摘 要：在煤矿综采工作中，电牵引采煤机为主要设备，负责破煤和装煤工作，在中厚与厚煤层中应用广泛。文章以电牵引采煤机为研究对象，从电牵引采煤机的构成与运行原理入手，结合工作案例，分析电牵引采煤机的电气故障及处理要点，为煤矿企业合理应用电牵引采煤机提供理论与实践帮助。

关键词：电牵引采煤机;电气故障;变频器

中图分类号：TD421.6 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2020）07-0161-02

0引言

电牵引采煤机可实现机械化采煤，达成降本增效的目标。但由于煤矿井下生产环境复杂，影响因素较多，使电牵引采煤机在运行过程中故障频发，影响煤矿综采工作效率与质量。在电牵引采煤机故障中，电气故障出现的频率最高，对其开展分析，具有鲜明现实意义。

1电牵引采煤机分析

1.1电牵引采煤机构成

本文以目前煤矿井下作业应用广泛的MG650/1620-WD型采煤机为例，介绍电牵引采煤机的构成，为电牵引采煤机的故障原理分析奠定基础。该型号的采煤机配置多个电机与变频器，实现变频调速，属于新型无链电牵引采煤机。在电牵引采煤机中，电气系统包括电气控制箱、截割电机、牵引电机、破碎电机、泵电机及相应的操作控制装置等，通过TDECS控制系统进行电牵引采煤机电气系统的控制，保障电牵引采煤机正常运行。

1.2电牵引采煤机运行原理

在电牵引采煤机运行中，内部设置的先导回路控制顺槽磁力启动器，与3300V主电源连接，将一部分电压和电流传输至高压腔，通过隔离开关传输至真空接触器，利用该器件完成电机操作，如截割电机、破碎电机与泵电机等。同时，另一部分电压和电流传输至变压器腔，将3300V电源转变为400V电源，为牵引系统和控制系统提供动力。牵引系统属于变频调速系统，共配置两台变频器，分别负责左右两侧结构的牵引工作。在整个电牵引采煤机中，计算机系统为核心部分，负责电气系统的控制、调节与保护，如电机温度保护、瓦斯断电控制与无线遥控等，实现准确的割煤、牵引及调速[1]。

2电牵引采煤机电气故障及处理

虽然目前煤矿采用的电牵引采煤机较为先进，运行稳定性与可靠性有显著提升，但受煤矿井下复杂环境影响，电牵引采煤机仍旧表现出多种电气故障，影响综采工作面的正常生产作业。本文选择几种代表性电气故障，对其原因与处理方法进行分析。

2.1启动故障

在电牵引采煤机应用中，启动故障包括主启不能启动、启动不自保及不能二次启动。其中，主启不能启动故障在下文电机故障中分析，这里不再赘述。

2.1.1启动不自保故障

在电牵引采煤机中，PLC中设置自保回路，实现采煤机的自动运行。启动不自保故障出现后，运维人员首先检查PLC中的自保点，观察其是否处于闭合状态。如果闭合，则说明PLC正常运行;反之，则说明PLC存在故障，可通过更换主控器方式排除故障。如果更换主控器后仍存在启动不自保故障，运维人员需排查瓦斯检测装置，观察其指示灯亮起状况，如果电源指示灯亮起，则表明瓦斯检测装置正常运行，需通过万用表排查瓦斯检测装置的输出点。输出点闭合，则表明瓦斯检测装置正常，故障原因为PLC参数设置不合理;输出点未闭合，则表明瓦斯检测装置存在故障，需更换。

2.1.2不能二次启动故障

不能二次启动故障的出现原因较多，运维人员可按照如下流程逐一排查：

首先，排查隔离开关及常开点。在电牵引采煤机中，隔离开关与微动行程开关的常开点闭合状况，会影响接触器闭合状况，进而引发二启故障。

然后，排查真空接触器。如果隔离开关与常开点均处于闭合状态，则需排查真空接触器，运维人员可将真空接触器和220V电源连接，观察其吸合状态。如果吸合，则表明真空接触器无故障;反之，则表明其存在故障，需更换。

最后，排查PLC的输出模块与高压箱的控制回路，通过短接线短接方式排查，观察真空接触器吸合状态。如果吸合，则表明回路无故障，故障位于控制中心，通过观察PLC输入与输出指示灯，判断故障原因;反之，则说明回路存在断路或接线错误。

2.1.3故障案例

在某煤矿综采面，企业选用MG320/710-WD2电牵引采煤机，在井下作业中，采煤机表现出间歇性不能启动故障，时而正常运行割煤;时而出现启动跳闸现象。运维人员排查后，发现采煤机的供电系统运行不稳定，导致输出电压出现变化，影响采煤机运行。运维人员通过电缆更换、加固接头与调整电压等方式，排除故障，保障采煤机正常启动与运行。

2.2牵引故障

在电牵引采煤机运行中，牵引系统的故障表现为牵送后变频器不得电、不能牵引、牵引不自保。

2.2.1牵送后变频器不得电故障

牵送后变频器不得电，牵引系统不能正常运行，采煤机停止作业，导致该故障的主要原因為牵电装置吸合问题，影响吸合效果的因素有以下四种：其一，PLC的输出模块故障，可通过显示屏的指示灯或万用表判断;其二，牵电装置出现机械故障，如电缆破损、电缆接触不良等，可通过万用表逐一排查，找出机械故障位置;其三，PLC的电源线连接错误，运维人员可将空气开关位置接入的电源线对调，观察对调后牵电装置是否吸合，分析电源线是否连接错误;其四，牵电接触器故障，在上述故障原因均排除后，可以判断故障由牵电接触器引起，可通过更换器件排除故障。

2.2.2不能牵引故障

该故障表现如下：变频器得电后，作业人员控制操作按钮，电牵引采煤机不能牵引。运维人员首先将控制连接电缆拔下，与短接线连接，观察此时电牵引采煤机能否正常牵引。如果可以，则故障区域为PLC;反之，则需通过万用表逐一排查控制连接电缆，找出其破损或短路位置。同时，运维人员也可通过近控方式牵引采煤机，观察其都否能够正常牵引。如果可以，则说明故障点为外部线路;反之，则说明变频器存在故障，需更换。

2.2.3牵引不自保故障

该故障的表现如下：在作业人员控制操作按钮停止后，采煤機不能持续行走，出现该现象的原因在于PLC中存在牵停信号，使采煤机始终表现出牵停操作，运维人员需仔细排查控制板的牵停按钮，观察其是否被卡阻[2]。

2.2.4故障案例分析

在某煤矿的综采面，电牵引采煤机在运行期间出现不能牵引现象，运维人员排查发现，控制信号未能正确接收，更换主控器后，故障排除，电牵引采煤机正常运行。

2.3电机故障

在电牵引采煤机应用中，常见的电机故障包括电机启动故障与电机发热故障。

2.3.1电机启动故障

在电牵引采煤机运行中，导致电机启动故障的原因有多种，如断路、线路接地、器件损坏或PLC故障等。就此，运维人员在处理故障时，需结合故障原因，依次排除。

首先，排除线路与器件。运维人员可观察先导按钮指示灯，如果指示灯呈现亮起状态，则表明器件正常运行;反之，则表明线路断路或器件损坏，依次检查线路运行状况、接地二极管及三级开关等器件运行状况，明确故障原因，更换损坏器件。

然后，判断PLC的二启输入信息，该信息不完整，会影响电机的正常启动。如果PLC的输入灯未亮起，则表明PLC的输入模块线路或二启按钮存在故障，需更换损坏设备。

最后，排除PLC的器件。如果PLC的输入信息完整，则说明故障存在于PLC中，运维人员可通过Y13灯，判断故障原因。如果Y13灯亮起，则说明PLC器件存在故障，运维人员需依次检查电源空气开关、真空接触器等器件，更换损坏设备，排除故障。

2.3.2电机发热故障

在电牵引采煤机运行期间，如果作业人员发现电机温度过高，则表明电牵引采煤机电机出现发热故障，导致发热故障的主要原因为冷却水管路堵塞或电机内部结构故障，降低电机散热能力。对于堵塞引起的发热故障，运维人员可打开冷却水的出水口，观察出水口的水流量，如果水流量明显偏小，则说明该管路存在堵塞现象，运维人员可对堵塞的冷却水管进行反向连接处理，并通过反冲方式清除堵塞物质。如果反冲方式未能有效排除故障，则说明该管路的堵塞现象较为严重，运维人员可通过液压支架开展高压反冲，将高压乳化液为反冲液体，切实清理管路的堵塞物质，保障冷却水管正常运行，提高电机散热能力，实现电机发热故障的有效排除[3]。

对于电机结构问题引起的发热故障，运维人员需逐一排查电机结构，发现电机器件存在的异常。

2.3.3故障案例分析

在某煤矿的新安装工作面，试运行过程中，发现电牵引采煤机的电机离合把手位置存在严重发热现象。运维人员逐一检查冷却水管，发现冷却水管正常运行。排查电机的内部结构，发现电机的离合盖和轴承密封套间的空间较小，导致二者在运行过程中出现碰撞，引起发热故障。运维人员将离合盖下方的加垫圈进行加高处理，扩大运行空间，电机不再出现发热故障。

2.4摇臂故障

2.4.1故障分析

在电牵引采煤机运行中，摇臂故障表现为摇臂无故自动移动或摇臂不能正常动作。

第一，摇臂无故自动移动故障。在电牵引采煤机运行中，摇臂可能会在无人工操作情况下，出现上升或下降现象，该故障的原因有三种，运维人员需逐一排查。其一，PLC输入模块的电气板路接点粘连;其二，PLC继电器是否正常运行;其三，PLC电磁阀或控制线路是否正常运行。

第二，摇臂不能正常动作故障。在电牵引采煤机运行中，作业人员控制摇臂动作，而摇臂未按照控制指令上升或下降，该故障的原因有三种，运维人员需逐一排查。其一，摇臂系统的按钮或远程控制器出现故障;其二，PLC的输入或输出模块故障;其三，电气系统故障，可通过显示屏的亮灯状况判断。如果显示屏的绿灯不亮，则表明电气系统未接受控制指令，需排查电气系统;如果显示屏的红灯亮起，则说明摇臂系统的液压换向阀或电磁阀出现故障。在找出故障原因后，更换故障器件，即可排除故障[4]。

2.4.2故障案例

在某煤矿综采工作面，电牵引采煤机摇臂出现升降不正常现象，时而稳定升降，时而不能升降。运维人员排查发现，液压系统的主油箱内存在空气，导致调高泵出现吸油不足或吸空问题。针对该故障，运维人员将液压系统的油箱注满油，并将放弃螺堵拔下，排出主油箱内的空气，保障调高泵正常运行，控制摇臂正常作业。

3结语

综上所述，在电牵引采煤机运行过程中，存在启动故障、牵引故障、电机故障与摇臂故障，运维人员需根据故障表现，分析故障原因;再根据故障原因，逐一排查，明确故障位置与具体原因，采取更换器件、调整运行参数等措施，排除故障，保障电牵引采煤机稳定可靠运行。

参考文献

[1] 李伟.电牵引采煤机的电气故障及对策[J].电子技术与软件工程，2019（14）：244-245.

[2] 董登.电牵引采煤机常见电气故障及处理措施[J].设备管理与维修，2019（3）：89-90.

[3] 张海滨.采煤机常见电气故障的原因分析与防范措施[J].陕西煤炭，2018，37（S1）：141-142+111.

[4] 李俊霞.MG400/920—WD采煤机电气系统故障案例分析[J].山东煤炭科技，2017（11）：122-124.

收稿日期：2020-03-01

作者简介：马君（1977—），男，陕西神木人，本科，机电工程师，研究方向：矿山设备维修。