周骏腾

（晋能控股煤业集团王村煤业公司，山西 大同 037001）

引言

煤矿掘进机在井下工作时，由于生产环境的复杂和多变，会使本安操作箱产生不同的故障，导致掘进机无法继续高效运转。本文重点分析了本安操作箱的使用方法及工作原理，研究了电气常见故障，梳理了导致故障的因素，制定了相关预防措施，对企业生产效益以及掘进机设备高速平稳运转具有重要意义。

1 本安操作箱概述

本安操作箱是煤矿掘进机的电气系统中最重要的部分之一。本文重点研究了CXH-12（A）型操作箱，选用太原煤矿院为研究基地，全称是安全型矿用本质操作箱。煤矿掘进机的电气系统包括：驱动掘进机的不同工作机构，电气控制箱型号是KXJ-280/1140（660）E 和隔爆矿用电铃以及声光信号器，这三个都属于隔爆兼本质安全型；矿用隔爆型急停按钮和LED 灯；操作箱馈电开关（同前级）；还有车载式矿用甲烷断电仪。

操作箱的特点是：安全可靠且操作灵活，体积很小等。操作箱和开关箱相互通信的方式是靠RS485完成实时数据传输的过程。整机故障和状态信息的提示，靠开关箱和操作箱的显示屏及液晶屏的相互配合，完成显示。

2 本安操作箱的结构特征和相关技术参数

2.1 操作箱结构特征

操作箱的外观图，如图1 所示。

图1 操作箱外观图

操作箱的电气设备类型是安全的木质类型，不锈钢的外壳，具备IP54的防护类别。箱体最前面是盖板，箱体依靠螺栓进行加固。液晶显示屏和前置有机玻璃板被安装在箱体正面，尺寸是5.7 英寸，“Exib I”的字样刻在盖板上，配置文字提示的急停按钮和开关按钮。密封胶垫被安装在盖板连接处，接合处用密封胶进行涂抹，可以保护电路模块，避免了进水和粉尘的损坏。侧面箱体都标设了产品的铭牌，正面的固定座个数是四个。

操作箱一定要进行紧固放松动的安装，因为内置了电路模块，即单片机进行采集处理的部分。两个用于电缆进出的航空插座位于操作箱的最下方。

2.2 技术参数

3 工作原理和实现的功能

3.1 工作原理

操作箱面板图，如下页图2 所示。单片机位于操作箱的处理采集数据模块中，可以旋转面板的开关对操作箱实时检测，控制器对操作箱可以进行不同指令的操作，接收到RS485 发送的通信信号到达电控箱内部。操作箱受到控制器发送的内容有：参数显示和故障信息以及掘进机每个启停电机的实时状态，液晶屏显示最终单片机处理和接收的内容。

图2 操作箱面板图

3.2 开关功能

1）急停开关：可以对电机进行紧急停止通常是常闭状态。重启单片机和主控制器要靠复位开关来实现，但无法对其他控制器进行复位。一旦信号传送到主控制器，将立刻停止一切输出。

2）截低、截高旋钮：可以控制回路，选择截割低速或者高速模式。按钮中位时说明回路仅存在截割电机。查看采集的数字量和模拟量的参数要靠控制器的翻页开关。翻页开关首次按动，查看的是模拟量；松开翻页开关后再次拨动时，查看的是数字量状态。

3）具备遥控功能的掘进机，按动“遥控操作”即可选择开关所处位置，实现掘进机的遥控操作。发射机还可以遥控油泵电机的启动工作，以及转载和截割电机的启动工作，掘进机自动屏蔽本机操作[3]。

4 井下的检修、维护和安装

4.1 检查安装工作

1）井下使用操作箱要避免淋水，做好防水工作。

2）干燥剂要放在电机和开关箱的内部电气设备，可以更好的工作在潮湿的工作面。

3）要提前在地面全部操作一遍，再下井拆解。

4）井下进行搬运和装卸时，一定轻拿轻放，要做好电气设备和电缆的插头及接头的保护措施，严禁翻滚，尽量减轻振动。

5）为了使用可靠的电气元件，掘进机要内设操作箱在减振器的位置。

图3和图4分别为电池的放电和充电效率图，由图可知蓄电池具有良好的充放电特性。图5为电动机工作效率图，可以看出电动机主要工作在高功率范围内。

6）先仔细查看各个连接点是否牢固，再进行井下安装；查看运输时有无造成电气元件的损坏。使用的所以设备必须配有出厂证明，及时处理所有发现的问题。

4.2 井下维护

1）彻底检查出现F 井5-7 d 新机器的箱体接线。

2）检修电气系统的时间间隔是10 d。及时处理出现损伤的隔爆面和松动的螺栓及线头部位。试运转对应的所以操作项目，找出异常部位。

3）对锈斑和煤尘以及污垢部位采取定期清，将防锈油脂涂抹在磁路系统的隔爆面和接触面。

4）查看箱体外壳完整性的周期性工作，要采取日常检查。

5）轻轻用洁净的软布将有污物的操作箱表层进行擦拭。擦拭时的布料不能过硬，使用的溶剂液体禁止带腐蚀性，才可以避免损坏或划伤箱体表面。

4.3 井下检修

1）操作箱的修理和打开工作，仅限工作人员或培训人员。

2）检修停电的掘进机，也要将前级馈电的开关进行切断，防止进线端的断路器有电，一定不可带电操作。

3）对操作箱进行断电后，清理盖子与门上的粉尘和煤尘，才可以打开门。

4）元器件的所有参数和型号，都不可在检修电路的过程，被无故更改。

5 掘进机本安操作箱常见故障与解决方法

表1 是本安操作箱常见的故障现象，原因及解决方法表。

表1 掘进机本安操作箱主要故障与解决方法

6 结语

煤矿掘进机决定使用效率高低的核心部位是具备合格的本安操作箱。本文重点分析了使用本安操作箱的方法，并详细研究了工作原理，经过实地考察，记录了本安操作箱最常出现的电气故障，并依据不同的故障制定了配套的维修措施。最后提出，生产煤矿的企业需要重点检查故障发生率，维护好操作箱的电气元件，对故障问题，有关部门和人员必须预先制定操作箱的诊断方案，详细设备常发的故障点，说明导致因素，给出解决办法。技术人员要加强综合素质并增进实操能力，采取解决设备的故障问题，保证设备及时生产并正常运行。