李静轩

(轩岗煤电有限责任公司梨园河矿)

井巷开拓是矿井生产中极为重要的一环，掘进机在井巷开拓中应用十分广泛。掘进机应能按照设计要求快速完成规定尺寸的井巷断面，相比传统井巷开凿方式更加安全、可靠和高效[1]。由于掘进机作业环境较差，设备容易发生故障，且很多操作人员也没有深入了解掘进机内部结构及运行机理，容易引发误操作，降低工作效率，损坏设备[2]。因此加强对掘进机故障维护和日常管理，降低掘进机故障率，对维持其正常运行和稳定煤矿生产具有积极作用。

1 煤矿掘进机工作原理

掘进机由工作机构、转载机构、行走机构、装运机构构成。根据开凿井巷结构不同，掘进机可分为护盾式掘进机和开敞式掘进机。掘进机通过行走机构移动向前推移，工作机构对煤层、岩层进行岩体破碎和开凿，按设计要求形成需要的井巷，通过转运机构装运由装载机完成破碎岩体的运输，保障井下开采人员活动和开采的工作空间[3]。

相比传统地下井巷开凿方式，掘进机开凿过程能够保持结构稳定，高质量地完成巷道开拓，同时操作流程便捷，生产过程安全可靠，工作效率也较高。缺点是设备构造较为复杂，工作环境复杂恶劣导致设备内部各机构及零配件容易损耗、损坏，维修难度较大，及时对隐患进行排查和维护十分必要。

2 煤矿掘进机液压系统故障分析

2.1 液压系统温度过高

矿用掘进机工作环境恶劣，液压轴、液压箱等处温度偏高是掘进机液压故障主要因素之一。掘进机工作对象以伴生有大量矸石的煤层、岩层为主，如掘进过程中遇见矸石等坚硬物体会增加掘进机液压系统传动力矩，引起液压轴的磨损与温度升高。液压轴与液压油正常运转过程中温度基本恒定，当转轴、箱体温度超出上限，液压系统运转负荷过高、运转不正常，系统出现部分零件因磨损而迅速老化、液压油受热变质、润滑能力下降等多种隐患，加上其他不利环境因素影响，造成各种掘进机液压系统故障。

液压系统温度过高原因涉及到设备设计、加工以及操作方法、流程等方面[4]。除去设备自身缺陷，多数液压系统温度过高原因是人为操作不规范、设备运转流程发生错误。为确保液压系统中液压油循环冷却系统正常运转，除提高作业人员素质外，还应对设备进行定期巡查，定期和不定期清理系统油路，确保设备清洁，便于系统散热[5]。

2.2 液压油含有杂质

液压系统是矿用掘进机的主要动力驱动装置，系统通过各紧密原件、零配件紧密结合，通过控制液压管路及各原件中控制阀开启状态完成掘进设备的运转控制。正常工作时各零配件之间间隙较小，配合紧密，但环境中的灰尘及其他杂质可以随液压油进入液压系统内部。一方面会影响液压油的纯度和工作效率，另一方面会进入零配件间和阀门间间隙中，部分杂质如金属碎屑等表面坚硬、棱角较多，会划伤阀门阀体及零配件表面，进而影响控制阀和零件性能，严重时会导致部分零件故障。同时液压油中杂质容易积聚在油泵的油口过滤网，增加油泵阻力，严重时影响设备正常运转。为确保液压油品质及系统运转状态，应定期检查液压油及各配件处密封状态，避免杂质混入。

2.3 溢流阀故障

溢流阀状态对设备运转十分重要。溢流阀损坏或压力不稳定会引起对应的换向阀故障，导致其部分功能操作失灵。如溢流阀发生O型圈密封不严等故障时，行走换向阀的溢流阀压力不足，掘进机行走装置就会出现障碍，需要及时更换相应的零部件；当该溢流阀压力正常时，掘进机行走装置故障可能为其他零件引发，可根据管路方向逆向检查，自马达、星相转向阀、减速器直至油泵逐一排查。

3 电气系统故障

掘进机电气系统随电气技术的发展而不断改进，并发挥着重要作用。掘进机设计过程中，电气系统通过采用集中控制和多级保护装置，极大地简化了掘进机的结构，提高了设备运转稳定性。电气系统通常通过可编程控制器PLC对掘进机机械部分进行控制，实现各个回路在过载、过流及短路等状况下的保护，因此电气系统控制单元故障也是造成掘进机不能正常工作的主要因素。

3.1 PLC无输出

PLC无输出信号会导致掘进机无法正常操控，虽然影响PLC输出因素众多，但因PLC整体性能稳定，多数情况下主要是综合保护器控制按钮故障。为判断PLC无输出故障，应检查装置的显示状态，并可通过短接输入端进一步判断PLC是否损坏。

3.2 接触器和继电器线圈不导通

引发接触器线圈回路不导通故障的主要原因是接触线圈损毁、回路继电器损毁、回路交流电源连接问题等，线圈不导通可通过万用表判别。引起继电器线圈回路不导通故障的主要原因是继电器线圈损毁、回路直流电源连通问题、PLC输出问题。

3.3 接触器不能可靠吸合

电气系统接触器在高电压下完成吸合动作、低电压维持吸合。接触器吸合故障一般由接触器直接故障和电压值过低导致，综合保护器错误动作导致的接触器故障需要及时更换元件进行修理。在系统供电装置输出功率过高时，瞬间电压下降、电流升高引起电压无法维持接触线圈的可靠吸合动作；长时间电压值过低则需要调节供电电缆电阻，通过减少线缆长度或更换电阻率较小的线缆等来降低电阻，解决线缆输出电压过低问题。

4 掘进机维护

4.1 日常维护

使用掘进机进行煤层、岩层掘进，工作效率高、工作安全稳定、操作简单。但掘进机机械系统复杂，为避免机械事故发生，需要加强掘进机的日常检查和维护。

(1)掘进机齿轮头处、齿座处、伸缩处、减速机部分等对整个掘进机正常运转十分关键，需加强日常维护。如掘进机裁割头处易出现螺丝松弛和齿轮损坏，对裁割头检查十分必要，主要检查截割头齿轮、螺丝、齿座、伸缩处、减速机、油量情况、温度情况等，以及时更换异常状态的零件，确保裁割头正常工作。

(2)确保掘进机行走机构状态正常，首先要确定履带松紧度，随后对履带的履带板、齿轮、铲装板链接销进行检查。

(3)确保刮板输送机链条松紧度适中。链条过松刮板输送机易跑脱，或无法提供足够驱动力，输送机速度偏低。因此对链条检查的重点是观察链轮和从动轮状态，及时调节链条松紧度，及时替换掉问题零件。

(4)避免过滤器、喷嘴被杂物堵塞，以免影响液压流速，从而影响掘进机工作状态。

4.2 使用过程维护

掘进机设备故障修复较为繁琐，维持设备稳定性就显得十分重要。

(1)确保齿轮正常。掘进机工作负荷大、承受力矩大，工作机构中齿轮损耗率较高，易损坏，应定期进行检查并及时更换损坏齿轮，调试好截割头。

(2)确保设备润滑。各类零配件配合间隙间的润滑状态会影响整体设备的使用寿命，缺少润滑及间隙过小会加速零件磨损，进而损坏装置。因此，要加强掘进机各个部位的润滑，如截割部润滑时要均匀散布，注油时切割头要来回转动；装载部润滑注油时，要开启减速器，使润滑脂能够均匀分布；行走部润滑时，要在开机前对传动轴进行润滑等。

(3)避免皮带跑偏。影响皮带跑偏的因素有转轴安装偏心，刮板链过松或坚固度不佳等。因此在日常巡检过程中，要注意矫正接头，皮带磨损及时处理；如果发生架体变形，要注意及时调整和更换；对于跑偏不易调整的部分，可安装调心托辊。

5 结 论

煤矿掘进机常见的液压系统主要包括液压系统温度过高、液压油中含有杂质、溢流阀故障等，电气系统故障主要包括PLC无输出、接触器线圈和继电器线圈不导通及接触器不能进行可靠吸合等。由于掘进机工作量、工作负荷较高，零配件损坏几率也高于其他设备，需 要定期对设备状况进行全面检查，重点检查工作机 构、转载机、行走机构、装运机构等易损部件，确保掘 进机正常工作。