煤矿采煤机范文

煤矿采煤机范文（精选12篇）

煤矿采煤机 第1篇

1 煤矿采煤机系统结构

煤矿采煤机系统的构成比较复杂, 但基本结构大同小异, 具体的构成如图1所示。

其中:1代表的是左螺旋滚筒, 2代表的是左牵引传动部, 3代表的是左截割部, 4代表的是底托架, 5代表的是液压传动部, 6代表的是电控部, 7代表的是电动机, 8代表的是喷雾冷却系统, 9代表的是右牵引传动部, 10代表的是右截割部, 11代表的是右螺旋滚筒。

在整个采煤机中, 需要使用润滑技术的主要是传动系统。我国在煤炭开采中普遍使用的采煤机传动部件有两种, 分别是牵引部和截割部, 采煤机的传动元件主要有四种, 分别是:油泵、齿轮、液压元件和油马达。国内使用的齿轮油主要有两种, 一种是工业齿轮油, 另一种是车用齿轮油。目前, 国内使用的液压油基本上是抗磨液压油, 这种液压油中含有硫、氯、磷、锌等抗磨剂, 具有很好的防锈抗氧化的特点, 并且油膜的强度比较高[1]。

2 煤矿采煤机润滑系统的设计

为了降低煤矿采煤机的润滑成本, 在设计润滑系统的时候采用的是集中润滑系统, 集中润滑系统根据采煤机机身的大小可以分为两种不同的类型, 一种是润滑泵机载型, 另一种是润滑泵非机载型[2]。

2.1 润滑泵机载型

润滑泵机载型的采煤机润滑系统需要保证采煤机有足够的空间放置润滑泵, 这种润滑系统形式比较适用于型号比较大的采煤机。

第一, 润滑泵的类型。润滑泵的种类比较多, 其中有电动润滑泵、手动润滑泵和液动润滑泵。在这三种润滑泵中电动润滑泵的润滑效果最好, 同时也便于实现集中控制, 但是从采煤机的实际工作环境来看, 电动润滑泵的使用存在很大的安全隐患。所以, 综合考虑使用安全和使用效率两个方面的因素来看, 液动润滑泵是最优的选择。液动润滑泵的动力来源是液压泵, 它在使用的过程中可以利用电磁换向阀来实现集中自动控制, 也可以通过手动的形式来控制润滑泵的启动和停止。

第二, 润滑泵的容量。一般情况下, 润滑泵的容量越大, 井下加脂的次数也就越小, 粉尘进入润滑系统的概率也就越小。所以, 在设计机载润滑泵的容量的时候, 最好将其容量控制在2升以上。

第三, 润滑周期的设定。采煤机在工作的过程中属于连续运转, 在润滑泵的限制下不能连续的进行供油, 所以, 在供油方式方面可以选择间歇式的供油方式。为了保证供油效率, 要将自动润滑系统的润滑间隔设置为0.5小时或者1小时[3]。

第四, 润滑系统。在采煤机的集中润滑系统使用的是递进系统, 因为递进系统具有计量准确、润滑点的流量可以监测、可靠性比较高等优点, 又因为递进系统所占用的空间比较小, 所以在采煤机机载润滑系统中比较适用。递进润滑系统主要由以下部分构成, 分别是:泵装置、次级分配器、主分配器、主线路、次线路和附件[4]。虽然递进润滑系统在应用的过程中能够有效地满足不同的润滑需求, 但是在某个点上比较容易堵塞, 所以, 在使用的过程中, 要将递进润滑系统的分配器放在比较容易观测、比较容易进行更换的位置上。

2.2 润滑泵非机载型

润滑泵非机载就是采煤机和润滑泵分离, 具体的设计参数分析如下。

第一, 润滑泵的选择。非机载润滑泵可以选择手动润滑泵和液动润滑泵。在非机载的形式下, 液动润滑泵的动力来源于液压支架上的乳化液泵站, 所以, 可以将润滑泵放在液压支架上面, 方便取用。

第二, 润滑泵的容量设计。因为润滑泵是非机载的形式, 所以, 可以适当选择容量比较大的润滑泵, 同时要保证润滑泵搬运的便捷性。所以, 为了满足这两个条件, 可以将润滑泵的容量控制在5升左右[5]。

第三, 润滑周期的设定。非机载润滑泵的润滑周期相较于机载润滑泵的润滑周期可以适当延长一点。所以, 可以在班检的时候将润滑脂注入;如果煤矿中采煤的条件比较好, 也可以以一个星期为周期来检查润滑泵的时候注入润滑脂。

第四, 润滑系统的设计。非机载润滑泵的润滑系统使用的也是递进系统, 但是在安装系统的时候要注意将分配器的注油口接头要选用快速接头, 以保证对接的方便性。同时, 为了减少粉尘的进入, 要对接头做好保护工作。

3 润滑油的选择

煤矿采煤机使用的润滑油有两种, 分别是:液压油和齿轮油。不同的采煤机需要选择不同的润滑油。

3.1 液压油在采煤机中的应用

采煤机中有一部分是液压系统, 液压系统的动力支撑就是液压油。液压油在液压传动中不仅有润滑功能, 还具有防腐、防锈、冷却等功能。所以, 在对液压油进行选择的时候, 要对液压油的动力传递功能和润滑性能进行全面的考虑, 保证液压油的黏度, 以保证液压油在使用的过程中能够发挥最大的效用。

第一, 液压油选择需要考虑的因素。 (1) 如果采煤机工作环境的温度比较高, 在选择液压油的时候就要选择黏度比较高的液压油;如果采煤机工作环境的潮湿度比较高, 在选择液压油的时候就要选择抗腐蚀性比较好、抗锈蚀能力比较强的液压油;如果采煤机的部分部件长期暴露在外, 在选择液压油的时候就要选择黏度比较高的液压油;如果采煤机的部分机械处于往返运动、间歇运动和变速运动的过程, 在选择液压油的时候需要选择黏度比较高的液压油[6]; (2) 在选择液压油的时候, 也要考虑不同物质之间的相容性和不同的润滑方法, 根据这些具体情况来选择合适的液压油, 以保证润滑效果能够得到最大的发挥; (3) 如果采煤机的荷载比较重, 在选择液压油的时候就要选择黏度比较高的液压油, 以保证能够达到最好的润滑效果;如果采煤机的荷载比较轻, 在选择液压油的时候就要选择黏度比较低的液压油, 以促使液压油的运行温度能够得以降低, 以减少液压油的消耗, 以保证能够达到最好的润滑效果。

第二, 液压油的选用技巧。在应用液压油的时候要注意以下几点问题: (1) 选用的液压油必须具备闪点高、凝固点低、抗剪切性能比较好等要求; (2) 在选用液压油的时候, 要保证液压油具备很好的抗泡性和抗氧化性化, 以免液压油在储存的过程中在氧化作用下发生变质, 同时, 还要保证系统的温度和压力发生变化的时候, 液压油的油质性能不会发生变化; (3) 在选用液压油的时候, 要保证液压油具备比较好的黏度和耐温性, 最好将液压油的黏度控制在90以下, 同时, 还要保证液压油具有很好的润滑性和耐磨性; (4) 在选用液压油的时候, 要对密闭材料的使用性能进行充分的考虑, 保证液压油能够很好地适应密闭材料, 能够有效地维护密闭材料的性能, 同时, 还要保证液压油具有很好的防锈蚀性能、抗腐蚀性能和抗乳化性能。

3.2 齿轮油在采煤机中的应用

第一, 齿轮油的功能。 (1) 齿轮油能够在很大程度上降低传动齿轮之间的摩擦磨损程度, 能够将齿轮在运转的过程中形成摩擦力和功率损失减小, 对热量进行合理的分散, 保证摩擦温度得以很好的冷却下降, 很好地实现节能降耗的目标, 在很大程度上提高工作质量和工作效率; (2) 齿轮油在采煤机中的应用能够降低齿轮在运行的过程中和其他零部件发生的磨损损耗, 保证机器设备运行的优良性, 延长机器设备的使用寿命; (3) 齿轮油在采煤机中的应用能够清除齿轮传动系统内部的污染物和齿轮表面的金属或其他固体颗粒, 能够减少杂质对齿轮运行产生的影响, 避免零部件发生腐蚀现象[7]。

第二, 齿轮油的选用标准。 (1) 在选用齿轮油的过程中, 要对齿轮运行的环境、气候、地质条件、地形条件和水文环境进行充分的考虑, 以实际情况为标准选用合适的齿轮油; (2) 在采煤机运转的过程中, 要对齿轮的运转速度进行控制, 严禁使用齿轮油对其进行润滑; (3) 在采煤机运转的过程中, 相较于轴承的最高温度而言, 在采煤机运转的过程中, 齿轮油的温度要比轴承的最高温度还要高20摄氏度到30摄氏度, 如果轴承的温度和滴点的温度相近, 相应的齿轮油的变质速度也会加快。

4 采煤机牵引部位的润滑技术

目前, 在煤炭开采的过程中, 采煤机运动的主要方式就是液压传动, 这种方式对柱塞泵的要求比较高, 一般情况下, 在运作的过程中形成的负荷波动会比较大, 在摩擦的过程中会出现较多固体接触的现象。一般情况下, 采煤机中使用的泵箱和油泵内部的传动齿轮的运行环境相同, 都是同一个油池。所以, 在选择润滑油的过程中要对液压能量的传动要求进行充分的考虑, 同时, 还要充分的满足齿轮润滑的需求。在牵引部位启动的过程中, 要尽量将牵引部位的运动粘度控制在800左右, 这样才能够有效的保证油泵在启动的过程中和润滑油之间发生作用, 从而避免不必要的机械磨损现象的发生。除此之外, 在采煤机运行的过程中, 经常会发生润滑油油温升高、润滑油剧烈搅动的现象, 在这种情况发生的时候, 要尽量将润滑油的粘度指数保持在110以上。所以, 为了满足上述的种种需求, 采煤机牵引部位可以使用的液压油有两种, 分别是:N100号抗磨性液压油和N50号抗磨性液压油。

5 截割部位的润滑技术

通常情况下, 采煤机在运行的过程中, 截割部位所处的环境比较潮湿, 所以在润滑方面经常使用飞溅润滑技术。但是, 使用这种润滑技术的前提条件是润滑剂的必须具有很好的抗乳化性, 同时要具有良好的抗氧化安定性。为了保证润滑技术在截割部位充分发挥自己的优势, 在选择润滑油的时候需要对以下因素进行充分的考虑。

第一, 齿轮的齿面负荷。在煤矿采煤机截割部位的齿轮的负荷比较低, 或者速度比较高但是载重比较大的负荷, 相应的, 对接线的赫兹应力不能超过4000公斤力每平方厘米, 所以, 在这种情况下, 润滑剂可以选择使用非极压性的润滑油。通过这样润滑油的使用可以在很大程度上缓解齿面的负荷问题。如果对接线的赫兹应力超过了4000公斤力每平方厘米, 就需要使用极压性的工业齿轮油来缓解齿面负荷。

第二, 齿轮高温的原因。齿轮在运转的过程中, 一旦润滑油的温度连续保持在70摄氏度以上, 就会在很大程度上导致润滑油产生变质问题。但是在采煤机实际的工作的过程中, 采煤机工作的环境就是70摄氏度的高温环境, 所以, 为了解决这个问题, 在选择齿轮润滑油的时候要注意润滑油耐高温的特性, 要保证润滑油的黏度, 最好将其黏度控制在90以上。

第三, 齿轮滑动速度。当截割部的齿轮处在特定环境负荷的时候, 齿轮齿面的滑动速度会对油膜的形成造成直接影响, 油膜形成难度会随着齿轮之间啮合滑动速度的加快而增加。在这样的情况下, 如果在实际的工作中, 齿轮的滑动速度比较快, 在选择润滑油的时候就要保证选择的润滑油具有很好的极压性能。

6 结语

采煤机在煤矿开采中是必不可少的关键煤矿机械设备, 润滑系统是采煤机工作效率的保障。目前, 为了节省采煤机的润滑成本, 将采煤机的润滑系统设计为集中润滑系统。根据采煤机空间的大小, 将集中润滑系统分为两种, 一种是机载润滑系统, 另一种是非机载润滑系统。但是无论哪种润滑系统, 在润滑的过程中都要选择合适的润滑油。润滑油分为液压油和齿轮油两种, 这两种润滑油的选择要根据润滑部位来进行, 润滑部位又可以分为牵引部位和截割部位。设计合理的润滑系统, 选择合适的润滑油, 对提高采煤机的润滑效果, 对保证采煤机的工作效率具有重要的指导意义。

参考文献

[1]杨彬林.浅谈煤矿采煤机的润滑技术[J].中国科技纵横, 2014, 9:193.

[2]薛莹.润滑技术在煤矿采煤机中的应用分析[J].中国新技术新产品, 2015, 5:50.

[3]刘占军.采煤机的润滑技术与措施[J].科技创业家, 2012, 21:94.

[4]白虎, 等.急倾斜采煤机润滑与防滑系统的研究设计[J].煤矿开采, 2013, 5:41-43.

[5]李艳.采煤机轴承的润滑养护与漏油治理[J].中国新技术新产品, 2011, 12:114.

采煤机题库(DOC) 第2篇

一、填空题。

1、识读零件图的一般步骤是看懂标题栏、分析零件的表达方法、分析尺寸标注、看懂技术要求。

2、检修滚筒或更换截齿时，应切断电源、断开截割部离合器和隔离开关，并闭锁刮板输送机，让滚筒在适宜的高度上用手转动滚筒检查或更换截齿。

3、正弦交流电的三要素是正弦交流最大值、周期、初相位。抗磨液压油每隔15天抽检一次，每隔30天进行一次全面检查。齿轮油每隔30天进行一次化验，换油标准按照有关规定执行。

4、我国煤矿安全生产的方针是安全第一，预防为主，综合治理。

5、采煤机停止工作或检修时，必须切断电源，并打开其磁力启动器的隔离开关。

6、液压传动是以液体作为工作介质，利用液体的压力能来传递动力和进行控制的一种传动方式。

7、MG400/940-WD型交流电牵引采煤机由左、右摇臂，左右滚筒，左右内牵引，外牵引，泵站，高压控制箱，牵引控制箱，调高油缸，辅助部件等部分组成。

8、采掘工作面的空气温度超过30℃，机电设备硐室的空气温度超过34℃时，必须停止作业。

9、液压传动系统主要由动力元件、执行元件、控制元件和辅助元件组成。

10、分度圆是指齿轮上直径等于标准模数与齿数乘积的圆。

11、螺旋滚筒是滚筒采煤机的工作机构，主要用来落煤和装煤。12液压泵的主要技术参数有工作压力、转速、排量、功率、容积效率等。

13、油液存放时，必须注意防水、防尘、防氧化，要有清晰的油液型号标记。

14、煤机因故暂停时，必须打开离合器和隔离开关，检修时，还必须切断电源。

15、采煤机主要由截割部、牵引部、电气系统、辅助装置 等部分组成。

16、采煤机司机“十字”要诀，即平、直、匀、净、严、准、细、紧、勤、精。

17、采掘工作面回风巷风流中二氧化碳浓度超过 1.5% 时,必须停止工作,撤出人员,采取措施,进行处理。

18、采煤机必须安装内、外喷雾装置.截煤时必须喷雾降尘,内喷雾压力不得小于2MPa ,外喷雾压力不得小于 1.5MPa。喷雾流量应与机型相匹配。如果内喷雾装置不能正常喷雾,外喷雾压力不得小于

4MPa。无水或喷雾装置损坏时必须 停机。

19、螺旋滚筒由 螺旋叶片、端盘、齿座、喷嘴 和 筒壳 等组成。

20、淬火的目的在于提高钢的硬度和耐磨性。

21、采煤机截煤时，必须开启喷雾装置及负压二次降尘喷雾降尘，无水或喷雾装置损坏时必须停机。

22、更换截齿时，滚筒上下3米以内有人工作时，必须护帮护顶，切断电源，打开煤机隔离开关和离合器，并对工作面输送机实行闭锁。

23、采煤机所有电气液压保护装置必须灵敏可靠，严禁甩掉不用，特殊情况下应制定安全措施，报矿总工程师批准，不允许长期无保护运行。

24、质量标准规定，煤机滑靴磨损量≤100mm。

25、采煤机司机要求“四懂”“四会”是应懂所用设备的结构、原理、性能、采煤工艺，会操作、检查、维护保养、排除故障。

26、采煤机停机分为正常停机和紧急停机两种情况。27、45号钢表示平均含碳量为0.45%的优质碳素结构钢。

28、采煤机在工作面两端25-30m范围内斜切进刀称为端部斜切法。

29、螺旋滚筒的主要结构参数有滚筒直径、宽度、螺旋线的方向、螺旋叶片的头数、螺旋线的升角等。

30、处理采煤机故障的一般原则是：先简单后复杂，先外部后内部，先机械后液压系统。

二、判断题。

1、剖视图仅反映出被切断面的形状。×

2、国家标准将公差分为20个等级其中IT01为最高精度等级√

3、采煤机上的控制按钮，必须设在靠采空区一侧并加保护罩√

4、布氏硬度是测定被压痕迹的深度。×

5、通常含碳量小于0.5％的钢是低碳钢。×

6、方向控制阀主要有节流阀、减压阀、安全阀等组成。×

7、柱塞泵可分为径向柱塞泵和轴向柱塞泵。√

8、采煤机割煤期间，前后8m范围内人员必须佩戴好防护眼镜和防尘口罩。×

9、在周转轮系中，中心轮与行星架的固定轴线必须在同一轴线上。√

10、检查滚筒，更换截齿由于时间短可以不打开离合器。×

11、采煤机的故障类型可分为液压系统故障、机械类型故障、电气类故障。√

12、采煤机上必须装有能停止工作面刮板输送机运行的闭锁装置。√

13、液压支架的工作方式大致分为立即支护和滞后支护。√

14、采煤工作面必须经常存有一定数量的备用支护材料。√

15、入井人员必须戴安全帽、随身携带自救器和矿灯,严禁酒后入井。×

16、采煤机正常停机操作的原则是先停电动机后停牵引机构。×

17、煤的物理机械性质，特别是煤的抗破碎性是采煤机械设计选型基本依据之一√

18、MPa是压力的单位,1MPa约等于在每平方厘米的面积上施加10Kg的力。×

19、对于一定直径的滚筒,当牵引速度一定时,滚筒转速越高,切削量就越小,煤的块度就越小,块煤量就越少。√ 20、异步电动机主要由定子和转子两部分组成。√

21、滚筒直径是指滚筒上截齿齿尖的最小截割圆直径。×

22、极限尺寸是允许零件尺寸变化的两个界限值。它是以实际尺寸为基数确定的。×

23、液压传动系统中流量恒定下，压力越高，消耗功率越大。√

24、在工作面顶板较为完整的情况下，采高可适当大于支架的最大支护高度。×

25、煤机割煤到两端头时，人员不准正对滚筒站立，以防煤矸物料甩出伤人。√

26、极限尺寸是允许零件尺寸变化的两个界限值，它是以基本尺寸为基数确定的。√

27、润滑脂的滴点是润滑脂在测定仪中，加热过程中开始滴下第一滴油时的温度。√

28、液压系统对液压油的要求之一是：具有适当粘度和较高的粘度指数。√

29、矿井火灾发生的条件有可燃物、引火源和燃烧所需的空气，三个条件缺一不可。√

30、矿井火灾发生的条件有可燃物、引火源和燃烧所需的空气，三个条件缺一不可。√

三.单项选择题

1.电磁力的方向是由

A 来判定的。

A 左手定则

B 右手定则

2、平面配油式斜轴泵的排量是通过（C）改变。

A 活塞面积

B配油盘开口大小

C摆角 3.在液压系统中可用于安全保护的阀有（D）

Ａ单向阀

Ｂ节流阀

Ｃ调速阀

Ｄ溢流阀

4、液力耦合器与减速器之间采用(D)联接。

A、平键

B、楔键

C、半圆键 D、花键

5、带式输送机3根上托辊形成一个槽形断面槽形角一般为(C)。A、15° B、25° C、30° D、35°

6、采煤机截割机构在正常工作时，大约消耗整机功率的(C)。

A、50％ B、60％ C、80％

7、带式输送机带跑偏时，如果调机尾部件来调胶带跑偏，可通过调(B)来实现。

A、机尾架 B、机尾换向滚筒 C、清扫装置 D、护板

8、带式输送机运输物料的最大倾角，上行不得大于(B)。

A、20° B、16° C、15° D、12°

9、在瓦斯泵房和瓦斯罐附近的较高大的建筑物周围或中心地带应设置（A）。

A、避雷器。B、放水器。C、防爆阻火器。D、放空管。

10、带式输送机运输物料的最大倾角，下行不得大于(D)。

A、20° B、18° C、15° D、12°

11、不属于带式输送机机头部组成的是(D)。

A、电动机 B、液力偶合器 C、减速器 D、输送带

12、运输巷道的净高不得低于(B)。

A、3 m B、2 m C、1.8 m D、1.5m

13、在生产矿井已有巷道中，机道行人侧不得小于(C)。

A、1000mm B、800mm C、700 mm D、400mm

14.采煤机附属装置检修质量要求，滑靴磨损量不得超过（A）毫米

A 10

B 20

C 30

Ｄ 40

15、液压马达和液压泵在理论上是（A）

A 可互换的 B 不可互换的

16、采掘工作面的进风流中,氧气浓度不低于(),二氧化碳浓度不超过(B)

A.10%, 0.5%

B.20%, 0.5%

C.20%, 1.5%

17、工作面倾角在(B)以上时,必须有可靠的防滑装置.A.10°

B.15°

C.20°

18．初次来压是指（C）的初次垮落，使工作面压力增大。

A 伪顶

B 直接顶

C 基本顶

19、(B)是影响采煤机功率的主要因素，是选择采煤机工作机构形式的依据，对采煤机正常使用有直接影响。A 煤层厚度

B 煤层硬度

C 煤产量 20.采掘机载甲烷断电仪报警浓度、断电浓度、复电浓度为（D）。A ≧1.0% ≧1.0% 〈1.0%

B ≧1.5% ≧1.0% 〈1.5% C ≧1.5% ≧1.5% 〈1.5%

D ≧1.0% ≧1.5% 〈1.0%

21、截齿齿尖运动的线速度是(C)。

A、牵引速度 B、实际牵引速度 C、截割速度

22、盘式制动闸紧急制动时闸瓦与闸盘接触面积不应小于(C)。

A、60％ B、70％ C、80％

23、斜巷用钢丝绳牵引带式输送机，钢丝绳插接长度不得小于钢丝绳直径(C)倍。

A、100 B、500 C、1000

24、牵引钢丝绳挠度与支承轮间距之比为(A)。

A、0.01～0.03

B、0.02～0.04

C、0.03～0.05

25、钢丝绳牵引带式输送机，用对轮(压绳轮)增大围包角度最大可达(B)。

A、180° B、360° C、540°

26、截割部(A)机械过载保护装置。

A、有

B、没有

C、有或没有

27、新制造或大修后减速器工作(A)后，应更换新油。

A、250 h B、300 h C、350 h

28、薄煤层采煤机滚简直径应为煤层的最小厚度减去(B)。

A、0.05～0.2 m B、0.1～0.3 m C、0.2～0.4 m

29、螺旋叶片升角过小会造成煤重复破碎，使能量消耗(A)。

A、增大 B、变小 C、不发生变化

30、滚筒螺旋叶片的升角在(B)范围内，装煤效果较好。

A、5°～10° B、8°～24° C、15°～35°

四

多项选择题（10分）

1.采煤机滚筒的螺旋叶片一般是采用

(BCD)

螺旋.A.单头

B.双头

C.三头

D四头 2.现代采煤机具有液压保护有(ABCD)A.高压保护

B.欠压保护

C.主泵自动回零保护

D.过零保护

3、单向阀常用形式有(AC)。

A、普通式

B、手动

C、液控式

D、风动

4、针对MLS3-170采煤机的压力、整定值分别是指（AB）。

A、高压保护

B、15 MPa C、低压保护

D、20MPa

5、MLS3－170采煤机低压保护的压力整定值为0.5 MPa。其目的是防止补油压力过低而导致操作失灵，以及（BC）等部件的损坏。

A、截割部

B、主泵

C、马达

D、摇臂

6.操作采煤机是应注意：当工作面瓦斯、煤尘超限时，应立即(ACD)A.撤出人员

B.减速慢行

C.必要时按规定断电

D.停止割煤 7.:采煤工作面的采煤过程主要包括(ABCDE)A.落煤

B.装煤

C.工作面运煤

D.顶板支护

E.处理采空区

8．采煤机的“四检”细则是（ABCD）。

A 班检

B 日检

C 周检

D 月检

E年检

9、采煤机辅助装置作用主要起支撑、冷却、防滑和(BCD)。

A润滑 B、导向 C、灭尘 D、调高

10、滚筒式采煤机通常是按照截割部的进行分类。(ABD)A、数量 B、布置方式 C、截割速度 D、调高方式

11、采煤机为无链牵引时，齿轨的安设必须经常检查并(AD)。A、紧固 B、灵敏 C、可靠 D、完整

12、润滑油的作用是(ABCDE)、卸荷、保护等。

A、减磨 B、冷却 C、冲洗 D、密封 E、减振 F降压

13、精过滤器组成由（ABC）。

A、壳体 B、端盖 C、纸滤芯 D、卸荷阀

14、螺旋滚筒的主要结构参数有螺旋叶片的头数、螺旋线的升角和(ACD)。

A、滚筒直径 B、滚筒的速度 C、滚筒宽度 D、螺旋线的方向

15、两个导向滑靴利用开口导向管与输送机上的导向管滑动连接，作用有(BCD)。

A、提高采煤机的速度 B、支撑 C、导向 D、防止采煤机掉道

16、采煤机牵引链与输送机的连接固定方式通常有(BC)。

A、齿轮销排 B、补偿式 C、无补偿式 D、滚轮齿轨

17、冷却器用于降温,主要是针对(AC)。

A、牵引部 B、电动机 C、左右截割部 D、下滚筒

18、采煤机的润滑脂主要用于电动机轴承与其他各有关部位的(AB)等部位和零件的润滑。

A、轴承 B、销轴 C、滚筒 D、齿轮箱

19、处理采煤机故障的一般原则是(BC)。

A、先电控后液压系统

B、先简单后复杂，先外部后内部

C、先机械后液压系统

D、先简单后液压系统

20、采煤机要改变滚筒转速，可通过（AB）实现。

A、更换减速箱内的对变速齿轮 B、调速手把拔动双联变速齿轮 C、改变滚筒直径

D、更换不同长度的摇臂

五、简答题

1、请说明采煤机操作注意事项。

答：(1)没有经过培训取得上岗证的人员不得开车。(2)采煤机禁止带负荷启动和频繁启动。(3)一般情况下不允许用隔离开关或断路器断电停机（紧急 情况除外）。(4)无冷却水或冷却水的压力、流量达不到要求不准开机，无喷雾不准割煤。(5)截割滚筒上的截齿应无缺损。(6)严禁采煤机滚筒截割支架顶梁和输送机铲煤板等物体。(7)采煤机运行时，随时注意电缆的拖移状况，防止损坏电 缆。(8)必须在电动机即将停止时操作截割部离合器。

2、根据《煤矿设备完好标准》的规定，采煤机截割部完好标准？ 答：（1）齿轮传动无异响，油位适当，在斜倾工作位置，齿轮能带油，轴头不漏油。离合器动作灵活可靠。摇臂升将灵活，不自动下降。摇臂千斤顶无损伤，不漏油。

3、摇臂升不起或升起后自动下降或升起后自动下降的原因？ 答：油路密封不严：(1)、液压锁失灵；(2)、油缸串油；(3)、管路漏油；(4)、安全阀整定值过低。

4、采煤机那种情况下应紧急停车？

答：采煤机在工作中负荷太大，电动机发生闷车现象时；附近严重片帮冒顶时；采煤机内部发生特别异常声响时；电缆拖移装置卡住时；出现人身或其他重大事故时。

5、综采工作面运输的一般要求？ 答：(1)保持输送机的平、直。（2）保持足够的输送机弯曲段长度；（3）调整好刮板链的松紧度；

（4）推移输送机必须在其运转的情况下进行；（5）输送机被压住时不要硬开车；（6）防止输送机下滑。

6、滚筒式采煤机截割滚筒的完好标准是什么? 答：(1)滚筒无裂纹或开焊；

(2)设有内、外喷雾装置的滚筒，喷雾装置齐全，水路畅通，喷嘴不堵塞，水成雾状喷出；

(3)螺旋叶片磨损量以不磨损内喷雾的螺纹为准。无内喷雾螺旋叶片磨损不超过原厚的l/3；

(4)截齿缺少或截齿无合金的数量不超过10％，齿座损坏或短缺数量不超过2个；

(5)挡煤板无严重变形，翻转装置动作灵活。

7、液压牵引采煤机的牵引部液压系统由哪些油路组成?其作用是什么? 答：(1)主油路系统。其作用是利用液压泵和液压马达进行能量转换，从而带动采煤机沿工作面移动。

(2)保护油路系统。高压保护油路用于主液压泵、液压马达的过负荷保护；低压保护用于防止液压泵因流量不足而损坏。(3)操作油路系统。其作用是通过手动操作或液压操作、电气操作控制牵引、启动、停止、调速换向及滚筒升降。

8、采煤机单向牵引的原因及预防措施? 答：1）原因

伺服机构的单向阀油路或伺服阀回油路被堵塞卡死，回油路不通（节流孔不通），造成采煤机无法换向。

伺服机构由伺服阀到单向阀或液压缸之间的油管有泄漏，造成采煤机不能换向。

伺服机构调整不当，主液压泵摆角摆不过来（不能越过零位），造成采煤机不能换向。

电位器或电磁阀损坏，如断线或接触不良等，造成采煤机无法换向。2）预防措施

加强维护和保养，及时检查油质变化情况。加强对过滤器的清洗。

加强安装、调试工作的质量管理。认真做好设备的试运转。

9、常用采煤机截齿有哪几种类型?适用范围如何? 答：常用采煤机的截齿有两种类型，即扁形截齿和镐形截齿。前者沿滚筒半径方向安装，又称径向截齿，习惯称为刀型截齿；镐形截齿基本上是沿着滚筒的切线方向安装，又称切向截齿。扁形截齿适用于截割各种硬度的煤，破煤效果好，能耗小；其缺点是产生的煤尘较大。镐形截齿主要适用于脆性、裂隙多、节理发育的煤层。

10、采煤机液压系统对液压油的要求有哪些？、答：（1）具有适宜的粘度和良好粘温特性，粘度指数不小于90。具有良好的润滑和抗磨性能。(2)有良好的抗腐蚀性能。(3)闪点高、凝固点低。

(4)有良好的化学稳定性，抗氧化能力强，抗泡性好。(5)抗剪切性能好。

(6)有良好的抗乳化性和防锈性（注意防锈性将受到抗磨性的不良影响）。

煤矿采煤机 第3篇

【关键词】采煤机；下井；使用维护

采煤机性能的正常发挥，不仅取决于设计和制造质量，而且还取决于用户对机器的正常操作和日常的精心维护。采煤机的使用、维护和检修包括：新机器的地面安装、验收和试运转，下井和运输，井下的安装、试验和投产，开机前的检查和准备，开机和停机顺序，紧急情况的停车，操作注意事项，常见故障的分析和处理，以及维护和检修，等等。

一、采煤机的下井与安装投产

（一）下井前性能测试

牵引部测试正、反向的最大牵引速度，牵引速度回零情况，正、反向的压力过载情况（必须进行几次）。截割部要求在电动机额定功率50%和75%加载情况下，各正、反转30min电动机电流、各部位油温和机壳温度，记录噪声、漏油部位，量齿轮的啮合间隙和接触斑点。加载试验结束后的油温不得高于60℃，壳温不得高于110℃。此外，还要测定辅助液压系统的压力、摇臂升降时间和调高范围。

（二）井下安装、试验和投产

各部件的安装顺序是：将底托架先装到输送机上→将各部件放在底托架上→牵引部与底托架固定并与电动机的止口对准→从它们的两端分别安装其他部分，最后安装调高液压缸、弧形挡板、滚筒、拖缆装置、水管等。安装完毕，加注液压油和润滑油（脂）采煤机安装完毕后，按要求进行动作试验。进行滚筒、摇臂升降、牵引方向。

采煤机试生产的最初几天，应特别注意牵引部的各部分紧固件是否松动。试生产正常后，即可正式投产。投产前，应将机器各部的油放掉更换新油，并清理或更换滤芯。

二、维护与检修

1.小修

小修是指采煤机在工作面运行期间结合"四检"进行的强制性维修和临时性的故障处理（包括更换个别零部件和注油），目的是维持采煤机的正常运转和完好。小修周期为1个月。

2.中修

中修是指采煤机采完一个工作面后，整机《至少牵引部）上井由使用矿进行定检和调试。中修由矿井机电部门负责，无能力检修时送局（或公司）机修厂。中修周期为4～6个月。

3.大修

采煤机在运转2～3年、产煤80？100万I后，若主要部位磨损超限，整机性能普遍降低，但仍具有修复价值和条件，可送局（或公司）机修厂进行恢复其主要性能为目的的整机大修。

（三）润滑油、润滑脂使用中需注意问题

1.必须根据以上原则合理选择润滑油的品种和牌号，或根据说明书选用，尽量避免代用，更不允许乱代用。必须代用时，应以优代劣，黏度一定要相当，同时还应考虑工作温度。还要尽量避免混用，特别是极压齿轮油不能和不加添加剂的油品混用，以免降低极压性能。

2.给采煤机注油时，一定要按照说明书规定，按时、按量加注，注油量过多会引起過度发热，过少会影响正常润滑。

3.润滑油使用一段时间后，由于本身氧化和外来因素影响，油会变质，故必须及时更换。换油周期为三个月。换油时，将废油放净后要用同类油品冲洗，然后加注新油。

4.必须防止油和脂污染、混用、错用事故发生，要认真贯彻原煤炭部颁发的《综采设备油脂管理试行细则》，并设专人管理，严格把关。

三、采煤机的试验

采煤机在验收和检修过程中要进行各种试验，以检验元件或整机性能是否符合质量标准。

试验时，被试件由电动机驱动。加载装置是试件（截割部或牵引部）的负载。该试验台是利用摩擦片产生的摩擦力矩（即制动力矩）作为负载的（除此之外，还可用电力或水力测功机等作加载装置），加载装置与被试件之间用联轴器连接起来，并接人转矩、转速测量仪，以便测量被试件输出轴的有关参数（如截割部和牵引部输出轴的转矩、转速等）。被试件的输入功率可由电动机测得。根据以上已知的参数，便可计算出截割部和牵引部的牵引力、牵引速度、传动效率以及牵引力一牵引速度调速特性等。其中传动效率为摩擦加载装置由活塞1、外摩擦片2、内摩擦片4、弹簧3（在两片外摩擦片之间）、花键轴5、外壳（有内花键）6组成。其工作原理是，由储气罐来的压力为0？0.4的压缩空气经节流阀稳压后，从摩擦加载装置左端进人缸内推动活塞1右移，于是克服弹簧力而将内、外摩擦片压紧（产生正压力、内摩擦片通过花键与花键轴连接，而外摩擦片是卡在固定在机架上的外壳的花键槽中的。当花键轴通过联轴器由被试件带动旋转时，摩擦加载装置中的内、外摩擦片间产生的摩擦力矩即为被试件的负载。风压增大，摩擦片间产生的正压力和摩擦力矩就增大.被试件的制动作用也就加大，达到被试件加载的目的。

由于在加载过程中内、外摩擦片间产生相对滑动，产生很大的热量，因此，必须用专门的冷却水泵向加载装置供水，进行冷却。冷却水压力小于0.8MPa，水量为20？30L/min。却水同时对电动机和被试件进行冷却。

四、采煤机润滑油的选择

采煤机工作条件恶劣，负载大，受冲击，空间窄小，通风差，散热不良，还受煤尘、水的污染，因此.对润滑油、润滑脂的选择、管理和使用应特别重视。润滑油能减小齿轮齿面和其他运动件的摩擦和磨损，减小功率损失，散发热量，防止零件锈蚀.降低噪声和冲洗运动副间的污垢，从而可以保证机器正常运转，延长使用寿命。齿轮润滑油分为两大类，即工业齿轮油和车辆齿轮油。采煤机械的齿轮传动都用工业：齿轮油.车辆齿轮油用于车辆和丁.程机械的齿轮传动。

工业齿轮油又分为普通工业齿轮油和极压工业齿轮油。普通工业齿轮油具有抗磨性、抗泡沫性和较好的抗氧化性能.一般用于中等载荷的闭式齿轮传动的润滑。极压齿轮油是&普通工业齿轮油中加入了极压添加剂，这种油具有良好的极压性、抗磨性、防锈性、抗泡沫、分水性和抗氧化性，因此，油膜强度大，摩擦因数低，特别适用于重载、有冲击载荷的煤矿机械的齿轮传动润滑。

煤矿采煤机 第4篇

3上509工作面为-430水平西五采区东翼最深部一个工作面, 该工作面南为3上507工作面, 已回采完毕, 北为待延伸-600水平, 东部紧靠邵集断层, 西部为西五三条下山、-430水仓、村庄保护煤柱。

该工作面总体为一单斜构造, 煤层厚度基本稳定, 根据钻孔资料及两道、切眼实际揭露, 煤层厚度最小为3.75 m, 最大6.2 m, 平均5.2 m。该工作面走向长1 179.5 m, 倾斜长220 m, 工业储量193.8万t, 可采储量180.3万t。煤层倾角最小12°, 最大28°, 平均19°左右, 局部煤层含有一层夹矸, 厚度0.3 m左右, 煤层结构属于复杂。煤层硬度f=1.5。煤层伪顶为泥岩, 厚度为0.3 m, 直接顶为细砂岩, 平均厚度10.4 m。底板上部为泥岩, 下部为粉砂岩。

2 该工作面三机配套基本情况

根据该工作面煤层地质参数和高产高效矿井要求, 该工作面三级配套主要设备如下:

采煤机:MG650/1480-GWD交流电牵引采煤机

运输机:SGZ1000/1400刮板运输机

液压支架:ZY6600/25.5/55

3 MG650/1480-GWD电牵引采煤机技术参数和特点

3.1 整机主要参数

采高范围:2.8~5.3 m

煤层倾角:30°

煤质硬度:硬或中硬

机面高度:2 080 mm

滚筒直径:φ2 500 mm

最大采高:5 300 mm

卧底量:400 mm

过煤高度:1 128 mm

装机功率: (2650+275+30) kW

牵引型式:交流变频调速, 电机驱动齿轮销轨式无链牵引

牵引力:780~470 kN

牵引速度:0~9.24~15.33 m/min

摇臂摆动中心:8 120 mm

供电电压:3 300 V

截深:800 mm

3.2 主要特点

MG650/1480-GWD型交流电牵引采煤机采用多电机传动, 电机横向布置的总体设计, 其结构简单, 各大部件之间只有联接关系, 没有传动环节, 其主要特点为: (1) 所有电机横向装入每个独立的机箱内, 为抽屉式型式, 各部件均有独立的动力源, 各大部件之间无力的传递, 故障点、漏油点减少, 维护、维修方便。 (2) 三个独立的电气箱部件和一个独立的调高泵箱部件分别从老塘侧装入中间联结框架内和左右牵引部的一段框架内, 均为抽屉式结构型式, 该四个独立部件不受力, 拆装运、维修方便。 (3) 机身由三段组成, 采用液压拉杠和高强度螺栓联结为一个刚性整体, 无底托架, 增加了过煤空间高度。摇臂支承座受到的截割阻力、调高油缸支承座受到的支反力、行走机构的牵引反力均由牵引部箱体承受, 省略了传统底托架结构复杂的对接螺栓和地脚螺栓, 联结简单可靠、拆装方便。机身短, 对工作面适应性好, 通过工作面三机配套, 可以方便地调整采煤机总宽度, 能适应与各种工作面运输机配套和不同综采工作面的需要。 (4) 摇臂行星头为双级行星传动, 采用四行星轮结构, 齿轮强度和轴承寿命高, 行星头外径尺寸小, 可以配套的滚筒直径范围大。摇臂设有齿式离合器及扭矩轴机械保护装置, 以实现离合滚筒及电机、机械传动系统过载保护。摇臂行星头油池和摇臂身油池隔离, 为两个独立的润滑油池, 可以保证滚筒位于任何位置时, 行星机构部分都能得到良好的润滑。 (5) 调高系统液压元部件均集成安装于调高泵箱上平面, 调高阀组采用成熟定型的多路换向阀, 调高泵选用双联齿轮泵, 使高低压油路分开, 系统简单、管路少、可靠性高。 (6) 采用销轨式无链牵引系统, 牵引部与行走箱为两个独立的箱体, 煤壁侧的平滑靴采用一支撑板与牵引部机壳联结, 与工作面运输机配套性能好, 适用范围广。 (7) 牵引电气拖动采用一拖一, 即由二台变频器分别拖动二台牵引电机, 当一台变频器出现故障时, 可转入一拖二运行状态。 (8) 电气拖动系统采用ABB水冷式变频器, 具有四象限运行的能力, 并采用回馈制动, 技术先进、可靠。 (9) 采用PLC控制, 全中文液晶显示系统, 易于熟悉掌握;具有简易智能监测系统, 保护齐全、查找故障方便。具有故障记忆功能, PLC可记录最近发生的64次故障信息。 (10) 控制系统完备, 具有手控、电控、无线摇控多种操作方式, 可以在采煤机中部或两端操作, 可单人操作或双人同时操作。

4 使用情况、出现问题和解决方案

(1) 由于该矿3上509工作面在开采过程中地质条件变化复杂, 有8°左右的俯采, 在此工况下, 由于机器重量大, 牵引阻力大, 使导向靴和平滑靴磨损加剧, 平均7~10 d因为严重磨损就要更换一次导向靴。为了使采煤机能更好的适应复杂地质条件, 降低故障率以提高可靠性和开机率, 对导向靴和平滑靴从结构、材质、热处理和耐磨层等方面进行了认真分析和改进。主要有以下几个方面: (1) 平滑靴原来底面是淬火处理, 改进后主要是在底面焊接高强度耐磨板, 以提高其耐磨性和使用寿命。 (2) 改进导向滑靴结构以提高其对工作面水平和垂直弯曲的适应性。 (3) 通过改进导向滑靴材质和热处理工艺来提高其整体强度。 (4) 通过改进导向滑靴耐磨层的加工工艺提高导向靴的耐磨性和使用寿命, 耐磨层由淬火工艺改为堆焊耐磨层。经过实践证明这样可以使其寿命在这种恶劣工况下由原来的平均7~10 d提高到两个月, 在俯采角度小时可以使用5个月左右。而且经过再次堆焊耐磨层, 导向靴还可以重复使用, 这样不但可以提高其使用寿命和开机率, 也能降低配件成本, 提高经济效益。

(2) 采煤机在工作面倾角超过25°时, 在半坡停机再次启动时有下滑现象, 最多下滑1.5 m左右, 给井下生产带来一定安全隐患。后来经过调整牵引启动和制动闸松开时间差后解决了采煤机半坡启动下滑现象。

(3) 调高液压系统刚开始有调高不灵或无法调高现象, 经检查为多路换向阀的阀芯动作不灵, 有卡死现象。后与多路换向阀生产厂商共同分析原因是阀体后座固定方式不合理, 改进后的阀经使用效果良好。

5 结论

MG650/1480-GWD交流电牵引采煤机是属于大功率、大采高采煤机。实践证明, 该机自投产以来经过矿方和厂方对所出现问题及时快速的判断和处理后, 在复杂地质工况下使用具有牵引力大、可靠性高、适应性强、过断层能力强、维修量小等优点。对5.3 m以下煤层可一次采全高, 以大幅度提高综采工作面生产能力, 社会和经济效益显著。

摘要：为适应高产高效工作面的要求, 根据不同矿区, 不同煤层的地质条件对采煤机进行适当的针对性设计, 不但可以提高采煤机对工作面的适应性, 也可以大大减少故障率, 提高采煤机的开机率和可靠性。主要介绍了MG650/1480-GWD型电牵引采煤机的主要结构、技术特点和在高庄煤矿的使用情况, 可供采煤机设计、使用和选型作参考。

2015四级采煤机司机答案 第5篇

一、填空：（每空2分，共30分）

1、《安全生产法》规定工人享有的权利 ： 工人对作业场所危险因素和防范措施有（知情权和建议权），有权制止违章作业，拒绝（违章）指挥和强令（冒险）作业。《安全生产法》规定工人应尽义务：工人在生产作业中有（遵章守纪）的义务，有接受安全生产教育和（培训）的义务，对安全生产事故隐患和不安全因素有及时向上级（汇报）和抢救义务。

3、《职业卫生健康》为了避免作业人员患有尘肺病，在井下施工作业过程中应减少粉尘飞扬，应采取综合防尘措施，湿式打眼、使用水炮泥，带（防尘）口罩，煤层注水、（洒水）消尘，转载（喷雾），定期冲洗巷帮。

4、采煤机司机十字要诀即：（平）、（直）、匀、净、严、（准）、细、紧、勤、精。

5、严禁滚筒截割支架顶梁（护帮板）金属网及输送机（铲煤板），否则损坏截齿还可能产生火花引起（瓦斯煤尘）爆炸。

6、当工作面或滚筒附近瓦斯浓度超限时应立即（停机），（切断）电源汇报处理。

7、采煤机（负荷）过大，电动机被（闷车）时，应立即停止操作。

8、更换或检查截齿要转动滚筒时，切不可开动（电动机），必须（断开）隔离开关，打开（离合器）（切断）电源，（闭锁）刮板输送机，然后手转滚筒检查。

9、采煤机司机岗位危险有（顶板伤人）（触电）（倒柱伤人）瓦斯燃烧爆炸（机械转动伤人）。

10、在工作面或滚筒附近上下（3米）范围作业人员必须注意煤帮和（顶板）情况，防止煤片帮或顶板落下等情况将人拥向滚筒。

二、选择题：（每题2分，共10分）

1、在（ABCD）情况下不准开机割煤。

A、无冷却水或水量不足

B、瓦斯浓度超过规定 C、顶板有冒落危险

D、遇有坚硬夹矸石

2、正常停机时的操作程序是(DBCAE)A、停电源。

B、停电机

C、把离合器操作按钮打到零位

D、将牵引调速手把打到零位

E、断开离合器。

3、检查滚筒和更换截齿时应做到（ABCD）

A、护帮护顶

B、切断电源

C、打开隔离开关和离合器

D、将工作面溜子实施闭锁。

4、开机前注意（ABC）安全事项。

A、巡视采煤机滚筒前后是否有人 B、检查电缆张紧程度是否合适C、瓦斯浓度在1%以下。

5、在（ABD）情况下，必须紧急停机。

A、负荷大闷车时 B、片帮冒顶，危及安全时

C、石墙没有到位时

D、瓦斯超限时。

三、判断题（每题2分，共10分）

1、采煤机操作时，无喷雾冷却水，不准开机。（∨）

2、刮板输送机未正常启动时也能开动采煤机。（×）

3、采煤机停机时，应先停牵引再停电动机。

（∨）

4、机组滚筒不准割顶板和底板。（∨）

5、采煤工作面在顶板完好时，机组可以1名司机操作割煤（×）

四、问答题（每题6分，共30分）

1、正常停机时的操作程序是什么？

答：（1）将牵引调速手把打到零位，停止牵引（2）将滚筒内余货排净，停电机（3）把离合器操作按钮打到零位，关闭进水截止阀4）停机前必须先把滚筒离开煤壁0.3－0.5米，再停电源。（5）司机离开时，将滚筒放到底板，断开离合器。

2、采煤机开机前的准备工作有哪些？

答：（1）检查支护情况，包括顶底板；液压支架接顶状态；观察煤层变化；护帮板是否完好；周围有无障碍、杂物人员等。（2）设备检查。检查控制手把、按钮与安全设施是否灵敏、可靠、准确、齐全。润滑油、连接情况；截齿、喷嘴、水管、电缆、供水压力及流量；信号等是否可靠准确。（3）试运转检查，每班开始工作之前应脱开滚筒和牵引链轮空运转10-15min后再开机，观察各部件状况是否良好。（4）各项检查后方可发信号准备开机。

3、采煤机司机开机操作程序是什么？

答：（1）合上离合器（2）供给冷却喷雾水（3）监听各部声音和仪表指示

（4）发出起动警号（5）按起动按钮，看滚筒转向（6）操作调高铵钮，将滚筒调到所需高度。

4、冷却喷雾系统的作用？

答：冷却电动机和牵引部，利用高压水雾降尘保护工人健康，防止煤尘爆炸。

5、引起采煤机滚筒伤人事故的主要原因是什么？

答：违反《规程》规定及有关制度，违章作业：司机未认真瞭望，开机前未发预警信号，司机误操作，非司机违规上岗，司机工作时不慎触及滚筒。

及有关制度，五、案例分析：（共20分）

某采煤队，采煤机司机在维修滚筒截尺，当时没有把电停掉，翻打工张某在采煤机经过时不小心碰到启动按钮，瞬间采煤机启动，采煤机司机赵某被滚筒绞起，当场死亡。

问：事故的直接原因是什么？间接原因是什么？预防措施是什么？

答：直接原因是：采煤机在检修时没有断电，带电检修。

间接原因：

1、采煤机司机赵某安全意识差，对检查安全防范措施没有落实。

2、翻打工对作业环境不了解，无意触动启动采煤机按钮。

3、机械设备检修没有班长监护。预防措施：

1、加强职工安全思想教育，强化安全意识的提高。

2、严格兑规作业，检修时必须断电，有领导监护。

3、落实生产现场隐患安全识别与确认。

浅析采煤机故障及诊断方法 第6篇

关键词：采煤机；故障；机械；液压系统；电气

中图分类号：TH17 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）26-0120-05

1 概述

在煤炭企业生产中，采煤机是煤矿生产的主力设备，采煤机工作环境十分恶劣，在运转时受到来自煤、岩石等巨大的冲击载荷，还受到煤尘、水雾等其他方面的污染。尽管采煤机在设计之初已充分考虑了防止水分及其他污染物侵入油液，但在实际工作中，采煤机的油液经常遭受污染，导致采煤机的液压元件和机械零件过早磨损，达不到使用寿命的情况时有发生。

采煤机是煤矿生产的主力设备，是影响煤矿产能效益的主要因素，其可靠、稳定的运行是生产顺利进行的重要保证。而采煤机如因故障停机，则将造成整个煤矿生产系统的瘫痪。因此，需要建立一套完整的故障诊断系统来准确描述采煤机的运行状态，并对故障进行诊断和预报，以增大采煤机的开机率，提高其可靠性，保证工作面的高效高产。除了对采煤机进行实时监控，掌握运行情况，更需要对监控信号进行故障分析，及时判断是否存在安全隐患，以确保采煤机的无故障运行，尽量避免因采煤机故障停机带来的损失。

2 采煤机系统参数

2.1 采煤机机械部分概述

采煤机在煤矿生产中的作用是不可忽略的，采煤机的故障诊断尤其重要，掌握其诊断办法对生产任务十分重要，要掌握其故障诊断方法首先应了解其性能。现以河南永华能源嵩山煤矿的综采设备为例系统介绍MG132/320-WD型电牵引采煤机。

此MG132/320-WD型电牵引采煤机是鸡西煤矿机械有限公司自主开发研制的中等功率低采高的交流电牵引采煤机。主要用于厚度1.5～2.86米、煤层倾角小于35°、煤质中硬、顶板中等稳定、底板起伏不大、不过于松软的综合机械化采煤工作面，完成落煤与装煤作业。用于高档普采工作面时，采高范围为1.3～2.86米。可在周围空气中的甲烷、煤尘、硫化氢、二氧化碳等不超过《煤矿安全规程》中所规定的安全含量的矿井中使用。整体为多部电机横向布置，电控系统为机载式，采用计算机控制技术。

2.1.1 采煤机主要特点。主要指标：可用于高档普采工作面，又可用于综合机械化采煤工作面；满足产量450t/h的生产指标；传动部分的结构简单、可靠，拆装方便；具有与工作面输送机配套的合理及可靠性；调速系统采用机载“一拖二”交流变频调速型式；变频器采用ABB公司产品，元件合理集成；主控器采用日本松下FP系列PLC，监控器采用工业控制计算机，显示器采用5.7英寸真彩液晶显示屏，操作界面为全中文界面；在保护设置上，合理地减少停机保护，多采用报警方式；整机有故障自检和状态监控，并预留通讯接口，用于远程数据传输。

主要结构特点：整机积木式组合结构，多电机横向布置、多点驱动；机身通过一组丝杠（共5根φ36）形成钢性联接；摇臂壳体带有冷却水套，滚筒内喷雾水与壳体冷却水分开；牵引调速采用机载式交流变频调速、一拖二控制方式；牵引驱动采用摆线轮—销排型式；液压系统采用双联齿轮泵，所有需要操作或调节的元件均布置在油箱外部方便维修，并具有手动换向（应急）功能；电控系统采用工业控制计算机结合PLC组成上、下位机复合形式，可以方便地设定或屏蔽各种监测、检测及显示和保护项目；具有5.7英寸大屏幕集中显示机器的运行工况；控制方式为机身中段集中操作，机身两端操作站控制及无线电离机遥控；具备适应现代化矿井所需的各种检测和监测功能和远程传输接口。

自动控制系统主要功能：采煤机截割电机、牵引电机和泵站电机的超温保护及绕组温度检测（泵电机无温检）；采煤机左、右截割电机、牵引电机的功率监测和恒功率自动控制及过载保护；总进水压力检测，冷却水流量调节功能及压力保护；瓦斯检测和超量报警保护；供电电压检测；可扩充采煤机位置、滚筒位置检测以及机身倾角（水平、垂直角度）的检测功能；电控系统具有全中文显示，通过5.7英寸显示屏，提供操作步骤的提示，实现人机对话功能。系统分多个画面，主画面可实时显示电机的功率（电流）和温度、油温、油压、采煤机的牵引速度、运行位置等所有工况参数，同时还能以不同颜色显示各主要器件的工作状态，当主控系统或变频器发生故障时显示故障信息及故障代码；可记忆及显示最近28条故障记录；可实现远程通讯功能，即控制系统通过供电电缆的控制芯线将数据传至顺槽控制中心，再与地面站沟通信息。

2.1.2 牵引部。牵引部分为左、右牵引部，为完全对称结构。

牵引传动装置为左右通用结构，主要包括牵引电机和牵引传动系统。其主要工作原理是将电机输入的动力通过牵引传动系统传递给行走箱的驱动轮、行走轮。行走轮与运輸机销轨相啮合，实现采煤机的牵引。

同时，为使采煤机能在较大的倾角条件下可靠工作，在牵引部一轴上设有液压制动器，能防止机器下滑，工作面倾角≤10°时，可以不安装液压制动器。

2.1.3 截割机构。截割机构主要完成截煤和装煤作业，其主要组成部分有截割电动机、摇臂减速箱、内外喷雾系统和割煤滚筒等。截割机构减速箱为整体弯摇臂形式，左、右截割机构减速箱完全互换，只有摇臂壳体分左右。

截割机构的传动系统共有三级直齿传动和一级行星减速，其中改变第二级减速齿轮传动副的齿数比，可使滚筒获得两种不同的转速。配套滚筒有三种：φ1.25米、ф1.4米、ф1.6米。

每部截割机构均由一台132kW交流电动机单独驱动，电机动力是通过扭矩轴输出到截割传动系统，扭矩轴不仅起到动力传递和离合器的作用，而且扭起到柔性启动和保护其他机械传动件及电动机的作用。断裂时从煤壁侧（或操作侧）抽出并更换扭矩轴。

2.1.4 行走部。行走部采用开放的壳体外面盖上大盖板结构，左右行走壳体和大盖板不能互换，其余均可互换。左右行走箱的端头安装左右操作站。行走箱内部传动由驱动轮、行走轮组件和导向滑靴组成。驱动轮及行走轮为摆线齿轮。行走轮和导向滑靴的拆卸更换，可将机身抬起，拆下芯轴实现。

2.1.5 液压系统。液压系统原理由调高泵站、液压管路系统、调高油缸和液压制动器等组成。该系统主要包括两部分：调高回路、控制和制动回路。

调高泵站：调高泵站布置在采煤机的电控部壳体的左端。由调高泵电机、调高泵、高压安全阀、低压安全阀、粗过滤器、精过滤器、电磁换向阀、压力表和油池组成。除调高泵电机和电磁换向阀外所有液压元件均可从操作侧抽出，维修方便。

电磁换向阀：其型号分别为XPC34GDEY-H6B-T的三位四通隔爆电磁换向阀和24GDEI1-H6B-T的二位四通隔爆电磁换向阀。它的工作原理是通过采煤机的电控系统发出电信号，使电磁铁带电，电磁力吸住衔铁推动阀芯移动，达到改变电磁阀进出口的目的。当电信号消失时，阀芯在弹簧力作用下恢复在中位位置。

调高油缸：主要由缸体、活塞杆、导向套、铜套等组成。缸体铰接在截割部上，另一端铰接在牵引部上。油缸缩回到极限位置时两铰接点的距离为1145mm，油缸的行程为487mm。

液压锁：液压锁安装在牵引部后面干腔内，液压锁通过软管与调高油缸相联，阀芯为插装式，它具有液压锁和安全阀两种功能，液压锁的阀芯在压力超过27MPa时安全阀开启，油液回油池。

粗滤器：粗滤器安装在电控部壳体的液压油池的前下面，采用网式滤芯，型号为WU-250×100F，过滤精度100μm，流量为250L/min，保证液压系统内部油质的清洁。在过滤器的尾部设有三个单向阀，当更换滤芯时，单向阀关闭，防止油池中油液外流。

精滤器：滤芯材料为玻璃纤维，流量为60L/min，过滤精度为25μm，最大压力为350bar，主要保证控制油源的油质清洁。主要特点是可在线安装，带旁通阀以保护滤芯。向阀外所有液压元件均可从操作侧抽出，维修方便。

制动器：主要由外壳、活塞、内外摩擦片等组成。在采煤机没给牵引时，活塞在弹簧力作用下，压紧内外摩擦片产生制动力矩，使采煤机制动。当发出牵引信号时，通过电气系统使二位四通电磁阀动做，由阀组来的低压力油进入液压制动器的外接油口，活塞在压力油作用下压紧弹簧组，使内外摩擦片脱离接触，制动器轴空转，采煤机正常牵引。

2.2 采煤机电气部分概述

KXJT1-132/320BP采煤机用隔爆兼本质安全型电控箱装载着MG132/320-WD型电牵引采煤机的电控系统。电控系统由主回路、主控系统、交流变频调速系统等组成。电控系统的额定工作电压为1.14kV。

主回路主要是由隔离开关、真空接触器、截割电机和泵电机等组成的高压回路。

主控系统由工控机、PLC主控器、操作站、遥控器元件组成。该系统在其他同类产品的基础上本着简单、可靠、便维修、便维护、便操作的原则进行设计制造。主控器部分选用日本松下可编程控制器，工控机选用5.7寸大屏幕彩显POD显示器，操作站部分通过串行通信方式把数据传给PLC主控器，操作简单，便于维护。变频调速系统由一台中压变频器和两台牵引电机组成，一台变频器拖两台牵引电机方式形成一拖二式驱动系统。

3 采煤机故障分析

3.1 机械系统故障

机械系统故障主要有：联接松动，引起载荷分布发生变化，使某些部件受载恶化，发生断裂或损伤；齿轮传动系统和联接处发生故障，如磨损、疲劳破坏或过载损坏等。这些故障往往都不同程度产生发热，引起温度升高。其他像安装、制造和使用等方面的原因都会引起机械系统出现故障或零部件缺陷导致发生故障等。

3.2 轴承故障

采煤机牵引行走链轮负荷大，载荷不均，其支承轴承很容易发生磨损或滚动体碎裂等。这种支承轴承的严重损坏可能会影响到链轮及与其相啮合的其他零件，进而导致其他零件的损伤。采煤机摇臂部位各传动轴承受力很大，由于摇臂频繁升降，润滑状况较差，也极易发生轴承损伤故障。这些是采煤机在正常工作中经常发生的轴承故障。当然引起轴承故障的原因不仅仅是轴承过载，如润滑系统发生污染，润滑不良；轴承安装不正；载荷较大时与轴承相配合的轴、支承座发生变形等，均会导致轴承发生故障。还有设计、制造等方面的问题和轴

承本身的缺陷等，都对轴承的使用和寿命有影响。

3.3 电气系统故障

断路现象在井下经常出现，电路断路产生的原因主要有：设备长期震动导致的接插座松动，接点、触头氧化，线路及零部件内部断路；设备作业现

场干扰信号大，屏蔽效果差；零部件老化、损坏。

3.4 液压系统故障

采煤机液压系统是故障率最高的部分。采煤机牵引部液压系统，虽有自动调速、过载保护等装置，但仍免不了发生故障。其发生故障的原因、现象和故障部位及相互关系很复杂，不易被及时发现和准确诊断。在煤矿井下，工作环境很差，不宜将液压系统拆开检查，拆开易使系统污染。液压系统是最容易被污染而发生故障的，如液压泵出现故障常常是油中浸入了雜质，引起泵的磨损和泄漏，造成系统流量不足、压力降低、温度升高。液压马达与泵有相类似的情况。系统的控制阀类受污染会发生动作失灵、阀受到卡阻、移动不到位，引起系统压力、流量发生不正常的变化。还有液压系统的密封问题引起系统的泄漏和外界杂物的侵入，导致系统发生故障。

4 故障诊断方法

4.1 机械系统故障诊断方法

对采煤机来说，机械系统占到了绝大部分，机械系统故障的出现对采煤生产来说影响是比较大的。采煤机机械故障进行诊断的方法有多种，如振动诊断法、油液分析法、噪声诊断法、温度监测诊断法等。温度监测诊断法是使用最广泛的一种监测手段，它能正确、快速和灵敏地反映设备的工况状态。如系统中摩擦副零件一旦发生异常，磨损速率会大大增加，油样分析与磨损判定还需有一个过程，但温度却是最直接的反应。以定点在线温度监测诊断，可以准确定位，直观快速反映监测处状态。对于采煤机，选择温度检测作为在线监测比较实用。

4.2 轴承故障诊断方法

对于机械传动系统，以轴承温度和传动箱油温及油位作为在线连续监测，并记录温度的历史变化，以便分析其变化趋势。同时辅之以定期的油样分析，这样既可以及时发现故障，又能预测故障的状态和发展趋势。

4.3 电气系统故障诊断方法

对采煤机电气系统，可观察其故障指示及摇测电阻进行诊断，其诊断方法和一般电气系统诊断方法一样。

4.4 液压系统故障诊断方法

对于采煤机液压系统，可检测系统各部分的温度、压力和流量。按液压系统各部分的功能，元件的位置分布设置温度和压力的在线监测点，这样可建立诊断故障的温度监测场和压力监测场。有了这样两个监测场，可以根据温度、压力的场分布查寻故障，快速、准确地诊断确定液压系统的故障源，判定故障原因。同时采用油样分析来定期检查系统污染情况，以便在还未引起严重故障前，便能采取措施清除污染，保证系统安全、正常地工作。

5 故障诊断方法的发展趋势及注意事项

5.1 故障诊断方法的发展趋势

人工神经网络和专家系统相结合的智能故障诊断方法将是以后研究与应用的热点，这种智能诊断的方法能最大限度地发挥两者的优势。神经网络擅长数值计算，适合进行浅层次的经验推理；专家系统的特点是符号推理，适合进行深层次的逻辑推理。神经网络和专家系统用于故障诊断的结合方式有多种形式，大致可分为以下3种集成方式：

5.1.1 专家系统为诊断系统的中心，神经网络提供辅助支持。专家系统实现诊断系统的主要功能，如知识获取、知识表示、推理判断等；而神经网络可用于合理剔除、修改规则，对知识库进行维护等辅助功能。

5.1.2 神经网络为诊断系统的中心，由专家系统提供辅助支持。专家系统的辅助功能主要体现在两方面：一是为神经网络提供所需的预处理，二是为神经网络提供专家解释。

5.1.3 并列协调式。神经网络、专家系统作为独立的模块，分别执行诊断系统的某些功能，再经过组合得到诊断结果。同时，由于神经网络具有自学习的功能，在诊断过程中，神经网络能不断归纳出新的诊断规则，充实专家系统知识库的内容。神经网络专家系统是一类新的知识表达体系，与传统专家系统的高层逻辑模型不同，它是一种低层数值模型，信息处理是通过大量的简单处理单元（节点）之间的相互作用而进行的，由于它的分布式信息保持方式，为专家系统知识的获取与表达以及推理提供了全新的方式。它将逻辑推理与数值运算相结合，利用神经网络的学习功能、联想记忆功能、分布式并行信息處理功能，来解决诊断系统中的不确定性知识的表示、获取和并行推理等问题。通过对经验样本的学习，将专家知识以权值和阈值的形式存储在网络中，并且利用网络的信息保持性来完成不精确诊断推理，能较好模拟专家凭经验、直觉而不是复杂的计算推理过程。这种神经网络专家系统不仅适用于复杂的采煤机的故障诊断，而且也能广泛适用于其他复杂系统的故障诊断。

5.2 故障诊断方法的诊断注意事项

5.2.1 检修时必须彻底停掉整机电源。在切断输入电源之后，应至少等待5分钟，待变频器中间电路电容放电完毕后再进行操作，否则电容器组贮存的残余高压会引发触电事故。

5.2.2 为方便维护，变频器的所有动力线均布在前侧，但由此带来触电危险，因此，即使在地面试车时，也禁止开盖送电。

5.2.3 隔离开关只起隔离作用，不能带负荷操作（通、断）。

5.2.4 正常情况下不要靠按“急停”键来执行停牵引操作，应使用操作站或遥控器的“停牵引”键，或控制盘的“启/停”键。因为变频器的直流电容器组的最大允许充电次数是每10分钟内

5次。

5.2.5 检修时必须彻底停掉整机电源。在切断输入电源之后，应至少等待5分钟，待变频器中间电路电容放电完毕后再进行操作，否则电容器组贮存的残余高压会引发触电事故。

6 结语

采煤机是煤矿生产中非常关键的设备，是一个集机械、电子电气、液压传动系统于一体的复杂系统。因工作环境复杂恶劣，载荷变化很大，一些关键部位在正常工作中很容易发生过载，出现异常，在轻度损伤情况下，工作人员不易发现，等故障发展到严重不能工作时才有觉察，造成很大的人力、财力浪费，因此，通过本文的论述，对采煤机故障做到提前诊断是对生产十分有利的。

参考文献

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[2] 刘洪刚，徐克宝，赵平强，高丽丽.基于FRS-SVM采煤机液压系统故障诊断的研究[J].煤矿机械，2010，31（2）：201-203.

[3] 程斌.采煤机常见机械故障分析与处理[J].中国新技术新产品，2009，（8）：45-48.

[4] 刘蕴哲.采煤机维修工艺与技能[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2010：36-78.

[5] 马秀岭.液压、电牵引采煤机常见故障的分析与处理[J].今日科苑，2009， （13）：34-37.

作者简介：张建伟（1975-），男，山东东明人，河南煤化集团永华能源嵩山煤矿机电工程师，注册安全工程师，研究方向：机电技术。

煤矿采煤机 第7篇

我国煤炭生产企业主要采用长壁式采煤法, 并且随着工作面长度越来越大, 长壁开采后遗留的矿井煤柱、不规则块段及边角煤也越来越多, 以成为制约煤炭企业和煤炭资源回收不容忽视的问题。以连续采煤机为龙头的短壁机械化开采技术体系, 具有采掘合一、机动灵活、设备投资少、适应范围广等特点, 可更加有效回收布置长壁工作面后无法开采的矿井煤柱、不规则块段及边角煤。本文以连续采煤机为龙头的短壁机械化开采技术在韩家湾煤矿回收边角煤中的应用情况为例, 探讨一种能够较为有效解决目前煤矿企业所面临的矿井煤柱、不规则块段及边角煤等煤炭资源回收问题, 以达到最大限度地提高煤炭资源利用率, 实现资源的安全高效开采。

1 概况

韩家湾井田地处陕北黄土高原北部, 毛乌素沙漠东南缘。地貌大致为风积沙区, 沙丘连绵, 波状起伏, 地形相对比较平坦。

韩家湾2-2东翼残采区边角煤区域位于韩家湾井田的东北部, 西北部、东南部为井田边界, 西南部为三盘区已采和四盘区正在回采工作面。平均走向长度388m, 倾斜长度2440m, 总面积约0.947km2。

1.1 煤层顶、底板

2-2煤层顶板属Ⅱ类中等稳定顶板, 以老顶为主, 局部有直接顶, 直接顶岩性为粉砂岩、细粒砂岩和泥岩, 直接顶厚度一般为1~3m。开采上部煤层, 距风化带很近或已在风化带范围内时, 因岩体性质恶化, 顶板稳定性下降。

煤层底板主要由泥质岩类粉细砂岩组成, 本区煤层顶、底板属较稳定型。

1.2 煤层特征

根据钻孔资料及盘区掘进巷道揭露情况分析, 韩家湾2-2东翼残采区边角煤层厚度为0.20~3.96m, 平均煤厚约3.3m。煤层埋深约100.95m, 结构单一。厚度变化规律明显:由西向东变薄。故总体上属大部分可采煤层, 采区内厚度变化不大, 只是到了东部边角处因沉积冲刷急剧尖灭。

1.3 地质构造

韩家湾2-2东翼残采区边角煤区域内无岩浆岩浸入和火成岩, 无较大的断裂和明显的褶曲, 断层极少发育、褶曲不发育。边角煤西部有河流冲刷现象, 煤层急剧变薄, 顶板较破碎, 煤层局部被冲刷变薄或尖灭, 范围不大;该区域局部会出现沉积充填现象, 范围较小。东部至2-2煤层边界线150m处可能会出现大面积沉积充填现象, 煤层变薄, 局部可采。

1.4 水文地质情况

盘区内地下水的赋存和分布主要受气候、地形地貌、地层、地质构造及地表水系等因素控制。根据省煤田地质185队勘探及抽水试验表明:主要含水层延安组风化岩裂隙潜水和基岩裂隙承压水单位涌水量为0.15~3.13m3/h, 渗透系数为0.0066~0.107m/d, 按钻孔单位涌水量富水性分级都属于弱富水性。但应注意此含水岩组分布面广, 厚度较大, 距2-2煤层间距小。

1.5 瓦斯等有害气体、煤尘及煤层自燃发火情况

本区煤层埋藏浅, 上覆基岩较薄, 开采本区时, 预计瓦斯很小。根据钻孔瓦斯测定结果, 自然瓦斯成分基本为氮气, 一般大于88%。甚至全部是氮气, 韩家湾生产矿井瓦斯很小, 处于二氧化碳、氮气带中。经四川省煤田地质研究所实验测定, 各可采煤层爆炸指数在33.88%~41.60%之间, 煤尘具有爆炸性。井田内各煤层埋藏均较浅, 变质程度低, 通过对部分钻孔中采取的煤芯测试结果, 并结合相应样点的化学分析结果, 综合确定出煤的自燃倾向等级为易自燃的煤层。

2 回采工艺及方法

2.1 回采工艺

巷道均布置在2-2煤层中, 每41m布置一个区段, 区段间留设10m保护煤柱;区段内支巷间留设3m保护煤柱, 采硐间留设2m保护煤柱。邻近盘区采空区侧留设20m保护煤柱。采用两条支巷同时掘进的方法, 每掘进26m后60°夹角开一条联巷贯通, 当煤层低于2m时停止掘进, 开采硐进行回采。采硐回采时采用双翼后退式, 由里向外依次进行回采, 采硐进刀方向与支巷均成60°夹角, 宽度3.4m、深度8.0m。如图1, 连采机先回采1#支巷, 在1#支巷内先采左翼后采右翼, 连采机进入1#采硐回采8.0m后退机, 1#采硐回采结束;连采机移至2#采硐进行回采, 2#采硐回采8.0m后退机, 2#采硐回采结束;连采机进行下一个采硐回采。回采至联巷时, 连采机移动至2#支巷开始回采, 2#支巷回采顺序同1#支巷。

2.2 施工方法

(1) 落煤工序。采用山西天地煤机装备有限公司开发研制的EML340AF连续采煤机完成落煤与装煤工序。掘进、回采最大空顶距8.0m, 最小空顶距0.8m。 (2) 装煤工序。通过连续采煤机的装载运输机构来完成装煤工序。连续采煤机割煤时, 煤落在装煤铲板上, 同时圆盘耙杆连续运转, 将煤扫入中部运输机, 运输机将煤装入后面的无轨胶轮车。 (3) 运煤工序。连采机落煤→无轨胶轮车→边角煤运输巷刮板运输机→边角煤运输巷胶带输送机→2306辅运顺槽胶带输送机→三盘区皮带大巷胶带输送机→皮带运输巷胶带输送机→主斜井煤仓→地面。 (4) 清理浮煤工序。掘进完成一个循环后, 连续采煤机退出巷道, 降下铲板, 对巷道内的浮煤进行初步清理, 锚杆机支护完成后用铲车进行二次清理。清理浮煤时, 应注意巷道两帮的缆线、管路、风筒及瓦斯探头等设备。 (5) 支护工序。在连续采煤机掘进过程中, 及时将锚杆、树脂等支护材料运至锚杆钻车上并码放整齐, 当连续采煤机掘进完一个循环 (8.0m) 时, 把连采机退到联巷口后方5m处, 将锚杆钻车开至巷道内进行支护, 锚杆钻车到位后把电缆悬挂好, 支护从外向里逐排进行, 支护断面图如图2。

巷道支护参数如下: (1) 支巷、联巷:采用锚杆支护, 矩形布置, 间距为0.95m, 排距为1.1m, 每排5根; (2) 巷道交叉点处采用锚索加强支护, 矩形布置, 间排距为2.2m; (3) 工作面遇到顶板破碎、巷道有片帮现象时, 必须加挂钢筋网。

3 工作面设备布置与配备

(1) 工作面主要采用连续采煤机作为掘进与回采的主要设备, 工作面设备布置如图3。 (2) 工作面主要设备如表1。

4 结语

(1) 韩家湾煤矿残采区边角煤回收, 采用连续采煤机等机械化设备进行开采, 充分发挥了连续采煤机的灵活性, 大大提高了边角煤的回收效率, 降低了工人劳动强度, 提高了矿区整体资源回收率。 (2) 连续采煤机短壁开采, 设备配套非常重要。该工作面回采过程中采用6台防爆无轨胶轮车来运输煤炭, 相比目前短壁开采中所使用的梭车运输煤炭效率有所降低, 并且增加了运输的复杂行, 同时对井下环境也造成了一定污染, 因此改为连续采煤机配套梭车运输使用效果更好。 (3) 我国煤炭生产企业主要采用长壁式采煤法, 随着工作面长度的增大, 开采后的残留煤柱、边角煤、不规则块段煤量也在逐年上升。随着短壁开采装备日益更新, 机械化程度越来越高, 短壁采煤法也在不断改进。短壁机械化采煤对于解决无法布置长壁工作面的残采区、不规则快段及边角煤是一种行之有效的途径, 也将越来越多的应用于现场之中, 短壁机械化开采的不断发展与应用对煤炭产业的发展有着积极的意义。

参考文献

[1]中国煤炭学会.短壁机械化开采专业委员会首届学术研讨会论文集, 2003年10月.

[2]徐永圻.煤矿开采学[M].徐州:中国矿业大学出版社, 1999.

[3]戴绍成.高产高效综合机械化采煤技术与装备 (下) [M].北京:煤炭工业出版社, 1998.

采煤机漏油现象分析 第8篇

关键词：采煤机,漏油

采煤机漏油问题是国产采煤机重大技术关键问题之一。采煤机漏油, 首先是增加了油脂的不必要消耗, 加大了原煤生产成本;其次, 漏掉的油亦不能回收, 增大了油脂供应量, 若因井下条件限制未能及时补充, 将影响采煤机的正常润滑, 影响安全生产。

1、主要漏油部件

1.1 高速轴部件

包括牵引部过轴、截割部小伞齿轮轴和电机轴, 其密封形式多为骨架式油封密封。由于国产油封耐高温性能差, 而采煤机的工作环境小, 散热条件差, 时常使高速轴部位达到或超过90℃。这样就会使油封橡胶老化、焦化、硬化, 失去密封性能造成漏油。

1.2 低速轴部位

包括滚筒输出轴处和摇臂转动输出轴处。这些部位靠近滚筒, 工况条件恶劣, 大量的煤尘和水在其周围, 恶化了油封的工况, 增加了油封及轴的磨损。因此缩短了油封的寿命, 破坏了轴的密封表面, 致使密封性能失效, 导致漏油。另外, 由于呼吸孔结构及位置问题, 也产生漏油现象。

2.轴表面加工质量对漏油的影响

2.1 表面粗糙的影响

若轴表面的加工质量低, 其表面的加工纹路或沟槽明显, 轴运转时, 这种纹路或沟槽的微观尖峰会像锉刀一样, 很快把油封的密封唇口磨损或刮坏, 而密封橡胶变形的追随变化不足以填平纹路或沟槽, 油液就顺着这些纹路或沟槽渗出。因此, 与油封唇口接触的轴表面粗糙度等级不能过低。一般认为, 当轴的表面旋转速度小于4m/S时, 轴的表面粗糙度应为Ra0.63~0.43;大于4m/S时, 轴的表面粗糙度应为Ra1.40~0.20。但若轴的表面粗糙度太小, 油液难以进入油封唇口与轴的接触带, 唇口与轴之间难以形成润滑油膜, 油封处于干摩擦状态, 也会使工作温度急剧升高, 加速油封的老化和磨损。

煤矿机械在井下工作, 各种粉尘对油封工作环境的污染比较严重, 油封中常会侵入各种污染物, 只要合理选择轴的表面粗糙度, 就能有效地改善其对污染的敏感性。当粉尘颗粒直径为0.3时, 磨损最为明显, 这是因为直径0.3的磨粒正好与轴的唇口油封之间的油膜厚度接近, 容易进入摩擦面。较小的颗粒产生的磨损小;较大的颗粒则难以进入摩擦面。另外, 当表面较光洁时 (粗糙度为Ra0.2~0.40) , 油膜均匀稳定, 颗粒不容易进入摩擦面, 磨损小;当表面较粗糙时, 油膜不均匀也不稳定, 颗粒容易从加工纹路和沟槽内进入摩擦面, 加剧磨损。

3.2 硬度的影响

若轴的表面硬度太低, 当油封唇口以一定的径向压力与轴摩擦时, 轴会因表面强度不够而容易磨损, 但过高的表面硬度会使轴的耐磨性降低。对于密封元件用的毛毡, 淬火处理过的轴比未淬火处理的轴对其磨损量要大。不过, 要确切地给定硬度是很困难的, 推荐HRC35~55。

4.密封材料对漏油的影响

油封材料为丁腈橡胶, 采煤机截割机构的密封介质是含极压添加剂的双曲线齿轮油, 密封介质的最高温度达到100℃。丁腈橡胶在含有极压添加剂齿轮油中使用时, 要求使用温度为65℃左右, 短时间不可超过85℃, 可见丁腈橡胶油封在采煤机中使用, 实际上已超出了使用范围, 这样就导致了漏油。

5.密封介质中杂质对漏油的影响

采煤机的工作环境比较恶劣, 在油液中混入了煤粉金属磨屑等杂质。这些杂质直径较小, 接近油膜厚度, 容易进入油封刃口与轴表面间, 从而起到“磨料”作用, 加速了轴表面与油封的磨损造成密封失效。尤其是在井下检修时, 大量的粉尘进入油液, 造成油封的刃口对轴产生一定深度的沟槽, 如不能及时更换或检修轴, 沟槽会越来越深, 漏油也更加严重。

6.密封件的装配对漏油的影响

装配对密封起着非常重要的作用, 采煤机是否漏油的一个关键问题就是装配质量问题。漏油的主要原因是工人没有按照正确的装配方法来装配, 在装配中密封圈出现翻转现象, 有时甚至切掉一切。这些现象在采煤机修理中曾多次发现。

7.建议

(1) 改进呼吸孔, 设计一种呼吸器, 使箱体内压力与外压力迅速达到平衡, 箱体温升通过呼吸器迅速下降, 同时分离油与气体。

(2) 改进喷雾水在截割部、牵引部的冷却通道, 提高冷却效果。

(3) 采用迷宫加毛毡的方法防尘, 尽量设计出合理结构, 从而减少泄漏量。

(4) 生产厂家和修理厂家要严格装配工艺, 外购密封元件质量一定要可靠。

(5) 密封处轴表面不但有一定强度, 还要达到表面粗糙度的要求。

煤矿采煤机 第9篇

1 7LS02A型采煤机与7LS06型采煤机液压系统原理及回路描述

(1) 7LS02A型采煤机液压系统原理及回路描述。

该系统的工作原理基本上是一个多缸并列的单联双泵开式系统。整个液压系统分为两个部分, 左侧液压系统和右侧液压系统, 这两个部分相互独立, 互不影响, 每侧都有一台单联齿轮泵由一台三相交流电动机驱动, 单联齿轮泵的流量和压力分别为:额定流量为38 L/min (10 gal/min) , 额定压力为21 Mpa。两个液压系统有各自的液压油箱和补油系统。从右侧液压系统的齿轮泵出来的压力油经过过滤器, 然后到达右侧的主操作阀, 然后通过右侧的主操作阀中间的4片三位五通换向阀通向执行元件油缸 (见图1) 。阀组从泵输入端开始, 第一联为备用;第二联为备用;第三联为右侧摇臂油缸升降;第四联为自动补油, 在此回路中有顺序阀和液压传动泵两个液压元件。从左侧液压系统的齿轮泵出来的压力油经过滤器, 到达左侧的主操作阀, 然后通过左侧的主操作阀中间的4片三位五通换向阀通向执行元件油缸。阀组从泵输入端开始, 第一联为破碎机升降回路, 在此回路当中连接调速阀和蓄能器;第二联为备用;第三联为左侧摇臂油缸升降;第四联为自动补油, 在此回路中有顺序阀和液压传动泵两个液压元件。

(2) 7LS06型采煤机液压系统原理及回路描述。

该系统的工作原理基本上是一个多缸并列的双联齿轮泵开式系统, 齿轮泵由一台三相交流电动机驱动, 双联齿轮泵的流量和压力分别为:额定流量为7 5 L/m i n (20 gal/min) , 额定压力为22.4 Mpa。从齿轮泵出来的压力油经过过滤器, 然后到达主操作阀, 经主操作阀中间的4片三位四通换向阀和2片卸荷阀通向执行元件油缸 (见图2) 。从主操作阀在安装在主机上的位置来看, 由外向里, 第一联为主泵卸荷;第二联为右摇臂升降, 在此回路的油缸降回路中同时并联一个截止阀和射流器, 形成一个补油系统;第三联为挡煤板升降, 在此回路中接有两个调速阀和两个液控单向阀;第四联为主泵卸荷;第五联为破碎机升降, 在回路当中接有一个内部装有两个顺序阀 (顺序阀起平衡作用) 的控制集成阀块和一个蓄能器;第六联为左摇臂升降;另外此双联齿轮泵除了给油缸回路提供压力油外, 还给一路可以选择的牵引刹车回路供压力油, 且为同时供给。

2 7LS02A型采煤机与7LS06型采煤机部分不同处

(1) 由于7LS02A为薄煤层采煤机, 没有设计挡煤板, 因此, 7LS02A采煤机液压系统中没有此回路, 而7LS06为大采高采煤机 (最大采高5.4米) , 便于系统维护, 设计了挡煤板, 增加了一套液压系统, 进行对挡煤板升降操作。 (2) 7LS06多了一套可以选择的牵引刹车系统, 操作压力由液压系统提供, 而7LS02A没有此系统可以选择。 (3) 7LS06有一个液压油箱, 而7LS02A有两个彼此独立的液压油箱。 (4) 7LS06主控阀只能遥控操作, 而7LS02A既可以遥控和可以手动操作。

3 7LS02A型采煤机与7LS06型采煤机的主要不同处

(1) 动力源不同。7LS02A是两个独立的单联齿轮泵, 为各自的系统提供压力油, 彼此互不影响;7LS06是一个双联齿轮泵, 向系统提供压力油。 (2) 主泵卸荷方式不同。7LS02A是在主控阀内设置一个两位两通液控换向滑阀进行泵回路卸荷;7LS06是用两个两位四通电磁换向阀进行泵回路卸荷。 (3) 摇臂油缸升降回路不一样。7LS02A摇臂回路 (见图3) 是泵将压力油经过滤器供给主控阀, 经主控阀内部的减压阀后, 到达三位五通换向阀, 当摇臂上升时, 系统将压力油供给升回路当中的流量控制阀, 此流量控制阀内部有一个节流阀和一个单向阀, 节流阀只在回油时进行节流, 进油时经单向阀到达油缸上安装的载荷锁定阀, 其内部包括两个液控单向阀和两个溢流阀, 压力油进入液控单向阀到达油缸底部, 同时开起另一个单向阀进行回油;当摇臂下降时, 系统将压力油供给液控单向阀到达活塞杆侧, 同时开起另一个单向阀进行回油, 回油经流量控制阀后, 将油缸的下降速度控制在所以要求的范围之内, 同时起到背压的作用, 平衡摇臂自重, 使油缸平稳下降。7LS06摇臂回路 (见图4) 是泵将压力油经过滤器供给主控阀, 经主控阀上的三位四通电磁换向后, 直接到达油缸载荷锁定阀, 其内部有两个溢流阀、两个顺序阀和两个单向阀, 不管摇臂是升还是降, 都是通过顺序阀来调节摇臂平稳下降或者上升以及锁定。

(4) 补油回路不相同。7LS02A补油回路 (见图5) 相对比较复杂, 压力油经主控阀出来后, 到达一个调定值为900PSI的顺序阀, 然后到达液压传动泵, 此元件内部有两个溢流阀、一个液压马达和与液压马达相连的一个液压泵, 共同组成一个补油系统。7LS06补油回路 (见图6) 是并接在右摇臂下降回路当中, 需要补油时要将摇臂降到最低位置, 首先要开启截止阀, 然后压力油经过截止阀到达射流泵, 最后进入油箱。

4 结论

此两种机型液压系统主要在以上几个方面存在不同, 剩余的破碎机回路相同, 由于采高不同, 导致需要新增一些执行元件, 对系统进行重新设计, 比如增加了挡煤板升降和牵引刹车系统, 或者对系统结构进行改变, 比如补油系统, 总的来说, 这些变化都是为了满足工况所需而设计的。

摘要：目前矿区所使用的采煤机7LS02A型与7LS06型, 这两种机型除了在机械方面有所不同外在液压方面也有些差异。简单介绍这两种机型的液压原理以及在液压方面的相同与不同处, 对两种机型的所有液压回路进行描述, 重点分析相同回路中所应运的不同液压原理。

关键词：采煤机,液压系统,原理分析

参考文献

[1]久益公司采煤机技术服务手册[Z].久益公司.

采煤机常见机械故障及预防 第10篇

一、采煤机常见机械故障分类

1. 采煤机轴承故障引起的机械故障。

轴承是采煤机械不可缺少的部件。由于煤矿井下粉尘较多、湿度较大, 再加上作业地点空间狭窄, 日常维护不到位等原因, 使得采煤机轴承经常出现问题, 轴承问题成了引起采煤机机械故障的主要原因, 特别是采煤机截割部和牵引部的机械故障, 多数都是轴承故障引起的。具体来说, 导致轴承的故障主要有以下几个方面。

(1) 轴承润滑不良引起的故障。承载轴承的滚动面与滚动体受到外力作用会产生弹性形变, 滚动面和滚动体的表面面积发生变化, 这使得两者之间产生了不同程度的面接触。由于接触区域产生的载荷与形变成正比, 因此滚动轴承滚动体与滚动道之间就会产生不同程度的滑动摩擦;而金属之间滑动摩擦系数较大, 如果没有润滑膜就会产生很大的运动阻力与热量, 致使接触部位温度上升, 当温度上升到一定程度, 轴承表面就会发生回火烧伤, 使其硬度与耐磨性大大降低。实践证明, 由各种因素造成的大量摩擦热是使轴承失效的主要原因, 提高轴承使用性能的有效方法就是针对各种不同工况运用润滑技术来减小摩擦热的产生。在生产现场, 80%以上的润滑不良多是因为油量不足或油品不清洁造成, 所以, 对注油周期进行科学管理, 及时处理渗漏油, 在油品的储存、运输、加注等环节注意油品的保洁工作是十分重要的。

(2) 轴承对中不好引起的故障。所谓对中就是将连接在一起的2台或几台设备的运转中心线调整在同一条直线上。为了消除轴承径向与轴向的有害应力、减小设备运转中的振动量、避免联轴器提前磨损、减少能源消耗, 需要对设备进行对中。对中不良主要表现在轴承部位温度逐步升高, 联轴器频繁损坏, 紧固件频繁松动, 电动机电流偏大, 在轴向和径向测到一、二倍频的大振动等几个方面。对于采煤机来说, 最为常见的原因是紧固件松动或回转体质量分布不对称问题, 这一问题会造成机械振动过大、损坏密封、撞击滚动体滚道, 从而加大了滚动体与滚动道之间的摩擦阻力。

(3) 冷却系统不工作或使用不正常引起的故障。冷却水流量不足或纯粹把冷却管路甩开, 会使润滑油温度过高, 油品运动黏度下降, 从而在滚动体与滚道之间不能形成良好的油膜, 或者是形成的油膜抗压性很差, 致使转动部位出现干摩擦或边界摩擦, 缩短了轴承的使用寿命。

2. 采煤作业过程中的工艺控制不合理造成的机械故障。

在采煤过程中, 采煤机的运行工况是不断变化的。牵引速度、截深等都需要根据煤层的赋存状况及时调整。

(1) 采煤机经过无碳柱或断层, 切割的是岩石, 硬度要比煤大得多, 此时就需要将牵引速度设置得慢一些。否则, 采煤机的截齿会严重磨损, 严重时会损坏齿座。同时, 由于采煤机牵引速度越快, 岩层施于采机的反作用力也越大, 极有可能造成滚筒轴变形, 轴承及齿轮的受力严重不对称, 进而损坏轴承或齿轮。

(2) 工作面沿走向方向有起伏时, 应该特别注意在下坡时降低牵引速度, 尤其是没有装设制动器的采煤机, 更应该引起高度重视。从理论上讲, 齿轨应该就是行走轮的直线展开式, 在运动过程中, 两者是完全重合的。事实上, 由于制造精度问题, 无论是行走轮还是齿轨, 与标准尺寸相比, 总存在一定误差, 并且这个误差在采机行走过程中会累积起来, 从而使行走轮跳到了齿轨的上表面。如果运输机比较平直, 可能会由于重力的作用, 行走轮在较短时间内还会滑入到齿轨内, 否则采机就会落道, 同时造成导向滑靴磨损或开裂、行走轮断齿等机械故障。

(3) 当工作面沿倾向方向有起伏时, 应根据倾角随时调整截深, 必要时更换不同高度的平面滑靴, 以防止采煤机倾倒或损坏滑靴。俯采时, 应适当加高平面滑靴的高度;仰采时应适当减小平面滑靴的高度。具体尺寸以采煤机推进过程中导向滑靴不存在单边受力为宜。

二、采煤机的日常管理和维护

由于采煤机时刻处于煤块、矸石和粉尘的包围之中, 所以必须对采煤机进行日常维护和管理。在落实检修制度的基础上, 应做好以下几点。

1. 及时清理机体下和齿轨上的煤块或矸石。

2. 采煤机司机要密切注意采煤机工作时的声音, 判断行走轮与齿轨啮合是否良好。

3. 注意观察采煤机在行走过程中是否跳动, 以判断是否有杂物阻挡采煤机行走。

4. 及时加注和定期更换采煤机各部件的润滑油或润滑脂。

5. 及时根据地形地貌调整采煤机的牵引速度和截深。

6. 在工作面推进过程中, 尽量保持运输机的平直。

7. 根据煤层倾角调整或更换不同厚度的平面滑靴。

8. 及时更换损坏的截齿, 以减小牵引阻力和滚筒轴向力。

三、结论

采煤机综采配谈选型与调整 第11篇

【关键词】采煤机；综采配；选型；调整

在多种机械相互配合进行煤炭资源开采的过程中，采煤机=刮板输送机和液压支架能够在工作中协调配合是提高采煤效率的一个重要前提，所以在选择机械设备时应该重视三种机械的性能、大小以及使用范围等众多因素，而三者当中起到关键性作用的尺采煤机，所以本文结合滚筒式采煤机来谈一谈具体的调整方法。

1.采煤机有关及时参数

1.1生产率

很多的因素都会影响到采煤机的生产效率，生产率是采煤机设计水平和维护工作质量以及在使用过程中是否符合相关的规范和要求的集中展现，在进行开采的过程中，有关人员要结合矿区的实际情况例如：技术条件、自然环境、工作人员的操作水平等等来对三机之间的配合进行及时的调整，只有这样才能更好地提高综合机械采煤条件下的生产率。

1.2截深

设计截深，通常人们又将其称为滚筒的宽度，这个数值由一定的要素来决定，截深对才内机的生产率有着非常明显的影响。有效截深通常就是指滚筒在完成工作时一次能够截割的具体程度，有效截割深度和液压支架的操作规范程度有着非常直接的关系，通常情况下有效深度能够占设计深度的95%。

1.3最大截割高度

采煤机的截割高度就是通常人们所说的工作面开采高度也就是在能够保证正常工作时能够达到的最高高度，具体来说就是滚筒在工作时摇臂摆动到最高点时滚筒的截割定点到刮板输送机底部的垂直距离。

1.4滚筒直径

滚筒直径也是影响采煤机生产率的一个重要因素，通常情况下滚筒直径的长度要占工作面煤炭开采高度的60%到80%，对厚度适中或者是厚度较大的煤层要取其能够承受的极限值，薄煤层采煤机取上限，同时滚筒的直径长度也应该符合相关的标准和要求。

为了避免工作面顶板出现凹凸不平的现象，滚筒要能够顺利挑顶，同时摇臂的壳不会和前梁相互影响，对于薄煤层的采煤机来说更应该注意调整滚筒的挑顶距离。

1.5最大工作牵引速度

一般的情况下要用最大的工作牵引速度来划定采煤机的运行质量和生产水平，最大工作牵引速度要和采煤机的装机功率、支架的前进速度以及输送机的生产效率相互协调，工作的牵引速度和煤矿煤质量的软硬有着非常密切的联系，所以一定要对其进行有效的控制。

2.三级结构尺寸配套要求

三机之间的具体尺寸要相互适应，只有这样才能更好地发挥其积极作用。

2.1截深和移架步距

首先需要依照液压支架步距，按照相关的要求对采煤机的截深进行合理的调整，在深度和宽度上都要符合三机配合的具体要求，依照以往的经验，如果采用锥形截齿齿座，采煤机的宽度就要比截深稍微小一些。

2.2机械高度和液压支架的高度

采煤机和液压支架顶梁的距离和很多因素都有着非常密切的联系，为了能够更好地保证采煤机的运行质量，煤层越厚，过机的间隙也就越大，在整个过程中尤其应该注意的是对工作面输送机最大垂直弯曲的地方和支架梁之间是否存在着一些冲突，应该按照相关的要求对工作面的高度进行适当的调整，这样才能更好地确保过机间隙能够符合极其正常的运行要求。

2.3三机配套尺寸检查

2.3.1采煤机位于工作面中部

在采煤机行走轮轮齿宽度中心和销轨宽度中心相重合， 且采煤机电缆夹板宽度中心和电缆槽宽度中心重合的条件下， 检查采煤机和刮板输送机的配合结构尺寸。

a.采煤机滑靴和输送机铲煤板配套尺寸如图1所示， 在高度方向， 要求采煤机行走轮分度圆啮合中点到支撑滑靴底面的垂直距离A1 与刮板输送机铲板上平面到销排啮合中心距离A2一致，并容许略有间隙； 在宽度方向， 要求滑靴和铲煤板最凸出部分留有较大间隙， 且滑靴的大部分宽度和铲煤板能保持接触。在行走箱与机身之间增加垫板、改变滑靴支撑板形状和高度等方法可以在一定范围内进行调适。

b.电缆夹板和刮板输送机电缆槽配套尺寸检查： 电缆槽内侧与电缆夹板有适当间隙；电缆有效深度D至少是夹板厚度尺寸的2倍。电缆槽的高度不得影响采煤机的操作和维护。

c.采煤机机身采空区侧和刮板输送机挡煤板的最小间隙 E为保证采煤机通过弯曲段时， 机身与电缆槽不发生干涉， 要求采煤机机身和刮板输送机挡煤板的间隙 E 有足够大小， 必要时应检查最大水平弯曲处， 采煤机机身与刮板输送机是否发生干涉。

d.采煤机机身下和刮板输送机中板上平面间的过煤高度和过煤面积，为了保证堆积在输送机上的煤能顺利运送和采煤机机身下和刮板输送机中板上平面间的过煤高度F， 过煤面积应满足机尾侧滚筒最大输煤量的需要。

e.导向滑靴和销轨间隙尺寸G表示采煤机导向滑靴和销轨垂直方向间隙，H1、H2表示采煤机导向滑靴和销轨水平方向间隙量， 一般 G、H1和H2，都不小于5mm。

f.人行道和梁端距。液压支架在移架位置和最低支撑高度时， 检查人行道宽度是否足够。液压支架在移架位置将刮板输送机和采煤机向前推移一个截深距离， 液压支架升到最大支撑高度时， 检查采煤机滚筒和液压支架前梁端的距离， 避免滚筒截割顶梁。

2.3.2采煤机位于工作面两端头

根据刮板输送机机头和机尾结构、机头和转载机的搭接结构和尺寸、工作面运输巷和回风巷宽度、转载机在工作面运输巷中的位置等绘出工作面下端头和上端头配套图， 采煤机处于割透工作面位置， 同时检查：

a.采煤机行走轮和销轨能否正常啮合， 并留出至少半个导向滑靴长度的富裕行程。

b.采煤机机头或机尾侧摇臂下摆角是否使滚筒有一定的下切深度， 摇臂与刮板输送机的机头或机尾（包括过渡槽 ）不干涉。

3.结语

采煤机综采效果对于煤炭开采的效率和质量都有着非常关键的影响。在三机综采的整个工作中，采煤机设计的规范性和合理性是最为重要的一个环节，在综采的过程中设备的设计单位和相关人员一定要充分考虑到设计工作对整个综采效果的影响，制造商应该和设备的使用者做好沟通工作，只有这样才能满足煤矿综采的要求，促进生产效率的有效提升。 [科]

【参考文献】

[1]许力峰，刘珂铭，张江利，周根立，李艳君，杨维帅.近距离煤层群上行开采薄煤层覆岩移动规律研究[J].煤矿安全，2012（07）.

[2]郭玉辉，王赟.浅谈薄煤层开采技术现状与发展趋势[J].煤矿开采，2012（01）.

采煤机PLC电控系统设计 第12篇

我国采煤机的研究经历过30多年的引进、消化、吸收、仿制, 已经有了长足的进步, 采煤机牵引系统由液压部件逐步变成变频器电牵引。一些技术已经达到国际先进水平, 但是在工作稳定性、可靠性和设备使用寿命等方面还存在一些差距。采煤机控制中心 (PLC) 主要采用了模块化设计, 主要包括CPU、电源模块、开关量输入模块、模拟量输入输出模块、开关量输出模块、RTD模块、I/O通信接口模块[1]。

1 采煤机的电控系统设计

1.1 采煤机电控系统结构特点

采煤机电气系统主要由电控箱、高压箱、分线盒、端头站、遥控器以及各功能电机组成。电控箱内部主要有主控中心 (PLC) 、电源组件、截割部主接触器、隔离开关、PO-Face GP显示器、操作面板组件以及电流电压信号处理模块等部件组成, 主要实现系统控制功能, 也是采煤机电气系统的控制核心。高压箱主要有主变压器、主从变频器、牵引接触器等部件, 主要实现采煤机变频牵引功能。

1.2 采煤机电控系统设计要求

采煤机电控系统实现对采煤机的功能控制, 主要实现的功能有:①采煤机主启、停, 远、近及遥控操作控制。②采煤机变频牵引停、送电, 实现采煤方向选择和速度的匀速控制。③采煤机截割部升、降控制。④截割电机、牵引电机的实时电流、温度保护、恒功率、反牵引保护控制。⑤各种参数的实时显示、存储, 牵引控制方向、速度, 各电动机温度、电流数据实时显示, 设备运行自诊断中文显示等。⑥瓦斯超限报警和断电保护。

1.3 采煤机PLC电控系统总体结构设计方案

采煤机电控系统主要由主控器PLC、变频器及其控制模块、遥控器及接收模块、端头站及数据编码传输接收模块、电流电压信号处理和瓦斯监控模块、显示模块等部件和模块组成。其中PLC系统为整个控制系统的核心, 包括电源模块、CPU模块、开关量输入模块、开关量输出模块、模拟量输入输出模块、热电阻温度模块和机架底板组成。

1.4 采煤机PLC控制原理

采煤机经过先导远控回路, 控制前级开关送电以后, 系统进入自检状态, 对整个系统进行漏电及绝缘监测。自检结束以后, 采煤机进入启动模式, PLC通过开关量和模拟量输入模块对各种指令和信号经过I/O总线送入CPU, CPU根据程序进行响应, 分别控制牵引接触器启动和右截割接触器启动, 从而控制变频器的运行和右截割电动机运行, 使采煤机按照选择方向和速度指令信号进行割煤。当采煤机司机通过端头站或者无线遥控器进行操作时, 操作按键信号经过处理后分别经端头站接收模块、遥控器接收模块把信号送入PLC开关量输入模块。经过PLC内部算法, 分别发出不同的控制指令, 控制DC+24V电磁阀组, 使采煤机的左、右截割部能够进行升降, 变频器能够控制左右两个牵引电动机, 按照操作按钮功能实现采煤机向运输机机头或者机尾以一定的速度行走, 同时也可以实现牵引接触器的启动和停止以及采煤机整个电气系统的总急停。温度和各电动机的电流等实时数据以及牵引方向、速度大小、故障诊断等信息由PLC电源模块上的RS485/232接口根据SNP通信协议, 实现人机界面功能[3,4]。

2 PLC的选型与计算

2.1 PLC输入、输出点数的估算和计算

对于PLC系统开关量输入和输出点数进行估算。由分析可知, 输入的开关量点数为Ni, 其估算公式如下:

式中:Ei为使用的按钮总数, 共计20个;Pi为每一个按钮有闭合和断开2种状态, 取值2。

经计算, Ni=20个

而输出开关量点数为No个, 其估算公式为:

式中:Eo为使用的继电器线圈数量, 共计12个;Po为每一个线圈有通电和断电2种状态, 取值2。

经计算, No=12个

所以, 开关量总数估算为:

由以上估算的方法, 模拟量输入主要有左右截割电机电流、左右牵引电机电流采集和处理。可以估算出的模拟量输入总数约为4个, 模拟量输出只有牵引速度指令, 为1个。因此, 模拟量总数为5个。

同理, 可以估算出RTD温度保护模块的点数为左右截割电动机温度、左右牵引电动机温度、泵电动机温度、变压器温度监测等, 共计为5个。

参照图1和图2, 可以得出实际需要的开关量输入模块点数为16个, 开关量输出点数为9个。因此需要的开关量实际总数为25个, 模拟量设计为5个, RTD温度保护点数为5个。

2.2 PLC开关量模块的选用

根据上述的估算和计算, 选择GE 90-30PLC比较符合设计要求。同时根据模块点数选型, 参考GE90-30PLC设备手册, 综合设计要求、参数特点, 选择了32点数开关量输入模块MDL655。

2.3 PLC模拟量输入输出模块的选用

GE90-30PLC模块化配置A/D模块, 即模拟量输入输出混合模块ALG442, 4路12位模拟量输入、2路模拟量输入输出。该模块用于4路左右截割电机和牵引电机的电流负载采样信号的输入和1路变频牵引速度指令信号的输出, 符合设计要求, 能够满足功能实现。

2.4 PLC开关量输出模块选用

参考GE90-30PLC设备手册, 结合点数估算和计算, 选择16点数的开关量输出模块MDL940。该模块输出类型为继电器, 输出电压为12 V/24 V。采煤机左右截割部的升降控制和制动控制是通过电磁阀控制的;另外在设计过程中, 采煤机先导启动控制回路中增加1个PLC保护节点, 这个保护节点为+12 V继电器一组辅助触点, 因此采用继电器输出符合设计要求。模块负载为125 m A, 负载能力强, 能够满足驱动要求。

2.5 RTD温度保护模块的选用

设计方案中, 实现了对采煤机截割部截割电机和牵引部牵引电动机温度进行监测保护, 与PT-100铂电阻传感器相接。同时可以增加1路变频牵引变压器温度监测保护, 变压器一次侧电压为3 300 V, 二次侧输出电压为400 V。根据计算选择了RTD-600型6路温度监测保护模块。

2.6 CPU及电源模块的选用

GE90-30系列PLC的可选CPU种类比较多, 但是应用在自动化控制装置中主要使用CPU350。CPU350提供最大4 096个I/O开关量点和2048IN/512OUT模拟量通道, 具有10 K寄存器和80 K用户存储器, 实现闪存。运行速度为0.22 ms/K, 运行速度较快, 而且支持SNP协议, 通过在电源模块上RS485/232串行通信接口实现与PRO-Face触摸显示屏人机通信。支持Genius、Profibus-DP。

GE90-30系列的PLC电源模块支持CPU和I/O, 输入电源交流240 V或者24/48/125 VDC;输出20 W+24 V继电器和15 W+15 V继电器;负载容量达到30 W, +24 V电源输出, 为其他模块提供电源。电源模块设置4个LED指示器, 自上而下分别是PWR、OK、RUN、BATT。电源模块能够实现运行状态指示、后备电池电压监测报警、短路自关断等功能。

3 PLC的I/O分配及程序实现

3.1 PLC的I/O分配

采煤机PLC控制的I/O分配情况如表1所示。

采煤机PLC程序主要包括1个主程序和若干子程序构成, 子程序之间设置良好的接口, 数据和算法简洁。其中在模拟量数据处理的子程序中, 利用数组与移位操作, 对模拟量输入数据进行数字滤波, 并根据响应时间要求, 尽量减少字长, 提高数据滤波处理的效能。在测试过程中, 通过设置大型数组的方法, 采用下标操作寻址, 使0.4ms/千步的GE90-30 PLC在20 ms内完成10路模拟量输入数据的8字深度均值滤波, 有效地提高了程序运行的效率和灵活性。在采煤机实时参数记录、故障自诊断的子程序中, 充分利用GE90-30系列PLC强大的数组功能, 通过数组下标模块运算构成的环形寻址, 对实时参数、故障数据进行采集、整理并以紧凑型记录格式 (RECORD) 写入PLC掉电保护RAM, 实现采煤机参数动态实时监测和故障自诊断功能。

3.2 PLC控制程序设计实现

PLC程序的控制功能是实现采煤机各电动机的启停控制、保护输出、模拟量、开关量的采集与处理等。程序通过复杂的算法实现采煤机恒功率控制, 实现与采煤机左右端头站、遥控器、机身操作按钮、变频器以及触摸显示屏的通信功能。

在PLC子程序中, 设置了采煤机的牵引电机恒功率控制保护、电流过载、重载反牵引保护、电动机短路保护等等各种保护功能, 通过软件技术的实现, 确保采煤机在复杂工作环境下能够安全、高效的运行。

程序中广泛采用梯形图编程语言, 子程序结构化设计, 使得程序结构很清晰, 系统维护成本较低, 同时可以节省一定的存储器存储空间资源, 系统运行速度得到有效提升。

PLC与变频器通讯采用半工双向通讯。具体通信程序略。

4 结论

论述的PLC控制采煤机电控系统, 主要应用于MG-400/920型大功率变频调速电牵引采煤机。PLC控制系统集合了PLC控制技术、嵌入式系统、PLC与变频器通信技术、GP组态实时监控技术等。该系统能够满足采煤机的数据存储与显示、变频调速牵引、实时监控、故障诊断、功能保护以及机身、遥控器、端头站控制等3种人机交互控制功能。经地面车间通电整机测试以及采煤工作面实际应用证明, 该套电气系统性能稳定、安全高效, 能够满足现代综采工作面采煤生产的需要。

参考文献

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