缸缓慢自降：通过对实践工作经验的观察认为，对于煤矿掘进机液压系统而言，炮头升降油缸在工作过程当中压力取值正常，关闭升降油缸后，受到液压锁阀芯内相关杂物夹杂于阀芯结合面上，或者是阀芯磨损严重的因素影响，会出现关闭不严密问题，此故障若不及时进行处理，会导致油缸出现缓慢自降的现象，严重时可能导致煤矿掘进机的正常运行受到不良影响。在出现此类故障后，需要采取的故障处理方法为：对液压锁阀阀芯进行清洗，彻底清除阀芯表面杂物，或对于磨损严重的阀芯，及时更换液压锁。

2.3 油泵内泄过大：若煤矿掘进机液压系统中出现油泵内泄水平过大的问题，可能造成整个液压系统压力降低，并最终对掘进机的运行产生不良影响。对此故障进行判断的主要方法为：根据轴向柱塞泵观察泄油量标准。若泄油量较大且无法修理，应当直接对液压系统油泵进行更换。齿轮泵需要关闭操作阀，油管接头无油液渗出的情况下对压力取值进行观察。若油泵内压力仍然无法得到有效的提升，则应当采取的处理措施为：拆卸解体油泵，对密封部件的损坏问题进行观察，及时进行更换，以解决该故障。

2.4 溢流阀内泄：特别值得一提的是，在煤矿掘进机液压系统出现内泄问题的情况下，若液压系统马达速度处于正常运行状态下，且泄油口没有明显故障表现时，可以采取的处理方式为：将运输油路的操作阀门部件与装载油路的操作阀门部件进行对换，压力较低的一侧即判断为存在溢流阀内泄的区域。在故障定位基础之上，可采取清洗阀芯或者是对溢流阀进行整体更换的方式解决故障。

3 结束语

由于煤矿掘进机始终在井下工作面运行，工作环境相对比较恶劣，再加上操作人员的技能水平有一定的差异，导致煤矿掘进机在运行期间仍然存在大量的问题与缺陷。若相关的故障不及时进行处理，将有可能对掘进机使用价值的发挥产生不良影响。为杜绝这一问题，本文在对煤矿掘进机关键系统常见故障进行分析的基础之上，研究了具体故障的处理方法，希望能够为相关故障的及时处理提供一定的意见与建议。

煤矿掘进机论文:掘进机机载临时支护装置在潘二煤矿的推广应用

【摘 要】本文以潘二煤矿12224上顺槽锚网支护巷道掘进工作面为背景，结合单体水压支柱临时支护存在支护强度低、支护面积小、操作不便及安全系数低等缺点。通过对比分析引进天河科技研发的机载临时支护装置，该装置具有选位合理、结构简便、对掘进机的改造量小、不干扰掘进机的正常截割作业功能。进而优化了支护工艺，降低了劳动作业强度，缩短了工序时间，提高了掘进效率和安全系数。实现了综掘临时支护的机械化，缩短了工序时间，为综掘巷道的安全高效掘进和施工安全提供了条件。

【关键词】综掘工作面;机载临时支护装置;优化支护工艺;机械化

0 引言

随着矿井年产量的逐年攀升，潘二矿对快速掘进的要求越来越迫切，生产实践存在掘进速度慢、劳动组织繁冗、安全系数低等一系列问题，与煤临时支护施工工艺密切相关。潘二矿煤巷锚网支护巷道掘进一般采用煤巷掘进机组及配套的单体风动锚杆钻机进行掘进、支护施工，而单体风动锚杆钻机在施工锚杆、锚索前，采用单体水压支柱作为临时支护，但这种临时支护存在支护强度低、支护面积小、操作不方便、安全系数低等缺点，严重影响煤巷掘进效率，并且存在着较大的安全隐患。因此，引进天河科技研发的机载临时支护装置，安装在掘进机悬臂上，对于优化支护工艺，降低劳动作业强度，提高掘进效率和安全系数等技术经济指标具有重要意义。

1 临时支护现状

目前我国推行锚杆支护的综掘巷道，由于巷道围岩多为中等稳定和不稳定状况，顶板较破碎，支护形式为多种联合支护。因巷道断面小，在综掘施工巷道中支护机具大多配备风动单体锚杆钻机，钻进效能低、占用辅助时间长，由于掘锚速度慢，为避免空顶时间长引起顶板沉降和变形均采用临时支护。

潘二煤矿现阶段岩巷锚喷支护巷道单巷掘进施工时，一般采用EBZ220H型和EBZ260H型岩巷掘进机组相配套的MQT-85J-33型单体风动锚杆钻机进行掘进、支护施工。掘进工作面普遍使用的临时支护方式为：前探梁+背木临时支护和轻型单体水压支柱+π型横梁临时支护2种方式，前一种形式支护为被动支护，没有初撑力，操作人员有进入空顶区架设作业的可能，存在安全隐患，安全性差，操作过程复杂，人工移动，用人多，劳动强度大，临时支护速度慢、效率低。第二种形式则支护速度慢，导致空顶时间长，顶板易发生沉降和变形，对水压要求较高，普遍性不高，而且工人扛运单体水压支柱劳动强度大，操作人员必需有一段空顶作业时间，存在较大的安全隐患。

2 机载临时支护装置的引进

2014年5月，潘二煤矿在西二12224上顺槽综掘工作面安装使用了一套机载临时支护装置。这套装置由山东天河科技股份有限公司生产，安装在EBZ-160型掘进机上，代替原有的前探梁和单体水压支柱临时支护。在满足临时支护的同时也可以托起锚网和钢带或槽钢，实现了机械化支护作业，成功地解决了以往临时支护期间空顶作业难题。

机载临时支护装置主要结构：顶架、主架、折叠油缸、升降油缸、支撑油缸、平衡阀、二位三通阀、分流集流阀、多路换向阀及其配套液压管路组成。多路换向阀安装在司机台，平衡阀安装在各自油缸体上。

3 机载临时支护装置的工作原理

机载临时支护装置工作时，由原掘进机的液压泵站供油，推动多路换向阀使液压油通过分流集流阀进入平衡阀和支撑油缸、折叠油缸，使顶架打开升起。推动升降油缸使主架升高，通过三组油缸的协调操作使顶架、主架调整到所需要的高度、角度，升到巷道上顶板，把钢带和钢网压紧在巷道顶板上，并达到所需的支撑力后停止。关闭临时支护装置动力源。此时，施工人员进入掘进工作面在临时支护装置的掩护下进行锚杆支护作业。

4 机载临时支护装置的技术参数

1）适用巷道高度2m～4.2m;

2）支护最大宽度3.6m;

3）最大支撑力1.5 t;

4）支护面积3.24m2～9m2;

5）支护超出截割头0.9m～2.2m;

6）顶架横向倾斜角-200～+200前后倾斜角300;

7）系统压力18Mpa;

8）整机重量约1 t。

5 具体操作工序如下：

1）掘进机完成截割作业后，将截割头放下。先检查支护装置各部位零部件及管路是否完好，再操作二位三通阀使液压油切换到支护装置的油路;

2）掘进机停电闭锁，工作面敲帮问顶后，把钢筋网或金属网、钢带放在临时支护顶架上绑紧，除两名支护工及司机外其他人员撤出，并设置警戒（要求掘进机司机在操作位置，两名支护工站立于平台的永久支护下）;

3）掘进机送电，启动油泵升临时支护装置，司机根据副司机指挥调整角度及高度，若网片搭接不合适，司机停油泵，停电，副司机进行处理，再次送电，升起临时支护接顶并达一定支撑力，停电闭锁;

4）支护人员进入到临时支护下方进行永久支护，永久支护结束后人员撤出并设置警戒，送电收回临时支护装置，支护作业完成后，推动二位三通阀切换到掘进机掘进所需的油路，继续进行掘进作业。

6 机载临时支护装置的特点及优越性

机载临时支护在掘进机截割够一个循环（2米）后停机并进行敲帮问顶，把钢筋网或金属网、钢带放在临时支护顶架上绑紧，启动掘进机油泵升起临时支护到未支护的空顶下，达到额定初撑力;在有临时支护的顶板下逐排进行锚杆、锚索永久支护施工。

相较于传统临时支护方式，机载临时支护装置具有如下优越性：

1）进一步优化了煤巷掘进施工工艺，提高了临时支护的安全性和可靠性;

2）掘进循环进尺由原来的1.8米增加到2.7米，提高了掘进效率和单进水平;

3）采用液压机械支护，避免了工人进入空顶区作业的危险;

4）超前支护方式由原来的被动支护变为主动支护，支护能力达到1.5T;

5）支护装置可根据顶板倾斜程度适当调节伸缩油缸，以适应不同条件下的顶板状况，确保超前支护紧贴顶板;（下转第310页）

（上接第288页）6）该系统通过控制阀控制各部件的动作，从根本上改变了传统的临时支护方式，能够随掘进机行走，动力由掘进机提供;

7）操作简单，操作阀组少，管路少，便于维护;

8）支护面积大，支护强度高，给工人创造了安全的作业环境，大大提高了掘进工作面安全性。

7 结 论

通过对比分析和井下实践证明，潘二煤矿复杂的地质条件和顶板状况下，采用该装置可以实现机械化临时支护。对工作面空顶区可实现快速支护，并且相对传统方式可实现主动支撑顶板，彻底解决了掘进工作面锚杆支护时部分时间空顶作业问题，消除了空顶作业的安全隐患，杜绝了因空顶作业造成的工伤事故。

在提高综掘掘进速度的同时，还能保障锚杆支护的安全性，进一步提高了潘二煤矿综掘机械化水平。

煤矿掘进机论文:浅论煤矿掘进机常见故障及处理方法

[摘 要]掘进机作为巷道综掘机械化的关键设备，它性能的好坏影响巷道掘进的速度和质量。在煤矿日常掘进过程中掘进机经常会遇到种种故障。本文结合日常工作经验对掘进机常见故障进行分析。

一、截割机构常见的故障及处理。

（1）截割电动机过负荷。当截割负荷在给定值百分之二百以上且持续超过时间10秒，截割电机会自动停止运转。当负荷降低后，截割电动机能自动复位。

（2）截割电动机温度过高。当截割电动机温度过高时，继电器就动作，使截割电机停止运转。当截割电动机温度超过170度时，定子绕组的热敏原件通过转换发出指令讯号，电磁开关箱信号显示器的绿灯亮起，截割电动机停止运转。温度下降约三分钟后，电动机能自动恢复运转。

（3）截割头轴承损坏或延伸部轴承损坏。截割头轴承损坏或伸缩部轴承损坏，都不能正常传递转动扭矩，因而导致截割头不动作。处理的方法是更换损坏的轴承，但在井下作业环境条件时，难度较大。最好的方法是更换整个截割头伸缩部。

（4）减速器内部轴承或齿轮损坏。出现这类事故时，截割头减速器内部有异常的杂音，极易判断出故障的原因。减速器轴承损坏或者齿轮损坏，使减速器不能传递扭矩，导致截割头不能运转。这种故障的处理方法是打开减速器，检查内部，更换损坏的齿轮或轴承。

（5）截割滚筒内花键严重磨损。截割滚筒与输出主轴通过内花键联接，输出主轴是花键轴，滚筒为花键套。如果出现磨损严重现象，便导致截割滚筒不转。判断这种故障极为简单，只要输出主轴转动而滚筒不转动，就可判断这类故障。处理的方法是拆卸滚筒，检查时花键轴还是花键套磨损严重。如花键套损坏，更换滚筒。如输出主轴损坏，则更换截割头伸缩部。

二、装运机构常见故障及处理

（1）刮板输送机卡链。掘进机使用过程中，刮板机卡链的现象经常发生，其原因主要有：一是由于链条过松，两边链条张紧后长短不等造成跳链；二是链轮处卡有岩石或异物卡链；三是因二运转载机出货不及时，造成刮板机头积货后矸石异物被带入刮板机下部，造成卡链；四是脱链器损坏或丢失。前两种处理方法是调整和更换刮板链条，使其长度相等，松紧适度，及时清理卡在链轮处的矸石；第三种原因造成的卡链，需要往返运行刮板机，使刮板链带出刮板机下部矸石，预防方法是根据二运转载机的出货能力适当控制刮板机马达转速。第四则要及时更换安装脱链器。

（2）刮板输送机断链。造成断链的原因有：链条节距不等，刮板链过松活或过紧，链轮中卡住岩石或异物，链条过度磨损，卡链时不及时处理硬拉，扫底时截割部与改向链轮干涉等。处理方法是拆检更换链条，清理异物，扫底时将铲板下压，避免与截割部发生干涉。

三、行走机构故障与维护

（1） 行走马达故障。行走马达故障的原因有：一是先导管堵塞或漏液；二是马达泄漏大或者马达内部故障。处理的方法是：一是更换新的先导管；二是更换行走液压马达。

（2）液压马达过载，安全阀调整压力低。这种原因也会造成履带不行走。处理的方法是重新调整过载安全阀。

（3）行走制动器不能完全打开。如果掘进机行走时，其行走制动器不能完全打开，将会加大行走阻力，导致行走困难或不行走。造成行走制动器不能完全打开的原因有：一是控制制动器的减压阀或梭阀损坏；二是制动器泄露或内部结构损坏。处理方法：一是更换减压阀和梭阀；二是更换制动器。

（4）张紧用的溢流阀（单向阀）泄漏大或者损坏。溢流阀的作用是使履带张紧液压缸始终处于伸出状态，保持履带适宜的张紧程度。由于溢流阀泄漏大或者损坏，不能使其始终保持伸出状态，致使履带链松驰。处理的方法是更换新的溢流阀。

四、液压系统常见故障及处理

煤矿掘进机液压系统的油温过高而引起的故障。发生这类故障的原因分析如下：一是液压泵内泄漏严重。液压泵内压力调得太高，泵内零部件磨损严重导致密封间隙变大，执行元件的密封装置损坏严重，泵内油液粘度太低等，都会导致泵内泄漏加剧。二是液压系统没有卸荷回路，当工作完成后不再需要压力油时，大量高压油液仍滞留在溢流阀中。当系统暂停工作时，如果液压泵还是以溢流阀调定的工作值来排油液回油箱，就会使油液发热，造成功率损失，因此就需要卸荷油液。卸荷主要是油泵以很小的流量或很低的压力来运转，减少油泵的输出功率，从而减少油液的发热，节约能量，延长系统的使用寿命；三是使用的油液粘度过大，造成过大的液压损失。粘度是工作液体的主要性能之一，使用的液体粘度越大，液压系统的机械摩擦和压力就越大，使阻力和系统的压降也在不断增加，造成温度升高，功率下降；四是冷却油的容器内被堵塞了，造成容器里的冷却水不能循环使用而使油液的温度升高，或冷却水的量不够，不足以把液压系统内的热量带走而使油液的温度升高。这些问题的的处理方法基本是更换油箱内的液压油，调节水的流量，开机作业时必须开水。如果因冷却液内部阻塞所致，可拆卸清理冷却器，或者更换冷却器。

煤矿掘进机论文:基于PLC控制的煤矿掘进机电控系统设计

[摘 要] 为了进一步提高煤矿掘进系统工作能力，有效控制操作故障，在使用煤矿掘进机电控性能的同时，必须根据PLC可编程控制器使用要求，让放大器和PLC发挥最大功能。在降低控制设备复杂程度的同时，方便维护工作顺利开展，减少故障。另外，PLC能及时发出报警信息，对实现故障自振、缺相保护以及过载具有重要作用，在保障掘进机安全运行的同时，也取得了良好的成果。本文结合PLC控制的煤矿掘进机电控制系统，对PLC电控系统设计、工作原理以及主控系统进行了简要的探究和阐述。

[关键词] PLC控制； 煤矿掘进机； 电控系统； 设计

随着我国煤矿生产能力增强以及安全生产的需求，掘进机在煤矿生产中应用越来越广泛，并且逐步成为不可或缺的设备。在现代化科学技术的影响下，传统的、落后的掘进方式逐渐被机械化、先进的掘进方式代替，在时代与生产的双重压力下，国产重型掘进机出现。在传统的煤矿掘进机电控系统中，大多使用继电器和接触器的系统，在大范围继电器使用中，效率低、速度慢大大影响了整个掘进机的工作效率。PLC可编程控制器具有稳定性好、可靠性高，在强烈、高温环境下都能不间断、长时间运行的特点，所以在煤矿掘进机电控制系统中被广泛应用。另外，由于掘进机中需要配备多台电机，为了正常工作，所以它们之间会存在一定闭锁问题。而PLC控制则能避免不可靠、闭锁接点多等问题，在良好的记忆功能中，它能及时查出PLC控制器输入信息。

一 PLC电控系统设计以及工作原理

在掘进机设备中，主要由电控箱和开关箱组成，和照明灯、电铃、急停按钮、油位继电器、工作结构共同组成掘进机电控系统。在液压系统和电控系统配合中，逐步实现各种机械作业，同时还能对油泵、超载、绝缘、断相、截割进行保护、监控。在煤矿掘进中，为了保障电控要求，必须根据电控设备要求，将各种信号输到PLC中，再对特殊模块以及PLC进行软件设计。

（一）PLC主要结构

PLC作为新型的电子控制装置，它是在计算机技术的基础上，对工业生产进行装置控制的形式。同时它也是程序化设计的结果，是当今机电生产发展的结果。PLC主要包括：电源、CPU、存储器以及输出输入模块[1]。

电源作为煤矿掘进机电控系统正常运行的基础，可以直接将交流电与可编程控制器相连。CPU，又称中央处理单元，它是整个可编程控制器的核心，每个PLC都必须配备一个CPU。CPU是在系统设计的基础上，对采集的数据进行处理、存储的过程，通过分析、计算后可以直接对装置或者电路进行控制。另外，CPU存储能力和数据处理进程最PLC公正效率具有重要影响，例如：工作容量、控制规模、工作速度等，都是不可缺少的参数。

在输出输入模块中，作为所需控制电路与可编程控制器的连接模块，主要包括开关量输出、输入，模拟量输出、输入等。在存储器中，主要包括用户程序和系统程序存储器，系统存储主管系统软件，用户存储管理用户使用的软件。可编程控制器的功能主义包括：限时、条件、步进、联网、通信、数模、模数转换[2]等。限时控制可以为控制器提供多个定时器，在指令设定的过程中，拥有便利的改动、调动工序。条件控制，是对可编程控制器进行指令设置，它可以对继电器串联、并联或者串并联进行处理。随着科学技术的快速发展，机电一体化应用范围越来越广。在工业生产中，为了促进煤矿掘进机电控系统发展，基于PLC控制的机电一体化在煤矿生产中应用范围变得更加合理、科学。

（二）PLC电控系统设计

在硬件设计中，PLC控制根据信号控制主回路、采集中的通断控制故障状态或者综合保护显示，主要包括：主腔门盖、回路单元、操作箱以及接线箱等。

主腔门盖[3]主要包括：SPU（稳压电源）、PLC（可编程控制系统）、S传感器、R继电器、EM扩展模块、RPB中继电源板等相关部件，布置框架如图一所示。

操作箱主要由万能开关、显示屏以及行程开关构成，它的原理如图二所示。最后，主回路单元则由真空交流接触元件构成，进而保障电控机电路分断和闭合，有效控制变压器、熔断器互感器以及换相开关等。

（二）工作原理

煤矿掘进机的电控系统由PLC完成，也就是完成控制信号采集，在通断控制的同时，显示故障产生时的故障状态以及综合保护。

1、主回路

交流电压主回路通过换相开关隔离，将其分成两路，一路主管FU1熔断器到变换器控制的T1、T2，另外一路则是转载电动机、截割。油泵提供的电源状况。油泵电动机通常以真空接触器作为开关，由RC1电压保护吸收主回路电压，通过Sensors1I和CT1A―CT1C为模拟量提供对应的电流信号；在正确判断电流工作状况的同时，对其进行断相、短路、过载保护。

在电动机截割中，通常以VACC2接触器作为开关，用电压保护器RC2作为具体的电压操作程序；通过Sensors2I和CT2A―CT2C为AI2模块提供信号，从而正确的判断出过载和电流。在电动机转载电路中，通常以VACC3接触器作为开关，RC3吸收回路电压，通过Sensors3I和CT3A―CT3C为AI3提供信号，进而实现断相、短路和过载保护。

2、保护回路

在PLC控制的煤矿掘进机电控制系统中，保护回路又称漏电检测，在油泵回路中，主要由漏电闭锁、电源板、传感器等相关元件组成，再将漏电信号传入模拟量，进行漏电保护。照明漏电保护则由LDJ―24插件[4]组成，回路正常时，常闭接点闭合，继电器得电吸合，最后再送出照明电源。当整个回路出现漏电现象时，插件接点就会闭合，在显示屏显示漏电故障的同时，接点被打开，断电器自动切开回路电源。

为了保障煤矿掘进机实现上述功能，必须进行简单可行、安全可靠的软件系统。在系统设计中，还必须注意各种电机闭锁和保护输入关系。在系统因素分析中，最重要的是反转闭锁和正转闭锁，软件设计流程如下图三所示。

二 PLC主控系统以及软件设计

PLC可编程控制适用于各种速度、压力以及加速度循环工作，通过无线或者有线遥控联接，可以将总线组件以及模拟数字用在闭环液压以及液压控制系统中。在煤矿掘进机电系统设计中，它可以随意添加或者拓展组件设计，程序设计具有很强的适应性。在多种联接方式中，所有输出、输入都能由参数设定。通过移动电话以及解调器，能够顺利实现远程诊断，进行模块控制。

（一）PLC主控系统

1、电控系统组成

PLC作为煤矿掘进机的控制中心，一般选用PLVC4为主控制器，DC24为供电电源，有3路数字输入，4路模拟输入，4路输出通常用于IPWM（开关阀）或者电磁铁比例，输出电流最大时可以达到2200mA，也可以直接驱动电磁铁比例，并且不需要任何放大器，其主控系统框架如下图四所示。

在PLVC4中，主控制器作为整个煤矿掘进机的控制中心，一般选用两台进行控制。一台为IPWM主站驱动型，用来驱动需要精确速度的电磁阀，例如：切割臂回转、升降、行走等；另外一台则作为从站，主要用来驱动星轮、运输、铲板升降或者转载的正反转。

对于安全栅，一般安装在相对安全的场所，作为非本安电气设备与本安电气设备相连的设备，能够直接传入现场设备的安全值内部，进而不断保障现场人员、设备、生产的安全性。在操作站模块中，一般采用本质的安全性操作，缩短操作空间，电控箱和操作站的连接方式一般为通信方式，在减小电控箱和操作站控制设备和连接线的同时，缩短掘进机高度，方便系统维护进程。操作站的主要内容包括：机型故障、标志、文本显示、时间显示、当前动作、最后动作、电动机故障特征、电动机数据、传感器数据、通信接收、数据接收、警告、报警指示灯等。该系统既可以显示电动机故障代码、停止原因，还可以为相关工作人员提供维护者参考，从而让故障解决过程更加快速、方便。

另外，在漏电模块检测中，煤矿掘进机工作电压被分成1140V或者660V两种情况[5]，同时在两种电压等级下，闭锁值也不一样，在等级为1140V中，动作值为40千欧，返回值为60千欧；在等级为660V的情况下，返回值为33千欧，动作值为22千欧。并且PLVC4和漏电模块检测为主要的通信连接方式，PLVC4通过煤矿控制系统决定闭锁功能关闭或者开启，以及660V、1140V电压切换。为了有效控制电压出现漏电模块检测现象，可以进行漏电检测，一旦发现有漏电检测或者通信异常时，启动闭锁电动机。

2、电控系统工作原理

在PLVC煤矿掘进机控制系统中，比例阀驱动通常采用两个PLVC4可编程控制器，通过Can―Bus就能连接，当IPWM[6]输出后，再作为主站工作。在这过程中，由于PLVC4安装有隔爆电控箱，本质型安全箱被安装在操作站外部，所以通过安全栅就能窜入本安设备的安全值范围，进而保障现场人员、设备以及生产安全。对于现场操作人员，一般可以通过操作站电机进行按钮输入，通过安全栅、RS―485、RS―232进行PLVC4控制器转换，进而实现预定功能。或者也可以通过遥控模块、遥控器、RS―232、安全栅、RS―485进行整机控制。当煤矿电动机保护和检测通过电流检测信号进入PLVC4时，只要反复解算时限，就可以对电动机实现过载保护（如图五所示）。

（二）软件设计

在煤矿掘进机软件设计中是，PLVC控制根据OpenPCS 4.2.3编程程序要求，进行STL语言编程，从而实现比例阀线短路、断线检测。通过通信路段，将相关信号发送到操作站。电磁阀检测结果如下：通道号CHANNEL从1000开始为通信使用，55个字的操作站从通道1000到1054一直作为操作站通信区域，1055到1064为漏电检测的通信区域，1065到1070之间为遥控通信区域。

在这过程中，PLVC通过terminal终端配置软件，可以得到PWM、IPWM通道的最大输出电流、下降或者上升时间、通信地址、通信速度等，通过数据保存，进而达到煤矿掘进机迅速出厂的要求。

结束语

PLC作为当下新型的控制器，由于信息传输方便、逻辑能力强、安全系数高、体积小等优点，已经取代了传统的继电控制器，并且广泛应用于继电一体化中。随着先进的生产关系以及科学技术的快速发展，为了进一步完善PLC制作，必须根据PLC系统设计、工作原理以及主控系统相关特征以及要求，不断增强PLC在煤矿掘进机电控系统中的设计方案以及应用效益。

煤矿掘进机论文:煤矿井下掘进机供电分析

摘要：煤矿掘进工作面越来越长，那么其供电安全方面也会存在诸多隐患，本文主要简单分析了煤矿井下掘进工作面的状况，同时分析了供电方法，并且提出了煤矿井下设备节能的措施。

关键词：煤矿井下；掘进机；远距离供电

引言

煤矿井下的掘进机电设备具有线路铺设距离远、适用范围大、种类繁多且运行时间长等特点，对井下掘进机电设备的节能管理要采取多方面、多角度、全方位的措施进行耗电量大等问题的解决，针对不同矿井，选用适合的掘进设备，从而达到节约用电的目的。本文主要结合目前各大煤矿的生产实际情况，从掘进供电设备的选择以及井下掘进设备的管理使用两个大方面，浅析煤矿井下掘进机电设备的节能措施。

1、矿井掘进工作面状况

井下掘进机械设备主要有综掘机、钻车等，采用电压等级为1140V，在正常掘进施工循环时，一个掘进工作面的负荷可达780KW（主要设备配置见表1），最大电动机的启动电流就在800A以上，按2200米的供电距离、供电电缆截面95mm供电变压器1000KVA进行计算，最远点两相短路电流达到950A。按照《煤矿井下低压电网短路保护装置整定细则》速断保护安全系数的要求，速断定值为不大于633A，因此根本满足不了掘进工作面设备的安全运行。

表1井下主要掘进机械设备配置

2、电气原理分析

2.1、现行防爆电器产品的缺陷

我国煤矿井下高低压系统供电和控制设备普遍采用矿用隔爆型,隔爆结构一直沿用六七十年代苏联的型式,虽然在煤炭生产中起到了很重要的作用,但由于其结构不合理,技术上一直未能解决工人违章作业,产生电火花引起瓦斯煤尘爆炸事故的发生。特别是近年来,随着我国国民经济的迅猛发展,对煤炭的需求日益增加,带来的是煤炭生产供不应求。大多数煤矿为了多出煤,加班加点生产。有些煤矿为了缩短时间,井下采掘供电和控制设备搬迁、设备更换和维护时,严重违反《煤矿安全规程》的规定,在没有停掉上级开关电源的情况下,打开接线腔带电作业,其后果往往造成人身触电和瓦斯爆炸事故的发生。

2.2、原理探讨

从异步电动机的等效电路中可知，异步电动机在运行时所需要的无功功率由两部分组成:一部分是励磁支路所需的无功功率;另一部分是负荷支路所需的无功功率。异步电动机主要是励磁支路所需的无功功率，当负荷从由零到满载时，其变化很小，随负荷的增加而略有下降;而负荷支路所需的无功功率随负荷增加而增加，其值一般要比励磁支路所需的无功功率要小，异步电动机容量越小，相对的比例也越小。

纯电感负载中的电流IL滞后电压90°;纯电容负载的电流IC则超前电压90°。可见电容中的电流与电感中的电流相差180°，其能够相互抵消。相应达到了补偿目的。

BBW1型矿用隔爆型无功功率自动补偿装置可以对煤矿井下的中、低压供电系统频繁变化的无功量及时跟踪，自动投切电容器组，具有安装简单、隔爆性能优良、保护完善、安全可靠、智能化程度高等特点。还可使所控制补偿网络的线电流下降30%以上，功率因数提高到0.95以上，提高线路端电压5%左右，减小因感性负载启动时浪涌电流的冲击50%以上。使供电电压波动平稳，减少供电系统的线路损耗，节能效果显著。由于是对掘进机进行远距离供电的端电压进行补偿，所以就不能采用某些类型馈电开关中的相敏短路保护功能，进行供电线路的短路保护，因为相敏保护是判断功率因数的，所以不适合该解决方法，采用鉴幅式的短路保护理论上还是可靠的，就该掘进工作面的远距离供电技术实践，为保障掘进机正常运转和供电系统的可靠性也提供了一种思路。

2.3、分级闭锁产品的设计

煤矿电气项目开发组在充分分析现有防爆电器防爆结构所存在缺陷的基础上,研究设计了矿用隔爆型分级闭锁技术,首先在真空电磁起动器、煤电钻变压器综合保护装置和照明信号综合保护装置产品上,实现矿用隔爆型分级闭锁技术。即该系列产品的接线腔设有机械-电气闭锁装置,打开接线腔盖板进行维护作业时,其相应接线腔的电源就要断电。为此设置两个接线腔:一个是电源接线腔,一个是负载接线腔,两个接线腔设计为独立隔爆型式。其主要目的是为了在打开负载接线腔进行作业时,只停掉本级设备和下级关联设备,不但缩小了停电范围,而且节省了作业时间;当违章打开电源接线腔时,上级电源断开,避免了产生电火花造成的触电和瓦斯爆炸事故。

主腔机械―――电气闭锁装置由两部分构成,分别是控制电源闭锁机构和主电路闭锁机构,当操作人员欲打开主隔爆腔时,首先必须将隔离开关手柄搬到“分”的位置,此时方能操作机械闭锁杆,使其退到机械闭锁限位槽内,机械闭锁压板解锁,此时主隔爆腔内电源侧仍然带电。这时工人如违章打开主隔爆腔,主隔爆腔内电气闭锁机构的电气闭锁压板移动,压缩行程开关的行程,行程开关接点闭合,使上级开关断电,实现了主隔爆腔机械―――电气闭锁。

2.4、选择性断电保护原理

分析该供电系统设计为三级选择性断电,即总馈电开关为一级,分支馈电开关为二级,电磁起动器为三级,称之为三级选择性断电原理。上下级动作保护时限级差为200~500ms,可根据需要人为整定。而违章作业打开盖板的时间>1min,打开主腔的时间>10ms,即打开接线腔盖板或主腔前,保证上级开关断电,完全满足上级断电时间的要求。

2.5、相敏保护器在远距离供电之中的应用

BXL1-400型相敏保护器是由保护插件，底座，电流互感器和辅助电源变压器等四部分组成。在保护插件上装有电流分档调节开关，可进行高低档电流调节。整定电流调节开关供整定电流用。短路倍数拨码开关供整定用。相序调节开关，保护插件与底座之间由插件联接。底座与电流互感器、辅助电流变压器、中间继电器等由导线进行连接。

在三相供电系统中，由于三相电流和电压大小相等，相位互差为120°，因此用一相电流和电压就能反映三相对称性系统的电气参数的变化情况。BXL1-400型采用的是B相电流和BC线电压，由于在远距离供电系统中，当供电系统远端短路电流与电动机的起动电流相差不多时，短路功率因数可以近似为%，而电动机起动时功率因数仅为0.5左右，所以，在短路时保持电压大于电动机的起动时的保持电压，这样就将系统正常峰值和短路电流区分开了，一旦保持电压超过短路动作电流整定值时，保护器就会向开关发出跳闸信号，使开关起保护作用。

BXL-400相敏保护器体积小，可装在DW-80系列的馈电开关中使用，其特点是安装方便，费用少，保护范围大，动作灵敏可靠，实践证明，BXL-400型相敏保护器完全能满足矿井远距离安全供电的要求，是一种值得推广的新技术。

4、结语

煤炭是人类社会赖以生存的能源基础，在“节能减排”的大社会背景下，节约煤炭开采本身的能源消耗，对节能减排有着重大的意义。选择先进节能的井下掘进机电设备，科学合理的对掘进机电设备进行使用、管理和维护，是井下掘进机电设备最有效的节能途径。

煤矿掘进机论文:浅谈煤矿井下掘进机机电设备故障诊断及维护

摘要：在煤矿巷道挖掘普遍实施机械化的今天，掘进机日常的检查和故障维修成了每一个煤矿机修人员的必会的一项工作。为了及时消除事故隐患，使机器设备能充分发挥作用，特别是能尽早发现机器各部的异常现象，并采取相应的处理措施是非常重要的。本文主要探讨煤矿井下掘进机机电设备故障诊断及维护。

关键词：井下掘进机 机电设备 故障

随着我国煤炭产业的快速发展，煤矿机电设备的运行性能，对于煤炭企业确保安全生产和经济效益的提高，发挥着越来越大的重要作用。所以，对煤矿机电设备的管理与维护，就提出了更高的要求。煤矿的机电设备管理，要从基础工作做起，用经济杠杆为手段，以确保矿井机电设备安全性为中心，扎实地搞好管理工作，保证矿井机电设备可靠、高效、安全地运行[1]。

一、煤矿井下掘进机机电设备故障诊断

使用掘进机的矿井要建立严格的维修制度，严格执行部制定的设备完好标准和检修质量标准。要坚持“以预防为主”的原则，不要等出了故障再去处理，而是要把故障消灭于未然。

1.日检

（1）检查截齿与齿座有无损坏、丢失，更换不合格的截齿。（2）检查喷嘴是否损坏、丢失与堵塞，清理堵塞的喷嘴，更换补齐喷嘴。（3）在液压马达运转情况下，检查油箱内的油位，若油位偏低应补充液压油。检查各减速器中的油位，若油位偏低应补充润滑油。用油枪向各注油点注入润滑脂。（4）检查并拧紧松动的螺栓，检查所有的油管和水管是否有泄漏现象。（5）应使所有控制连杆的动作灵活。

2.周检

（1）检查履带板是否弯曲、有无断裂。检查履带链的张紧程度。（2）检查各联轴器是否牢固可靠，转动灵活。（3）检查刮板链、溜槽及铲板的磨损情况，检查刮板链的张紧程度。（4）检查胶带转载机托架上的螺栓是否牢固可靠。检查转载机的张紧程度和胶带连接扣是否完好。（5）拆下铲板升降油缸的护罩，检查固定螺栓和软管是否紧固和完好。（6）清洗和润滑所有的操纵手把。通过压力表检查各油路的压力是否符合规定要求。

3.月检

（1）包括日检和周检的内容。（2）将不符合要求的润滑油从减速器中放净，重新注油到所要求的油（3）使冷却水倒流，以清洗供水系统。

4.季检

更换液压传动系统中的油，清洗油箱内部。

5.半年检查

（1）检查所有减速器中的齿轮和轴承，必要时予以更换。（2）拆下所有的油缸，检查、清洗或修理。（3）用润滑脂润滑电动机轴承[2]。

二、煤矿井下掘进机机电设备故障的维护

机器安全作业和良好的备用状态在于严格遵守维护规程，并做好维护工作，其中包括按规定周期注油换油。一旦发现任何微小的故障都应及时排除，以防止重大事故的发生。

1.切割减速器的透气孔

切割减速器的下部开有透气孔，必须每天检查，必要时进行清理。

2.切割头的紧固

各用三副胀套将两个切割头连接在切割减速器输出轴的两端。安装切割头时要特别注意胀套的安装细则。胀套不是自动定心的，在安装第一组时，用随机专用工具进行定位。施加于拉紧螺钉的扭矩为145N・m，在任何情况下，都不要使用更大的扭矩。为了能确定切割头是否因受力而不对中，在安装切割头时，一定要使两个油嘴在一条水平线上[3]。

3.齿轮在转台上的紧固

使转台产生水平摆动的齿轮用胀套将其连接到盘形支座的轴上。齿圈偏离原安装角将使切割臂偏离中心位置，致使切割臂位于机器纵向轴线的一侧。为使切割臂恢复到机器纵向轴线的位置上，操作者必须采取以下措施：（1）旋转切割臂使其回复到机器的正中位置，然后把切割臂降低到地面上。操作过程中，要把切割臂准确地落在机器的纵轴线上。（2）用两个压板把齿圈固定在适当位置上。但要注意，两个压板不可压的太紧，以便能将齿圈移动到准确位置。（3）卸下胀套。（4）取下水平油缸盖，并卸下活塞。（5）把齿条调回到中心位置。油缸的两个外端面到齿条两端的距离X必须相等。（6）清洗胀套将其放回原位。（7）安装胀套时，必须严格遵循胀套的安装细则，分多次紧固胀套的螺钉，正确的扭矩为450N・m。

4.铲板托架的紧固

为保证铲板托架不松动，则必须对铲板托架每周检查一次。检查时，操用者使铲板上下运动几次。

5.刮板输送机的连接螺母每周必须检查

刮板输送机和装载减速器之间的连接螺母，以确保其安装紧固。发现螺母稍有松动，应立即重新紧固。

6.刮板输送机链条的张紧

当链轮转动时，刮板输送机链条的下垂度不得超过10mm。如果垂度太大，刮板容易跳链。但刮板输送机链条必须保持一定下垂量，否则机头和机尾的链轮及刮板机链条本身将遭受过度磨损。由于物料容易堆积在刮板机上，所以必须在运转清理后方可调整链条的张力。张紧：（1）松开减速器的紧固螺栓。（2）松开调节螺杆上的锁紧螺母，将两边减速器调整至相同的位置。（3）必要时，短时开动刮板机后再调整链条的张力。（4）拧紧调节螺杆上的锁紧螺母，并拧紧紧固螺栓。减速器上的紧固螺栓要正确拧紧，如不正确，调节螺杆就可能弯曲，减速器上的爪式联轴器和刮板输送机驱动轴就有可能损坏[4]。

7.刮板输送机安全摩擦离合器

安全摩擦离合器片是由弹簧加载的，每次起动都将受到一定程度的磨损。一旦磨损超过一定值，必须减薄弹簧座上的垫圈，使压力弹簧重新压紧。当垫圈减薄后，摩擦片再度磨损时就将其更换。每周检查离合器摩擦片时，要松开底部的螺塞，检查是否有油，如果有油存在，说明刮板减速器漏油，必须更换减速器高速轴密封，以保证摩擦片绝对无油脂。由于摩擦片之间易于粘附，所以存放时必须把离合器的组件拆散放置。

8.履带链的张紧

当掘进机由地面抬起时，履带链的正确垂度在60-70mm之间。为了张紧履带，机器设有张紧油缸。在油缸中装入油脂，随机工具中备有一个手动油脂枪，进行注油张紧。也可使用其他动力注油器张紧。为了检查和调整履带松紧，必须将机器抬离地面，首先放下尾部稳定器，然后落下前方的铲板和切割臂，可将机器抬起。在测量垂度之前，必须使履带来回转动几次。

三、结论

随着煤矿科技的不断发展，建设高产高效矿井的理念深入人心，掘进机在煤矿广泛应用，大幅度的提高了掘进队的单进，解决了生产接续紧张的问题，已取得了显著的经济效益，有效地缓解了采掘接续紧张的局面。加强对机械设备使用人员的素质建设，使他们掌握正确的使用和维护技能，对于减少或者避免机械故障的出现，提高机械的利用率有着重要的作用。

煤矿掘进机论文:煤矿掘进机电气系统的维护

【摘要】矿用掘进机电气控制系统由传感器、执行机构、辅助设备、人机交互界面等几个部分组成，该系统对于掘进机的正常运行起着非常大的作用，因此，需要搞好维护和维修工作。文章对煤矿掘进机电气系统的维护、常见故障的诊断和排除进行了探讨。

【关键词】煤矿掘进机；电气系统；组成；维护；故障诊断；故障排除

随着我国煤炭行业的兴起，大规模的机械化产品应用于矿山作业中，综掘设备掘进机大批量的投入到矿井生产中。这给设备的维护和维修提出了新的要求。矿山机械一般可以分为机械系统、液压系统和电气系统三大部分，其中电气系统是一个非常重要的系统。近几年矿用产品信息化进程加快，更多新的控制方式和信息化手段应用到掘进机的电气系统中来，在一定程度上方便了现场设备的维护和检修。在此，本文主要对煤矿掘进机的电气系统的维护做个简要地探讨。

1煤矿掘进机电气控制系统的组成

当前我国矿用掘进机的整机装机功率通常在350kW以上，系统采用交流1140V供电，根据掘进机性能要求，电气控制系统应具备对电动机的控制和保护、液压系统的控制、掘进机照明、报警、急停等辅助设备的控制等功能。

1.1传感器

矿用掘进机的常用的控制电路保护及电机保护功能主要包括：漏电闭锁检测、短路、缺相、过载及控制电路、漏电保护等，传感器主要是为控制系统检测掘进机关键元部件状态而设置，传感器通常安装在电控箱外。当前的传感器大多是通过光电隔离后的数字信号进行通讯，这大大提高其抗干扰能力，接线也更为方便。由于先进的现场总线结构普遍被采用，使得接口实现统一，为今后技术升级和增加其他检测装置带来了方便。掘进机上通常会设置的传感器有：电流互感器、油温油位传感器、冷却水量传感器和油路压力传感器等，这些均是保证掘进机正常工作的重要方法。

1.2执行机构

执行机构主要由矿用本安型电磁阀、电液比例阀和隔爆型三相异步电动机构成。掘进机常用的液压动作（前、后行走，铲板升、降，后支撑升、降等动作）通过控制电磁阀来进行，而切割臂的摆动则由电液比例阀进行控制，通过对切割电机电流的检测进而控制电液比例阀的工作电压（或电流）实现摆动速度的控制，以防止电机长时处于过载状态。电动机包括油泵电机，切割电机及装运电机，其中装、运电机有两台同型号电机共同工作，并可正、反转。在设计中主要考虑各电机开启顺序和相互之间的闭锁关系，除了进行软件对各电机逻辑控制外，还设置了装、运电机正、反转之间的硬电路闭锁。

1.3辅助设备

辅助设备包括无线遥控装置、机器照明装置、预警设置及瓦斯断电装置等。无线遥控装置设有各液压动作按钮，在安全状态下可以操作机器实现各种动作；照明灯宜选用防震隔爆型，瓦斯断电装置配合前级磁力起动器在瓦斯超限情况可下切断本机的供电，及时消除安全隐患。

1.4人机交互界面

人机界面包括大屏幕液晶显示器和操控按钮，安装在隔爆兼本质安全型操作箱内，液晶显示器与控制器以现场总线方式通讯，全面及时的将电气控制系统所有检测和运行数据展现给掘进机操作人员以便更好的操作设备，同时还能为技术人员提供系统故障信息和数据分析，操控按钮包含了所有电机的开、停，电磁阀的控制按钮。这种人机界面与电控箱分离的设计可使掘进机操作人员专注于整机控制而不用关心控制系统具体运行过程，同时操作箱设有数据接口，可将液晶显示器所有显示数据通过井下工控网络将数据送至地面。

2煤矿掘进机电气系统的维护

要做好煤矿掘进机的维护工作，首先要对掘进机进行定期检查。检查电气设备的门、翻板、接线端盖是否关好和盖严，把手有无松动、脱落和损坏，端子螺丝有无松动，密封是否完好。若有，应及时修补和更换，保证外部灰尘和水不进入电气设备内。对主变应随时检查冷却供水与散热情况，从各个方位仔细监听其运行声音是否正常。氮气压力按仪表标定单位的要求是否工作在正常的工作范围内，主变温度是否超为合理区域；隔离开关动静触头间有无其它异常现象，锁销有无脱落。在掘进时电气维护人员应巡视检查以上项目特别是变压器的温升状况。

由于掘进机常常处于井下工作，其电气设备的密封、绝缘、运行温度、卫生清洁、接线端子及接线柱的锈蚀和紧固情况等因素对电气设备的正常安全运行非常重要。搞好掘进机的正常维护是一项复杂的工作。在掘进机组上从事维修工作还应注重下面几个原则性的问题：

（1）确定问题

其中包括设备的异常指示、异常动作，异常动作是突然发生还是逐渐发生，以及可以观察到的任何可见故障等。

（2）分离并确定不能正常工作的构件

根据原理图确认哪些构件可能引起故障；根据对问题的清楚的定性，确定哪一个构件或哪些构件最可能引起问题；隔离或绕开最可能发生问题的构件，检查系统功能，以确定构件是否为不能正常工作，可采用同样的方法进行多次检查，直到找到发生问题的构件。在判断检查时不要由于方法简单，就忽视甚至不加以采纳执行。

（3）解决问题

矫正设备的非正常工作状态，如果可能的话，应确定构件不能正常工作的原因；由于系统其他故障可能引起设备异常动作，仅仅修理或更换一个构件可能暂时缓解了问题，而引发的基本故障仍未排除；矫正任何可能引起设备非正常工作的其他问题；应尽可能修理缺陷构件，不能修好时，则予以更换；最后，还应进行必要的系统检测，以确保系统运行参数的恰当设定。

3常见故障诊断及排除

3.1PR1先导继电器故障

PR1继电器是直接控制泵电机启动的中间先导继电器，在工作过程中如果出现故障，它所控制的辅助触点PR1-1不能正常工作，时而闭合时而断开，有时也会因为机器工作振动太大，造成PR1-1触点不稳定，这就会造成泵电机在工作过程中突然断电，然后重新启动仍然可以正常工作，这样的软故障使维护者很难判断，从而造成了机组的工作效率降低，影响了井下的正常生产。解决的方案是：当出现此类问题后针对PR1继电器进行更换；或者可以间隔一段时间对电器系统进行强制性检修。

3.2过载保护模块烧毁

电机过载保护模块是通过交流互感器获得信号进行分析的电器元件，当其出现故障前期常会有不定期出现停机的现象发生，每次电脑显示过载，之后又恢复正常，如果经常出现这样的状况就会影响正常的生产，增加机器的启动频率，对机器各个电气部件都是一种考验，要想准确地判断主要通过两个方面：①观察电脑的存储记录，②空载状况下运行机组，如果在空载的状况下仍出现过载跳电则说明过载保护模块出现故障，解决方案一是更换新配件，另外就是对过载保护模块进行调整。当然，调整的先决条件是保证其没有损坏而是数值有变化或不适合工作条件下的要求。

3.3漏电继电器损坏

在掘进机电气系统中漏电继电器既是检漏继电器又是漏电复位继电器，所以此继电器如果出现故障直接的征兆即是漏电，确保供电线路中没有漏电现象时就有可能是漏电继电器故障，工作时因为某种瞬间绝缘值低造成漏电显示，但是如果漏电复位继电器正常情况下都会对其复位动作，如不能则故障。另外就是检漏本身通过一个6kΩ的电阻在进行检测，如果电阻或者漏电继电器存在问题则直接就造成漏地不能正常工作。其解决方法只能更换配件。

4结束语

随着大型机械设备在煤矿生产中的应用，设备的维护、检修显得尤为重要。掘进机电气系统是整机的主要组成部分，它为掘进机提供动力源，同时还控制掘进机各台电机及其配套机械部件的正常运行与安全。因此，做好掘进机电气系统的维护与维修工作，对于掘进机的正常安全运行意义重大，对于煤矿生产也意义重大。