發布時間：2022-04-07 09:30:43
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇煤礦掘進機論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
【摘 要】煤炭是我國的重要能源之一，也是工業化生產得以持續進行的基礎，隨著科學化發展進程的不斷加快，煤炭工業也得到了進一步的推動，成為國民經濟發展的重要支柱產業。近年來，我國一直大力提倡節能減排，而煤炭行業則順理成章的成為減排的重點領域。機電一體化條件下的煤炭開采，使得煤礦機電的發展有了進一步突破，而這類機電設備的運行也在無形中加大了電力消耗。隨著社會對于煤炭開采行業的要求不斷提升，井下掘進機電設備的容量也隨之增加，為此，相關部門必須盡快采取有效的節能管理措施，以保證對井下掘進機電設備的用電量的合理掌控。
【關鍵詞】挖進設備 煤礦 節能減排
煤礦井下掘進機電設備的線路鋪設距離遠，且適用范圍廣泛，能夠應用于多個領域。想要合理控制井下掘進機電設備的用電量，就要從多個角度、多個領域，全方位的制定方案，針對不同礦井的特色，選取適宜的設備，以真正實現節能減排。本文中，筆者主要分析了目前我國煤礦行業的發展現狀，并從掘進供電設備的選取以及井下掘進設備的管理兩個方面展開論述，剖析了煤礦井下掘進機電設備的最佳節能舉措。
1 保證設備選擇的科學性
掘進機供電設備的選擇是一門藝術，合理的設備選擇能夠確保采掘開發過程中的耗電量得以降低。通過分析煤礦井下的施工環境我們可以發現，由于其空間狹隘，瓦斯、甲烷等易燃易爆氣體含量較高，燃油設備很難真正在礦井下發揮其功效。為此，使用掘進機電設備進行開采是環境驅動的必然選擇，它不但能夠從根本上保證縮小電能消耗，還能夠確保施工過程的安全。
（1）對設備的容量進行合理選擇。煤礦井下挖掘工作離不開動力變壓器的輔助，該設備能夠保證掘進工作的動力，同時能夠確保能源的節約，是井下掘進工作的主要工具。煤礦井下掘進機電設備的選用應該重點考慮設備的節能化和干式化，就算存在特殊情況，需要使用油浸式的變壓器，需要充分考慮設備的節能因素。目前市場上的小型煤礦以及部分非法小煤窯仍舊在使用油浸式變壓器，這類變壓器耗能高，且多數是被二次利用，所以引發了電能的大量消耗，也對施工過程造成了巨大的安全隱患。通過數據對比煤礦掘進機電設備的使用情況可以看出，節能型的KS9231型變壓器平均每年的電耗要比普通動力變壓器節省8400千瓦時。此外，煤窯開采過程中使用的負荷率小于30%的變壓器基本都存在空載運行狀況，這就導致了大量的電能被無故浪費。由此可知，選用電壓器時一定要考慮設備的適用范圍以及節能效果，應用范圍廣泛的變壓器能夠有效的實現節能降耗的作用，為煤礦生產行業的發展帶來可觀的收益。
（2）煤炭輸送機的合理選用。煤礦井下輸送機主要以刮板式和帶式輸送為主要輸送方式，以達到將挖掘下來的煤炭傳輸到指定部位的目的。實踐中我們發現，每臺SJ-80型的帶式輸送機能夠輸送800米的距離，其每一小時能夠輸送400噸的煤，與此同時，每臺SGW-80T型的刮板輸送機只能輸送160米的距離，其每小時的輸送量只有150噸，由此可以看出，帶式輸送機對于提高煤礦的生產效率，節約電能將有很好的效果。
2 加強機電設備的管理
想要提高電能使用效率就要在井下挖掘設備的選用上下功夫。如果在設備的使用和維修方面沒有掌握適當的尺度，就會造成電能的大幅度浪費。為此，筆者從煤炭挖掘設備的管理和使用方面展開了論述，以期對煤炭行業的節能減排提供一些幫助。
（1）提高掘進機的功率。功率因數的高低將直接影響井下掘進機電設備的使用效率。調查顯示，我國多數煤礦的供電功率因數處于較低水平，這是導致大量電能流失的主要原因，而供電電壓的質量也將由此受到制約，其最終后果將是整個供電系統的電能損耗。為此，應該在井下掘進機電設備中安置就地補償裝置，以適當提升供電功率因數，保證供電設備的電能消耗量達到最低水平。
（2）縮短低壓供電的距離。井下掘進機電設備的功率是恒定的，這就使得供電電壓的高低將直接決定工作電流的大小，換句話講，工作電壓與電流之間呈負相關。一旦低壓供電所涉及的工作線路較長，因為線路的抗阻增加，就會直接導致電流傳輸過程中的損耗加劇。為此，縮短低電壓供電的距離對于減少電能消耗將起到良好的效果。另一方面，因為掘進機電設備的電流與電壓之間的負相關關系，將供電電壓提高將是減小電能損耗的又一途徑。目前就有很多大中型的煤礦供電系統利用變電站，將其本來的380V供電提高到了660V乃至1140V，這在降低電能損耗方面收獲了良好的效果。
（3）節約設備的用水、用液。煤炭開采階段，如果遇到地質緊密、堅硬的部分就要用乳化液噴灑以降低工程難度，由此，掘進機電設備的工作要在乳化液泵廠的輔助下完成。但是，由于一些員工試圖減少自身的工作量和工作難度，私自將操作步驟簡化，在開啟掘進設備的同時啟動液泵，造成了大量的液體浪費，也由于液泵的持續工作，引起了大量的電能消耗。為此，一定要合理改善液泵管理環節的漏洞，將節水、節液作為節電的主要手段。
（4）對設備保養制度予以完善。由于煤礦井下掘進機電設備需要在潮濕、陰暗、粉塵較多的環境下工作，所以銹蝕情況時有發生，為了防止由于粉塵進入設備誘發的設備運轉不靈，就需要相關部門加大設備管理力度，對井下掘進機電設備展開定期維修、保養，對設備的檢修工作做到足夠的重視。此外，還要加大設備渣滓清理工作的力度，保證設備的靈活運轉，從而提高設備的工作效率，以輔助節能減排工作的順利展開。
3 結語
煤炭是我國的重要能源之一，也是工業化生產得以持續進行的基礎，隨著科學化發展進程的不斷加快，煤炭工業也得到了進一步的推動，成為國民經濟發展的重要支柱產業。如何在保證經濟發展的前提下保證煤炭行業的節能減排對于社會的發展意義重大。機電一體化條件下的煤炭開采，使得煤礦機電的發展有了進一步突破，而這類機電設備的運行也在無形中加大了電力消耗。本文中，筆者主要分析了目前我國煤礦行業的發展現狀，并從掘進供電設備的選取以及井下掘進設備的管理兩個方面展開論述，剖析了煤礦井下掘進機電設備的最佳節能舉措。筆者指出，引進先進的井下掘進機電設備，對設備的維護和保養展開有針對性的管理等都將有效的實現井下掘進工作的節能減排。
【摘要】在煤礦建設開采進程當中，伴隨著科技水平的顯著提升，機械化施工技術活動廣泛應用，順應當代礦井綜合開采能力，推動煤礦井巷工程項目施工快速開展，充分滿足煤礦高產要求。在此，本文將針對井工程煤礦掘金機械化進行簡要工程。
【關鍵詞】 井工煤礦；掘進；機械化
1.前言
縱觀可知，煤礦生產相關的生產能力以及連續采掘、安全作業、經濟效益等跟掘進水平以及掘進技術、掘進裝備等各項內容有著直接必然聯系，其影響十分深遠。在我國現代化煤炭生產進程中開展安全高效的礦井建設工作，建議選用先進綜合機械化掘進模式，在實現先進水平顯著提升的同時盡可能發揮綜合掘進機器設備的應用成效，給予相關作業線綜合配套問題高度重視。
2.簡述綜合機械化施工技術相應特征
在煤礦工程建設以及日常生產進程當中有效使用綜合機械化施工技術，其能夠促進作業效率的強化提升，確保生產安全。具體來說，綜合機械化施工技術的主要特征為，第一，高效性，通過對比傳統意義上的煤礦普采作用，綜合機械化作業可獲取更好工作成效；第二，高產性，在實際的綜合機械化應用進程當中，涵蓋有煤炭開采以及巷道掘進、裝運煤炭等多個環節的工作效率顯著提高，與此同時，施工人員作業難度獲得大幅降低；第三，安全性，綜合機械化加強機械化程度成效能夠通過工作效率提高進行展現，此外也可基于抑制人勞動時間方面實施體現，在此進程中，采煤操作者人身危險因素實現優化控制，進而盡力保障實際作業安全。
3.井工煤礦機械化掘進工藝
3.1煤巷掘進
高效實施煤巷機械化掘進作業的相應方式主要包括三方面內容，懸臂式掘進機設備以及單體錨桿鉆機配套作業線；掘錨一體化機組設施；連續采煤機設備以及錨桿鉆車配套作業線。具體來說，第一，煤巷懸臂式掘進，該項工藝措施包括配膠帶運輸機出煤以及懸臂式縱軸掘進機、單體錨桿鉆機支護等多種作業模式，能夠更好地適應實際的煤層賦存條件，該工藝特征為電氣系統可進行合理的PLC控制，監控檢測工作可實現自動化，便于針對故障診斷進行輔助；液壓傳動結構相對較為簡單，可實現便捷操作；機型構造十分緊湊且很簡單，擁有較高穩定性；可實現便捷檢修操作，容易操控。第二，連續采煤機掘進，在多巷掘進進程當中通常選用連續采煤機快速掘進技術，即使基于相同設備實施掘進難以平行于錨桿支護作業，若是運用多巷道掘進方式實施交叉操作，則可做到掘進及錨桿支護平行施工，當連續采煤機設備進入巷道之后，在社設備實現一定距離掘進操作之后，通過聯絡道連續采煤機可退至另個巷道中，在此過程中錨桿鉆車進入巷道，而后可實施錨桿支護施工作業。歷經往復交替循環施工，可做到掘進以及錨固平行作業。在長壁工作面順槽上使用連續采煤機設備應采取三巷和雙巷掘進方式，單巷掘進難以順利實現，該類型掘進方式存在有較大巷道空頂距離，針對實際地質條件要求相對較高，進而在煤巷掘進中有著一定程度條件限制狀況。
3.2巖巷掘進
全液壓鉆車鉆爆法破巖工藝――該工藝使用液壓鉆車實施炮眼鉆鑿措施，進行爆破落巖，此工藝鉆進速度很快且相應的鑿巖成效較高，尤其是可獲取較高的硬巖鉆進效率，使得鑿巖所用時間大大減少。與此同時，使用此施工技術可實現較高鉆眼質量獲得，并充分保障爆破成效，涉及作業操作人員相對較少且工作效率相對較高，通常是選用兩人進行鉆車作業，若技藝熟練則可一人展開操作。能夠有效完成深孔爆破行為，讓爆破效率大幅提高，強化循環進度。在實際施工操作中司機距離迎頭較遠，進而可充分保障作業擁有較高安全可靠性。相較于風動鑿巖機設備運行而言，液壓鑿巖機設備產生的噪音更少一些，促使工人現場勞動環境得以優化改善，激發單進潛力，日后該工藝可積極發展成為硬巖掘進主流工藝。
全斷面巖巷掘進機的破巖工藝――在國外，該項掘進工藝已經發展的十分成熟，其可謂為集破巖、裝運、支護等工序于一體自動化程度較高的施工工藝和裝備系統。相較于傳統意義上的鉆爆手段而言，此類工藝頗具快速、高效、安全可靠、施工質量好、對圍巖的擾動小等優點。由于TBM設備長度大，不便轉彎，設備安裝拆除工期長；又屬于機械切割破巖，堅硬巖層中使用時，設備故障率高，效率低。因此，一般用于鐵路隧道和城市地鐵隧道施工，除平硐開拓的煤礦外，TBM不適合于煤礦井下施工。
破巖設備主要包括全液壓鉆車以及全斷面巖巷掘進機設備、儲裝運系統等多項內容，具體來說，第一，全液壓鉆車，基于液壓鉆車作業線的合理應用，可實現勞動效率的顯著提升， 保障生產安全，強化單進水平，縱觀可知，液壓鉆車相關的推進器以及支臂、千斤頂等均使用的為液壓結構，同時將液壓鎖安裝設置在工作油缸前端位置，伴隨著工藝水平的顯著提高，造成巷道作業施工面得以擴張，在實際生產建設過程中鑿巖鉆車的優越性愈發突顯，對應的應用要求同樣很高，具體的工藝流程是全液壓鉆車鉆眼至人工爆破落巖至側卸車裝巖至礦車運輸至錨桿支護至噴射混凝土。第二，隧道全斷面巖石掘進機設備在國外使用已經有百年歷史，然而該項技術在我國發展甚為緩慢，研究表明，我國自主生產的掘進機單機實施單頭掘進所得隧道長度均不超過一千五百米，難以充分適應較長隧道實際工程需求。第三，儲裝運系統，研究我國范圍內巖巷矸石儲存運輸工藝可知，其大都選用鋼絲繩設施針對靶斗實施牽引進行裝機，同時配置礦車設施進行裝運，矸石儲存多選用巷道方式。為大大提高單進水準，則需配置良好的出矸工藝系統，然而該種方式涉及的成巷時間相對較長且裝車效率很低，導致形成較差的安全穩定性能。為促進巖巷單進水平的顯著提高，建議選用機械化工藝措施，優化爆破以及裝配、儲存、運輸多個系統。
3.3綜合考慮巖巷懸臂式掘進機工藝
要求除塵機設施應努力系列化，使得其可有效匹配跟使用地點的壓風量設計，如此一來，除塵效率得以大幅提升，除塵效果可獲充分保障，可實現優良作業環境的充分營造。針對旋轉密封問題進行優化解決，做到高壓內噴霧，可起到良好的噴頭防堵作用。要求后配套系統應采取有效措施針對矸石的儲存緩沖問題進行解決，將掘進機設備效能最大限度發揮出來。某些斷面懸臂縱軸刀盤加沖擊頭的巖巷掘進機可能是解決巖巷掘進的有效途徑。
4.結語
綜上可以知道，在我國煤礦建設進程當中，綜合機械化掘進施工技術有著較為廣泛的合理應用，其重要性不容忽視，可實現煤礦工人勞動強度的大大降低，同時加快巷道施工效率，減少井下作業人數，優化改善施工作業環境，推動我國煤礦事業可持續發展。
摘要：煤炭是現代工業生產不可或缺的能源，也是人類賴以生存的重要能源。在當前深入貫徹落實科學發展觀的背景下，煤炭開采也需要降低能源消耗，實現綠色開采。掘進機電設備是煤炭開采的主要設備，因此如何實現設備在井下作業時節能降耗是急待解決的問題。希望本文能夠對同行業掘進機電設備的節能降耗有所幫助。
關鍵詞：煤礦；井下掘進機電氣設備；節能
引言
煤炭作為人類賴以生存的能源基礎，在當今這個節能減排的環境下，對于煤炭開采本身的節能有著重要意義。因此，在煤炭開采過程中主要是提高煤礦井下掘進機械設備的節約能力。要增加機械設備的節約能力，首先是從機械設備本身的性能上進行改進，其次是對機械設備的管理，通過對這兩方面的有效控制能夠在很大程度上提高煤礦井下掘進機設備的節能效果。
1、掘進機供電設備的選擇問題
煤炭開采時井下使用的設備主要是掘進機電設備，這些設備的主要特點是線路的鋪設比較長，種類也比較多以及使用的范圍也比較寬泛，再加上運行的時間較長，對能源的消耗比較大。因此要采取多方面的措施實現掘進機電設備進行全方位的節能降耗。
1.1、對變壓器以及變壓器容量的選擇
在井下工作時，動力變壓器是最為主要的供電設備，因此，在動力變壓器的選擇上既要考慮變壓器能夠有足夠的動力進行采煤作業，同時還應該對變壓器的節能性能進行考慮。煤礦進行掘進機電設備的動力變壓器在選擇的時候一般應該選擇節能化和干式化的變壓器設備。在比較特殊的情況下，可以選擇油浸式的動力變壓設備，但前提保證這種變壓設備也是節能的。當前，我國一些私人開采的煤礦或者規模較小的煤礦，采煤時仍舊使用的是電能消耗量過高的設備進行作業，有的甚至還在使用被淘汰的油浸式變壓設備。這些小煤礦為了降低成本，攫取大額利潤，使用這些高耗能的變壓設備，造成了大量的能源流失。對掘進機電設備的能量消耗調查，其結果表明，采煤時使用節能型的KS9231型號的變壓器，每年的節電量至少有8400千瓦時。除此之外，依據煤礦開采的具體實踐經驗，當下大多數煤礦使用的變壓器負荷率不到30%，這些變壓器存在著非常嚴重的空載運行現象。雖然消耗了大量的電能，卻做了無用功，沒有對工作效率的提升產生明顯的影響，卻造成了大量的電能消耗。所以，在進行動力變壓器的選擇時，要選擇應用范圍較為廣泛、節能效果較好的變壓設備，這樣不僅可以節能，還可以為企業減少成本，增加經濟效益。當前新型的變壓器已經更新為S11、S15系列。這類變壓器是一種非晶合金變壓器。非晶合金變壓器能夠降低機器工作時產生的噪音，減小電能的損耗，因此，非晶合金被稱為當代最佳變壓器制作材料。
1.2、煤炭輸送機的選擇
我國目前煤礦井下的輸送機的種類主要是帶式輸送機以及刮板輸送。輸送機的主要作用是將掘進機采挖的煤運送到指定的地方。分析實際生產的數據表明，使用SJ―80型號的輸送機每個小時可以運送煤炭400噸，運送的最遠距離可以達到800米。如果使用SGW―80T型號的輸送機，每小時僅能輸送煤炭150噸，運送的距離也僅僅只有160米。通過對以上數據的比對，可以發現，與刮板式輸送機相比，帶式輸送機的輸送能力更強，輸送的距離也更遠，同時也更能節約電能。
1.3、節能電動機的選擇
在掘進機設備中，電動機的使用非常廣泛。與新型的電動機相比較，傳統的電動機節能效果不好，在使用的過程中，極其容易造成能源的浪費，因而，在電動機的選擇上要選擇節能型的電動機。新式的電動機是通過對傳統電動機的改造，使用新材料制成的。它能夠有效減少在煤炭開采中電能的損耗。節能電動機設備可以降低電磁能，以減少機械運動中能量的損耗，因而電動機的運行效率就大大提升了。不僅如此，在電動機使用效率大大提升的同時，噪音污染也得到了有效的控制。
2、煤礦井下掘進機電氣設備的節能措施
2.1、設備供電電壓的合理調整
在煤礦井下掘進設備的用電功率保持平衡的前提下，設備運行的過程中，供電電壓往往與設備運行電流成反比關系。供電電壓的不穩定，會相應導致設備運行電流的不平衡，使得設備線路承擔的壓降與實際損耗也出現波動，一定程度上會導致能源浪費情況。通過均衡平穩升高供電電壓，能夠使得設備運行電流保持平穩降低，對應線路承擔的壓降及實際損耗也相應降低。
這需要在實際工作當中，以保持電壓平穩為前提，科學合理的應用高電壓，并采取措施使低壓供電距離變短從而實現有效節能。具體可采用為設備配備相應的移動式變電站，伴隨著設備工作進度，隨時保持配套供電，盡最大可能，減少因設備線路太長出現阻抗過高情況的出現，避免了能源的浪費。
2.2、設備配套電力變壓器的節能措施
科學合理化的選擇配套電力變壓器，可以保證供電電壓的穩定，達到節能電能消耗的目的。這就需要相應設備管理人員定時定期對電力變壓器的負荷率進行深入檢查，若電力變壓器負荷率低于30%，則應當及時采取調整措施，應當確保電力變壓器的平均負荷率不低于50%，才能夠真正達到節能減耗目的。若變壓器不符合節能標準需要進行調整，則以井下掘進設備的能耗情況，采取調整或直接更換現有變壓器等措施。
（1）節能變壓器的選用
效率高、能耗低是選擇井下掘進設備配套變壓器的重要目標，符合標準的節能式變壓器能夠在極大程度上避免激磁電流導致的設備鐵損、漏磁等情況的出現，減少負載電流經過變壓器線圈式電阻過程中出現的消耗。
（2）變壓器數量的控制
大部分煤礦企業的井下掘進設備負荷均屬于三級程度，此時根據設備實際情況裝配一臺變壓器，若此時設備一級與二級負荷占有較大比重，則還應當額外裝設兩部供電電源并加設兩臺變壓器。若為井下等較特殊的區域，則應當合理變通，選擇數臺小容量變壓器共同運作的方式實現節能。
（3）變壓器容量的把握
通常情況下，若要充分發揮電力變壓器的作用，則需要確保電力變壓器的負荷率平均值達到其額定容量的50%-75%范圍內。而又由于變壓器的不穩定性，其負載與相應的運行參數可能在實際投入使用時出現不穩定變化，存在超載等潛在問題，這就要求選擇變壓器時全面考慮。在實際選用變壓器時，不需要過分考慮到其最大功率，而應當充分分析其平均功率，并結合日常工作中的常用功率，綜合實踐經驗，選擇最為適用的變壓器。在防止變壓器因空載導致的能源損耗基礎上，還要避免因電壓器負載過大導致的能源損耗。
2.3、合理地選擇和利用電動機
在煤礦中電動機的使用非常廣泛，但是電動機的運行效率不高，造成電能的極大浪費。據不完全統計，電動機在煤礦井下工作中消耗的電能占總量的60%，電動機在工作中會受到多方面因素的影響，使其長期處于低功率的工作狀態。要改變電動機的運行效率可以從兩方面入手：
（1）定期對電動機進行檢修，當電動機處于低功率狀態時通過使用變頻器對其進行調速控制，使之保持高速運行狀態。在對變頻器進行選擇時要根據電動機的實際負荷情況進行合理地安裝。
（2）購置新材料對電動機進行改造。改造后的電動機具有高效節能的效果，改進后的電動機主要是通過降低電磁能、熱能和設備運行的機械能損耗，來提升電動機的工作效率，同時高效節能的電動機還能夠減小設備運行時產生的噪音。
結束語
隨著煤炭開采的不斷發展，如何降低煤炭開采時的污染以及減少電能的消耗，是當下急需解決的問題。掘進機是采煤的主要工具，然而，在實際使用中，其耗電量之大是有目共睹的。為了降低對電能的消耗，急需對掘進機進行改造，以實現節能降耗的目的。
摘 要 煤礦掘進機液壓系統不僅是煤礦掘進機系統中最重要的系統之一，也是最容易出現故障的系統之一，由于液壓傳動系統中的元件和輔件的多種多樣，就導致了故障產生的多樣化，下面我們就對煤礦掘進機液壓傳動系統中最常見的故障及其原因進行淺析。
關鍵詞 掘進機；液壓傳動，故障；分析
煤礦掘進機液壓系統是煤礦掘進機系統的重要組成部分，通過電動機把機械能轉化為液壓油的壓力能來驅動液壓油缸和馬達工作是煤礦掘進機液壓系統工作的原理，對液壓主系統的功率和效益有著決定性的影響。因此，煤礦掘進機液壓系統如果出現故障將直接導致主系統的失效，從而造成巨大的經濟損失。所以，本文就對煤礦掘進機液壓傳動系統工作環境中最常見的故障及其原因進行分析和探討，具有一定的參考價值。
1 煤礦掘進機液壓系統的壓力不足或無壓力
發生這類故障首先檢查液壓泵是否有油液輸出。如果沒有油液輸出，那么可能是以下3個方面原因：1）液壓泵內部磨損嚴重或以損壞；2）液壓泵的運轉方向不對；3）吸油回路阻力過大（例如濾油器被堵塞）或油液粘度太大等，以至于液壓泵不能排除油液。如果有油液輸出，那么就應該檢查其他各段回路的管路和元件，來找出讓油液泄漏或短路的位置。其中溢流閥主閥芯或先導閥可能因為以下幾個原因：（1）彈簧折斷失去作用；（2）因銹蝕或贓物使其在開口位置卡住；（3）贓物堵塞了阻尼小孔等，讓油液泵輸出的油液在低壓下經溢流閥流回油箱；位于壓力回路中的一些控制閥，因為銹蝕或污物讓閥芯在回油位置處卡住，導致低壓回路和壓力回路的短接。此外，也有可能是處于壓力回路中的一些閥門的內泄漏嚴重，特別是執行元件的密封裝置損壞嚴重或管接頭處存在松動，都可造成嚴重內泄漏現象發生，可見圖1。
2煤礦掘進機液壓系統的工作機構速度不夠或完全不動
發生這類故障的主要原因有以下3個方面：1）液壓泵輸出油量不足或沒有油量輸出；2）因系統泄漏過多，導致進入執行元件的流量不足；3）因溢流閥調定的壓力過低，負荷不了工作機構的負載阻力。具體原因有以下四個方面：1）液壓泵的運轉方向不對或吸收的油液量不夠。液壓泵吸油回路阻力過大（例如濾油器被堵塞），吸油管存在漏氣現象，液壓油箱里的液面太低，泵內油液粘度太大和油溫過低等，都會導致液壓泵的吸收油液量不夠，從而使輸出油量不夠；2）溢流閥或位于壓力回路中的一些控制閥，因為銹蝕或污物讓閥芯在進、回液口的連通位置處卡住，導致壓力油流回低壓回路；3）液壓泵內泄漏嚴重。可能是泵內零部件磨損嚴重和密封間隙變大，導致液壓泵內的壓油腔與吸油腔連通短路；4）處于壓力回路中的一些閥門的內泄漏嚴重，特別是執行元件的密封裝置損壞嚴重或管接頭處存在松動，都可造成嚴重內泄漏現象發生。
3煤礦掘進機液壓系統的噪音和振動而引起的故障
掘進機液壓系統的噪音和振動不僅會使煤礦生產的工作環境惡化，還會使機械設備的接管頭松脫和斷裂。發生這類故障的主要原因有以下3點：1）液壓泵油液中混進了較多的空氣；2）液壓泵的流量脈動較大或脈動頻率和管理及元件的固有頻率相接近；3）管路固定得不牢固。產生這類故障的具體原因如下：1）如果吸油管路中存在氣體，將會產生嚴重的噪音和振動。首先，可能是液壓泵的吸液量太大但吸油管路太細而導致阻力變大，液壓泵的運轉速度太高，液壓油箱里的液面太低或不通氣，泵內油液粘度太大或濾油器被堵塞等，導致液壓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氣體，產生噪音；其次，也有可能是液壓泵的吸油管密封不嚴實，泵內有液量不足，吸油過濾網部分外露，導致液壓泵在吸油的同時也吸入大量的氣體進入系統；2）液壓泵和馬達的質量不合格。柱塞卡死以及不能很好的消除困油現象，都將會產生噪音和振動3）其他方面原因。液壓泵與電機的同心安裝不一致或聯軸器松動，也會引起液壓泵的振動；設備的管子細長、彎頭較多又沒有一一固定好，且管路中的流速太快，也會引起管路振動，可見圖1。
4煤礦掘進機液壓系統的油溫過高而引起的故障
發生這類故障的原因分析如下：1）液壓泵內泄漏嚴重。液壓泵內壓力調得太高，泵內零部件磨損嚴重導致密封間隙變大，執行元件的密封裝置損壞嚴重，泵內油液粘度太低等，都會導致泵內泄漏加劇；2）液壓系統沒有卸荷回路，當工作完成后不再需要壓力油時，大量高壓油液仍滯留在溢流閥中。當系統暫停工作時，如果液壓泵還是以溢流閥調定的工作值來排油液回油箱，就會使油液發熱，造成功率損失，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壓力來運轉，減少油泵的輸出功率，從而減少油液的發熱，節約能量，延長系統的使用壽命；3）使用的油液粘度過大，造成過大的液壓損失。粘度是工作液體的主要性能之一，使用的液體粘度越大，液壓系統的機械摩擦和壓力就越大，使阻力和系統的壓降也在不斷增加，造成溫度升高，功率下降；4）冷卻油的容器內被堵塞了，造成容器里的冷卻水不能循環使用而使油液的溫度升高，或冷卻水的量不夠，不足以把液壓系統內的熱量帶走而使油液的溫度升高；5）散熱條件不好。工作環境里的空氣流通不順暢或油箱里的儲油量太少，使油液的循環加快等都是導致散熱不好的原因，可見圖1。
5煤礦掘進機液壓系統的操作人員的不規范操作而引起的故障
由于操作人員的不規范或粗暴的操作，導致產生沖擊負荷，使掘進機頻繁發生故障，減少其的使用壽命。產生的沖擊負荷不僅會使機械構件過早的出現磨損、斷裂、破裂等現象，還會使液壓系統產生沖擊壓力，使液壓元件損壞，高壓油管和膠管的結合處過早的出現漏油和爆管現象，以及溢流閥內油溫上升。
6結論
為了盡量減少煤礦掘進機液壓傳動系統故障，日常維護工作的細節很重要，我們應加大對日常維修工作的重視程度，做到在故障發生之前就將引起故障的各種因素及時消除掉，讓系統能夠正常工作，這樣既能保證煤礦企業的正常運行，又能提高企業的經濟效益，真正做到一舉兩得。
摘要：本文簡單的介紹了煤礦巖巷掘進的工藝以及其特點，并且主要分析了全液壓鉆車作業線。以期了解目前國內的煤礦巖巷掘進機械化作業線應用現狀，從而有效地提高掘進機械化作業線的工作效能。
關鍵詞：煤礦；巖巷；掘進；機械化作業線；應用現狀
隨著近些年我國國民經濟的迅速發展及進步，需要越來越多的煤炭能源。我國目前的煤炭產量已經達到了30多億噸，正向40億噸的方向發展，每年大約掘進12000km的巷道。其中巖巷約為2000km，煤礦巖巷的施工工期長、施工難度系數大，而巖巷又是煤炭生產接續及新井建設的“咽喉”工程。巖巷巖石的硬度非常高，通常來說硬度系數處于4至8之間，甚至個別的可以達到14以上，另外我國目前的煤礦巖巷掘進技術還處于相對落后的階段，種種因素導致巖巷掘進極大地限制我國煤炭工業的發展。因此，本文著重分析了我國煤礦巖巷掘進機械化作業線的應用現狀，希望可以有效地提高煤礦巖巷掘進機械化作業線的工作效能。
一、煤礦巖巷掘進的工藝和其特征
目前我國多是采用手風鉆鉆孔，然后依次進行爆破、裝巖機裝巖（側卸式、挖斗式、耙斗式）、礦車出渣、支護，這種施工工藝廣泛運用于一些中小型煤礦，其具有初期投入成本低，使用靈活，可多臺鉆同時進行工作并且不受斷面大小的影響等優點，因此其適應于施工斷面小而不便機械化施工的煤礦區。然而這種施工工藝的人工成本過高、工作環境差、勞動強度大、鉆孔速度低且危險系數高，這一系列的缺點表明我國煤礦巖巷掘進的施工工藝必須朝著機械化發展。
以下是我國目前較為經常使用的幾種機械化施工工藝：
（1）全液壓鉆車作業線，先進行全液壓掘進鉆車鉆孔，然后依次進行爆破、挖斗式（側卸式、耙斗式）裝巖機裝巖、蓄電池機車+礦車、梭式礦車+皮帶輸送機+礦車出渣，最后進行支護。該種施工工藝的優點有很多：炮孔深度及角度易于控制，非常利于光面爆破，并且可以有效地節約出渣費用和支護材料；降低了工人的勞動強度，由于操作人員在操作時遠離迎頭，是在支護下作業，提高了安全性；降低了粉塵、噪音，有效地改善了工作環境，從而減少了工作人員塵肺病的發生；相對于風動鑿巖，全液壓鑿巖機鑿巖的能量利用率得到了提高；鉆孔速度及施工進度也得到了有效地提高。然而，全液壓掘進鉆車作業線也具有缺點：設備的結構相對比較復雜，技術含量高，這也就要求維修人員及操作人員具有較高的素質；另外由于設備需要進行相互錯車，在斷面較窄的礦區無法使用，當前梭式礦車寬為1.8米，全液壓掘進鉆車的寬度為1.2米，那么也就是說巖巷巷道的斷面寬應該要大于等于3.8米。
（2）鉆裝機組（鉆裝錨機）作業線，是把鑿巖機械、裝載機械綜合于一臺機械設備上，就是所謂的“一體化”產品，盡管機械化的程度很高，但是實際使用時掘進速度并不是那么的理想，并不能被稱之為“高檔機械化”的技術設備。但是鉆裝機組也有一定的優點，其在小斷面的巷道中及掘進速度要求不高的巷道中可能會有比較大的優勢。
（3）綜合掘進機作業線，其施工工藝主要是先使用綜合掘進機進行割巖，然后采用礦車、梭式礦車或者是皮帶輸送機進行出渣處理，最后進行支護。該種工藝由于沒有爆破震動，所以不會導致圍巖遭到破壞，并且可以連續出渣。然而也具有難以克服的缺點，主要有以下幾點：截齒壽命低，使用成本過高；掘進巖巷的巖石硬度受到了限制，要求巷道巖石的硬度在f7以下；為了克服掘進機在切割時所產生的反作用力，而且由于設備的體積較大、機重也較重，該種施工方法不適用于斷面小于19平方米的巷道且不便于下井。
二、全液壓鉆車作業線
1、技術發展的關鍵
液壓鉆車效能的根本保證是鑿巖控制系統和高性能的液壓鑿巖機，因此，選擇合適的液壓鑿巖機，并使液壓鉆車的參數、結構等同液壓鑿巖機的性能相互匹配，已經成為了全液壓鉆車使用和發展的關鍵。從21世紀初開始，我國國產的液壓鑿巖機的可靠性以及關鍵性能就開始出現滑坡現象，許多劣質的產品以低價的形式廣泛地存在于國內市場，從而導致鉆車同液壓鑿巖機的性能結構、參數不匹配問題普遍存在。比如說液壓鑿巖機的沖擊力最高只能達到14MPa，沖擊功率達不到16MPa時的四分之三；轉速低于200r/min，轉矩低于250N.m，鑿巖的速度降低15%以上，也就是說本來完成一個鑿巖循環只需要80min左右，但是現如今卻要100分鐘以上。液壓鑿巖機蓄能器隔膜、側供水密封以及液壓回轉馬達等各種元件的安全可靠性大大降低，導致安全事故發生率高。究其原因，主要有以下兩個方面：液壓鉆車廠家忽視液壓鑿巖機的基礎性能，只是延續了20年前液壓系統的參數；有些液壓鑿巖機廠家為了降低生產成本，盲目地修改設備技術參數，加大供液流量。所以國內市場應該加強液壓鑿巖機的生產規范，做好監督工作。
另外，要想充分地利用液壓鉆車作業線，就必須選擇合適的裝載機械，目前我國主要使用側卸式裝巖機。近幾年，也有一些煤礦使用挖斗式裝載機同其配套使用，該種配套模式可以實現連續裝載，減少履帶行走機構的故障，避免裝巖機前后反復運動；然而能否可以適用于各種煤礦巖石的條件，比如說巖渣塊度尺寸較為大，煤礦巖石腐蝕性大，煤礦巷道必須使用裝巖機清底等，這些都需要在實踐應用中作進一步的考核。
2、運行方式
該種掘進機械化作業線適用條件為斜井、平巷，最小斷面在14m2以上、進尺米數在300m以上。運行的方式為：使用液壓鉆車打眼，光面控制爆破，工作面的矸石使用挖斗裝載機將其耙入梭式礦車（1號）內，梭式礦車（3號）上的矸石經膠帶轉裝載機，直接把矸石裝至標準礦車。然后每一臺電機車牽拉16輛標準礦車，從而滿足一組梭式礦車上的矸石都由一列車同時拉出的要求，保證裝巖和耙矸的連續性，從而實現裝卸的同步化。梭式礦車的底部有一臺刮板輸送機，在將梭式礦車拉到卸載目的地時，開動刮板輸送機卸載出巖渣。另外梭式礦車可以和各種裝巖機配套使用，適用于彎曲平巷或直巷施工。梭式礦車的結構非常特殊，它既可以單臺使用，也能多臺搭接組合使用。把梭式礦車搭接組列使用，可以一次將放炮爆破的巖石渣全部運走，進而確保工作面上的裝巖機可以連續裝巖。實際生產經驗表明，在進行巖巷掘進工程時，采用梭式裝載運輸方式有許多優點：投入低、降低掘進成本、提高掘進速度以及簡化運輸系統等。
三、我國目前需要解決的問題
首先，改造現有的煤礦巖巷機械化設備，使得設備具有防止下滑的能力以及一定爬坡的能力，從而提高巖巷機械化作業線的適用性；其次，在使用全液壓掘進鉆車以及側卸式裝巖機時必須做好安全防護措施，比如工作面保護平臺和臨時支護，從而有效地降低安全事故的發生率；最后，研究分析使用挖斗式裝巖機施工錨桿或全液壓掘進鉆車，提高設備的綜合性能，從而從根本上提高施工的速度。
結束語
根據煤礦巖巷巷道及其作業面的具體情況，比如巷道的長度和斷面，科學合理的選擇施工工藝和作業設備，并且對機械化設備進行改進，提高我國煤礦巖巷掘進的機械化水平，減少人工勞動強度，從而提高生產效率，而且可以有效地降低煤礦安全事故的發生率。
摘要：敘述了煤礦巖巷掘進機械的發展歷程，對全液壓鉆車作業線、氣腿式鑿巖機作業線、鉆裝機組作業線和掘進機法進行了分析，認為全液壓鉆車作業線仍是新世紀煤礦巖巷掘進機械化的主要發展方向，但代替氣腿式鑿巖機作業線要有一個過程；個別特大新建煤礦的長大平峒施工，采用全斷面巖石掘進機可取得高掘進速度、高經濟效益；新時期鉆裝機技術水平有所提高，但掘進速度并未有新突破，應發展小斷面用產品。提高液壓鉆車作業線的水平，應注意以液壓鑿巖機為優秀提高鉆車性能，合理解決裝巖機與轉載設備配套方案，開發安全高效錨桿支護設備，重視配套鑿巖釬具的科學性等。
關鍵詞：巖巷掘進；全液壓鉆車作業線；氣腿式鑿巖機作業線；鉆裝機組作業線；巖石掘進機
按“十二五”規劃，我國煤炭年產量正向40億噸發展，年掘進約12 000km巷道，其中巖巷2000多千米，盡管只占巷道總數的20%左右，卻大約是非煤巷（隧）道總進尺的3倍。而煤礦巖巷施工難度大、工期長，又是新井建設和煤炭生產接續的“咽喉”工程。
國家“八五”科技攻關結束后，總結多年科技攻關的經驗，將“全液壓鉆車和側卸式裝巖機為主的機械化作業線”、“氣腿式鑿巖機和耙斗式裝巖機為主的機械化作業線”，分別列為煤礦巖巷掘進的“高檔”與“普通”機械化作業線。其中，“全液壓鉆車作業線”，已具有月掘進120m，年掘進1000～1200m巖石巷道的能力，開灤、邢臺礦區等連續20余年在生產建設中取得良好的社會經濟效益。
由于1995-2000年間煤炭行業出現經濟滑坡等原因，現90%以上的巖巷仍采用氣腿式鑿巖機和耙式裝巖機的作業線施工，月平均掘進速度僅有60m左右。進入20世紀，煤炭產量大幅度提高，安全意識強化，針對液壓鉆車等高檔機械化設備使用量迅速增長、新用戶使用經驗不足、液壓鑿巖機等配套件出現質量滑坡、轉載設備不完善、個別掘進隊使用效果不理想等，煤礦巖巷掘進機械化問題重新引起人們的關注，在研究如何發揮全液壓鉆車-側卸裝巖機作業線能力的同時，有人再次尋求采用懸臂式掘進機、鉆裝機組（鉆裝錨機組）、全斷面巖石掘進機械化方式的可能。回顧煤礦巖巷掘進機械化的發展歷程，總結經驗教訓，研究國內外煤礦巖巷掘進技術的進展，明確煤礦巖巷掘進機械化的發展方向，有益于扭轉煤礦巖巷掘進速度低、安全條件差的落后局面。
1 煤礦巖巷掘進機械化作業方式的探討與實踐
我國煤炭行業一直重視巖巷掘進機械化，1963年總結了“巖巷掘進十六項經驗”，并于1973年進行了修改，其中包括一次成巷、氣腿式鑿巖機鉆鑿炮孔、耙斗式裝巖機裝巖、錨噴支護等，奠定了以氣腿式鑿巖機與耙斗裝巖機為主的普通掘進作業線的基礎[1]。
1960～1980年間，煤炭行業不斷進行巖巷快速掘進以及施工裝備的試驗研究，研制了電動鑿巖機、底卸式鏟斗裝巖機、側卸式裝巖機、蟹爪式裝巖機、耙斗式裝巖機、混凝土噴射機、液壓錨桿鉆車（錨桿打孔安裝機）、皮帶轉載機、梭式列車等，并試制了掘進鉆車、鉆裝機、全斷面巖石掘進機等。
上世紀70年代末，煤炭行業引進了適用于煤礦的液壓鑿巖機、全液壓鉆車，并多方案地對巖巷掘進機械化作業方式以及關鍵設備進行研制、攻關，還引進了鉆裝機、懸臂式“巖石”掘進機等，其中，鉆裝機的數量多達22臺套。到1995年，經過對“氣腿式鑿巖機-耙斗裝巖機”、“全液壓鉆車-側卸式裝巖機”、“鉆裝機組（鉆裝錨機組）”、“電動鑿巖機-耙斗裝巖機”、“支腿式液壓鑿巖機-液壓耙斗式裝巖機”、“全斷面巖石掘進機”等作業方式試驗研究后，淘汰了“電動鑿巖機-耙斗裝巖機”、 “支腿式液壓鑿巖機-液壓耙斗式裝巖機”作業線；一度呼聲較高、長期進行“攻關”的“鉆裝機（鉆裝錨機）組”和“全斷面巖石掘進機”的研制終止下來，確立了“以氣腿式鑿巖機與耙斗式裝巖機為主的普通機械化作業”和“以全液壓鉆車與側卸式裝巖機為主的高檔機械化作業線”，并正式列入《煤炭工業礦井設計規范》（中國煤炭建設協會起草、中華人民共和國建設部批準、2006年1月1日起實施）[2]。
1.1 全斷面巖石掘進機在煤礦的實踐
煤礦全斷面巖石掘進機的研制始于上世紀60年代末，到80年代，直徑？準5m和直徑？準3.2m的兩種掘進機（見表1）正式用于巖石巷道掘進[3]，取得一定效果，也暴露出一些問題。
準5m掘進機于1986年6月～1989年末，在山西古交東曲煤礦東平峒試用（巖石抗壓強度30～140MPa），共掘進3600m，平均月進103.4m，最高月進202m；月進100m以上的月份占40%，正常工作月份的機械利用率（掘進機開機時間與總時間的比值）為17.2%，最高月進尺時的機械利用率為24.9%；最佳日進尺12.7m，最佳班進尺5.8m。
準3.2m掘進機于1988年1月～1989年2月底，在云南羊場煤礦楊家礦井（巖石抗壓強度50～180MPa）共掘進1014m巷道，平均月進尺156.13m，最高月進尺260.17m，最高日進尺13.6m，最高班進尺6.4m。
全斷面巖石掘進機的應用證明了它的可行性，但與國外煤礦巖石掘進機平均月進尺300～400m，最高月進尺600m，最高日進尺20m的差距較大；平均月進尺低于液壓鉆車與側卸裝巖機作業線的實際使用效果；在地質條件復雜或巖石抗壓強度高、磨蝕性大的巖層，不宜達到最佳速度；機械利用率大大低于國外的水平；全斷面巖石掘進機重復使用可能性小，工程成本高。鑒于我國煤礦適于全斷面巖石掘進機基本條件的工程極少，1990年起，未再安排新的研制計劃。
進入21世紀，大同煤礦于2003年8月～2004年2月，在年產量1500萬t的特大型礦井的平峒掘進中（掘進斷面20.33m2；平峒掘進總長度3500m；基巖含礫粘土巖、石英砂巖、角閃片麻巖、混合花崗巖等，巖石抗壓強度40～60MPa）使用美國羅賓斯（Robins）制造的巖石掘進機，完成掘進進尺2960m，平均月進尺493.3m[10]，最高月進尺650m，取得我國煤礦使用全斷面巖石掘進機的最好效果。這個實例的特點是：年產量超過千噸的特大型煤礦建設工程、平峒長度3500m、巖石條件好，并采用了國際先進的掘進機。使用單位在技術總結中提到：“掘進機對地質條件變化的適應性較差，在復雜巖層中使用應進行充分論證；設備的成本及維修費用較高，工程的初期投入較大”[10]。這說明，適用于全斷面巖石掘進機應用條件的煤礦巖巷工程不會很多。
1.2 煤礦巖巷鉆裝機組（鉆裝錨機組）的長期試驗
煤礦從上世紀60年代起試驗巖巷鉆裝機組，到1978年，共有50多臺鉆裝機組在新汶、淮南、北京、撫順等礦區試驗。其基本結構是耙斗式裝巖機、巖石電鉆或氣動鑿巖機，鑿孔速度低、事故率高，整機性能差，使用效果不佳；1976～1982年間，使用效果突出的撫順老虎臺煤礦，用鉆裝機掘進了1480m巷道，最高月進速度僅為100.5m（斷面12.22m2、巖石抗壓強度40～60MPa）。
從“六五”到“八五”末，有多家科研、高校、制造廠研制了不少于7種型號、采用液壓鑿巖機的鉆裝機組（鉆裝錨機組，參見表2），有代表性的JZZ8-12Y型鉆裝機，采用YYG90A型液壓鑿巖機，于1990年2月在陜西韓城下峪口煤礦應用（斷面17m2），月進尺僅43m；1991年1月～10月在湖南資興煤礦使用（斷面14.27m2），月進尺也僅有87m。“八五”科技攻關的ZPG20G型鉆裝錨機組，因感到技術存在方向問題而終止了攻關合同。
上世紀80年代中期，煤炭行業引進了英國的鉆裝機組（見表3），其中，2000DL型21臺。
英國鉆裝機采用側卸式裝載機構、安裝了瑞典液壓鑿巖機，試驗、使用效果優于國產鉆裝機，但也不甚理想。大同礦區于1985年3月試驗TDR-6型鉆裝機，月進尺僅為87m（巷道斷面16.6m2，抗壓強度70～90MPa）；陽泉礦務局于1987年在貴石溝煤礦（斷面20.4m2、巖石為石灰巖、砂巖、泥巖，以石灰巖為主，抗壓強度70MPa）使用2000DL型鉆裝機，總掘進358m，平均月進尺89.5m，最高月進尺150m[4]，鉆裝機上COP1032型液壓鑿巖機的鑿孔速度達1.79m/min，加上輔助作業時間的鑿孔速度也達到1.17m/min；側卸式裝載機構的鏟斗（斗容0.7m3）性能可靠，但整體綜合效果不理想。爾后，2000DL型鉆裝機一律被調往鶴崗興安煤礦，每年掘進巷道600多米，月平均進尺為50～60m，為該礦正式使用鉆裝機的最佳效果，應用效果與液壓鉆車作業的成效相差甚遠。
1995年后，煤炭行業未再安排研制鉆裝機組和鉆裝錨機組的計劃。
2000年以后，煤礦產量的提高使人們重新重視巖巷機械化問題，個別煤礦再次提出使用巖巷鉆裝機組。新時期的技術進步，使新研制鉆裝機的整體技術水平超過了上世紀。
然而，仍未取得理想的實際效果：三一重型裝備有限公司2008年以來開發的CMZY2-100/18型巖巷鉆裝機，采用挖掘式裝載、雙臂液壓鑿巖結構，安裝法國蒙塔貝特液壓鑿巖機，設計了負載敏感變量液壓控制系統與專用離機無線電氣控制系統，裝機容量75kW，機重30t。還在CMZY2-100/18巖巷鉆裝機的基礎上，開發了單臂鉆裝機產品。該產品采用了先進、可靠的液壓鑿巖機，設計技術完善、先進，雙臂鉆裝機于2010年在山東古城進行工業性試驗，日最高進尺5.6m，月最高進尺80m，使用效果不錯，但月進尺尚未超過巖巷鉆裝機的歷史最高水平。據了解，有單位購置機重26kg支腿式液壓鑿巖機，擬在挖掘式裝巖機基礎上組裝鉆裝機，因液壓鑿巖機功率過小，鉆裝機的整體水平不會好于“三一重裝”的產品。
1.3 全液壓鉆車作業線的應用
上世紀70年代末引進國外液壓鑿巖技術，促進了煤礦液壓鑿巖機與液壓鉆車的應用和發展。到80年代末，煤礦陸續使用了瑞典阿特拉斯?科普柯公司液壓鉆車2臺、芬蘭塔姆洛克公司液壓鉆車7臺、法國賽可馬公司液壓鉆車33臺、德國扎爾茨吉特公司液壓鉆車2臺[5]（見表4）。
煤礦行業自1981年研制全液壓鉆車和液壓鑿巖機，LC10-2B型液壓鉆車于1986年在山東省兗州興隆莊煤礦試驗，連續兩個月進尺突破100m。1986年起，引進法國技術、安裝HYD200型液壓鑿巖機的CTH10-2F型液壓掘進鉆車逐步實現了國產化。“八五”期間，又對液壓鉆車以及液壓鑿巖機等關鍵配套件的性能與可靠性進行了攻關，新設計的LC12-2B型液壓鉆車在技術上有所突破，并帶動了國產液壓鑿巖機等配套件的技術進步，達到了煤礦巖巷月掘進120m，年掘進1000～1200m的攻關目標。
液壓掘進鉆車從進入煤礦起，就顯現了優于其它作業方式的明顯效果：
1980～1981年，山東新汶協莊煤礦使用瑞典TH430型鉆車，在斷面14.2m2的巖巷中掘進了1200m，最高月進150m。
1983～1984年，河南平頂山五礦使用芬蘭CMH207-F4型鉆車，在斷面17.1m2的巖巷中掘進了2000m，最高月進143m。
1987～1988年，黑龍江七臺河煤礦掘進了斷面17.6m2的巖巷2180m，并首創月進180m，年進1000m以上的好成績。
1988年起，使用CTH10-2F液壓鉆車的數量增多，并連創快速掘進記錄：1988年12月，河北開灤錢家營煤礦創月進尺214.5m（斷面14.7m2）記錄；1989年1月，河北邢臺東龐煤礦創月進尺217.8m（斷面15.3m2）記錄；1989年3月，江蘇徐州礦務局建井處創月進尺224.7m（斷面16.33m2）記錄；1989年5月，河北開灤錢家營煤礦又創記錄，月進尺達到252.4m（斷面14.7m2）；1990年10月，江蘇徐州礦務局建井處再創月進尺260.7m（斷面15.5m2）記錄。
1989年起，煤炭行業對鉆車掘進隊進行等級掘進隊考評（見表5），到1997年，年進尺達到等級隊的共有88個（次），其中，甲級隊的年掘進為1053m～1686.8（斷面14m2～21.4m2）；乙級掘進隊的年進尺也超過了1000m（斷面14m2左右）。
煤炭行業經濟的滑坡曾使應用液壓鉆車的積極性受挫，但2001年后，煤炭產量連年增加，全液壓鉆車的需求量驟升，液壓鉆車和液壓鑿巖機的生產企業由2000年前的一家，分別發展到五家和兩家以上；液壓掘進鉆車由原來適應斷面17m2一種，發展為17m2（18m2）、21m2、27m2三種；其驅動功率也由45kW，發展到45kW、55kW、75kW三種。全液壓鉆車機械化作業線的擴大應用，進一步取得積極效果：開灤礦區始終保持應用10條以上液壓鉆車作業線，錢家營煤礦的3條作業線，連續實現年掘進1000m巷道以上，平均月進尺達100～120m[6]。2006年6月～9月，鐵法小青煤礦使用CMJ-17型液壓鉆車與ZCY-60型側卸式裝巖機，在21.84m2的大斷面巖巷，平均月進246m，最高月進251m，比使用7655氣腿式鑿巖機與耙斗裝巖機時月掘進速度提高了170m[7]。2007年5月開始，鶴壁中泰礦業公司在斷面16.7m2的巖巷，使用CMJ-17HT型液壓鉆車，月進尺連續達到95～100m，比使用氣腿式鑿巖機與耙斗裝巖機的月進尺40～50m提高1倍[8]。2008年9月～11月，平頂山煤業集團在四礦三水平進風井19m2的巖巷（石灰巖抗壓強度103MPa）使用CMJ17型液壓鉆車，平均月進尺127m，大大高于使用氣腿式鑿巖機時的月平均63m的掘進速度[9]。現代化礦井的國投淮南劉莊煤礦，在試用“硬巖”懸臂式掘進機掘進巖石巷道無效后，進口了5臺德國單臂液壓鉆車，采用國產側卸式裝巖機與其配套，掘進斷面28～30m2巖巷的月進尺達到90m。2001年后使用液壓鉆車的新汶孫村、河南鄭州告城、山西西山官地、淮南謝橋等等，也都使掘進速度比使用氣腿式鑿巖機時提高30%～50%以上。
2 新時期對煤礦巖巷掘進機械化作業方式的再認識
新時期再次研究煤礦巖巷掘進機械化作業方式，依然是對掘進機法和鉆爆法、鉆爆法中的液壓鉆車施工法、氣腿鑿巖機法和鉆裝機（鉆裝錨機）法的討論和認識。
2.1 科學地分析煤礦巖巷掘進的掘進機法
煤礦掘進機有全斷面掘進機與懸臂式掘進機兩種，按其破巖原理，全斷面掘進機適用于全斷面巖石巷道，懸臂式掘進機主要適用于煤與半煤巖巷道。
全斷面巖石掘進機掘進法（TBM法）是全巖隧道（巷道）掘進先進、成熟的方法，在適宜的條件下（包括經濟條件、工程的地質條件、使用條件等）能實現高速成巷，廣泛用于隧道、涵洞等非煤工程。正如前面所述，我國煤礦使用全斷面巖石掘進機已取得良好效果，但若廣泛使用，受到技術經濟條件的限制。
懸臂式掘進機主要適用于煤與半煤巖巷掘進，為擴大使用范圍，截割電機功率已提高到400kW以上，雖在“巖巷掘進”中取得一定效果，也暴露了很多問題：淮南礦業的顧北煤礦使用英國多斯科公司MK3型重型懸臂式掘進機，掘進了635.24m巖巷（斷面24.1m2，總長1877.8m，巷道巖層主要為細砂巖和砂質泥巖），最高月進尺208m，掘進工效是鉆爆法的2.7倍。但認為，巷道應盡量布置在巖石抗壓強度較小的巖層，當掘進機遇到堅硬巖石時，要輔以爆破[11]。開灤東歡坨煤礦于2008年10月起使用EBZ200H型懸臂式掘進機，在斷面15.82m2的巖巷（巖石抗壓強度50～80MPa），月進尺達200.3m，綜合技術經濟指標高于鉆爆法，但遇到“堅硬”巖石時，需要放震動炮。淮南國投劉莊煤礦曾在巖巷試用“硬巖”懸臂式掘進機，但效果不理想，不得不改用全液壓鉆車作業線施工。
懸臂式掘進機切割機構的錐形截齒與全斷面巖石掘進機的滾刀在破巖原理上有根本區別，其蟹爪裝載與鏈式刮板轉載輸送機構，主要以煤和軟巖為對象。若將懸臂式掘進機應用到巖巷，需對破巖原理、巖石可鉆性、刀具結構與工藝、裝載與轉載方式等進行大量研究與試驗。目前市場上出現了諸多“硬巖懸臂式巖巷掘進機”，但主要適用于半煤巖巷道或破碎巖層巷道，尚不能在全巖巷道掘進中正式取代全斷面掘進機法與鉆爆法。
2.2 煤礦巖巷鉆爆法掘進機械化作業線的發展方向
上世紀80～90年代，歐洲煤礦為提高采掘機械化水平，礦井設計時盡量考慮多布置煤巷或半煤巖巷，使用懸臂式掘進機的煤巷與半煤巖巷道比例達到90%以上，以避免受到施工難度大、掘進速度慢的巖巷掘進的影響。對10%左右難以躲避的巖巷，將其斷面擴大到適于使用全液壓鉆車，以提高巖巷的掘進機械化水平。近年我國煤礦掘進技術的發展，也基本遵循這一規律，巖石巷道的比例逐漸減少。但我國煤礦地域寬廣、條件差異較大，巖巷的比例會長期占20%以上，總工程量大，研究如何科學地應用與發展鉆爆法掘進，仍然具有現實的意義。
（1）煤礦巖巷鉆爆法掘進機械化作業線的實質
煤炭行業于“八五”末，確定了推廣“氣腿式鑿巖機與耙斗裝巖機為主的普通機械化作業線”和“全液壓鉆車與側卸裝巖機為主的高檔化作業線”，按國外經驗與我國近期煤礦實踐，與氣腿式鑿巖機配套施工的裝巖機不一定是耙斗式；與液壓鉆車配套的裝巖機也不一定是側卸式。據筆者實際考察，法國某煤礦使用雙臂液壓鉆車的配套裝巖機是鏟運機；德國某煤礦使用雙臂液壓鉆車的配套裝巖機是側卸式；波蘭某煤礦使用22kg級氣腿式鑿巖機（4臺同時作業），配用了1.2m3斗容的側卸式裝巖機。開灤礦區使用全液壓鉆車多采用側卸式裝巖機，但范各莊煤礦卻使用具有皮帶裝載機構的正鏟、底卸式裝巖機。近年，有煤礦采用挖掘式裝載機與液壓鉆車或氣腿式鑿巖機配套，也取得一定效果。可見，體現煤礦巖巷掘進機械化作業線特征的關鍵，是鑿巖施工采用全液壓鉆車或氣腿式鑿巖機，以“全液壓鉆車作業線”和“氣腿式鑿巖機作業線”稱謂上述兩條“作業線”更為合理。
“氣腿式鑿巖機作業線”的鑿巖，手工操作勞動強度大、健康安全條件較差，被稱為“普通機械化作業線”，實質上是“半機械化作業線”。“全液壓鉆車作業線”液壓鑿巖機能力與鑿巖自動控制水平較高，特別是電液控制與計算機技術的應用，使鉆爆法巖巷掘進的現代技術裝備能與全斷面巖石掘進機相媲美。
鉆裝機組或鉆裝錨機組，是將裝載機械、鑿巖機械（或含錨桿孔鉆進機構）綜合在一臺設備上的所謂“一體化”產品，機械化程度較高，但實際掘進速度不高，應用效果不理想，還不宜稱其為“高檔機械化”技術裝備。
鑿巖機械和裝巖機械是巖巷掘進機械化作業線的主要設備，但還應考慮“作業線”的其它配套問題，包括轉載機械、運輸設備、錨桿（索）產品、錨桿（索）支護施工機具（錨桿鉆機或錨桿鉆車、錨桿拉力計、錨索張拉機具、錨桿測力計等）、噴射混凝土設備等。
（2）“氣腿式鑿巖機作業線”的前景
“氣腿式鑿巖機作業線”的形成是煤炭行業長期實踐的結果，氣腿式鑿巖機操作維修方便、價格低廉，但其半機械化的鑿巖作業（手工操作、人力挪移設備）鑿孔速度低、作業噪聲大、占用人員多、效率低、勞動強度大、容易發生機械人身事故和頂板安全事故。應創造條件，盡量將“氣腿式鑿巖作業”由“全液壓鉆車作業線”代替。然而，“氣腿式鑿巖機作業線”的退出取決于多方面因素。在今后一段時期，不會被完全替代。
①“多臺氣動鑿巖機作業”曾被列為煤礦快速掘進的“經驗[1]”，一個8m2斷面的巷道要配備8～16臺鑿巖機，工作面作業噪聲高達120～125dB（A），人耳接觸噪聲大大超過噪聲衛生標準的規定。以現有氣腿式鑿巖機噪聲性能并考慮實際鑿巖作業時間，工作面同時使用的鑿巖機不應超進4臺，巷道斷面8m2以下時，同時使用的鑿巖機不應超過2臺。
②我國大約有30個企業生產20余種型號氣腿式鑿巖機，普遍存在盲目追求“機重”值、性能參數不協調、忽視噪聲與振動性能、釬具性能不匹配等問題。應盡量減少機重、降低噪聲和機體振動級別；重視全方位考核產品的沖擊能、轉矩、耗氣量、噪聲與振動、機重以及操作安全性等，并按嚴格的安全規程操作，減少人身事故。
③應用“氣腿式鑿巖機作業線”時，應以側卸式裝巖機，挖斗式裝載機等與其配套，逐漸淘汰技術落后、生產效率低、安全隱患大的耙斗式裝巖機、并配備適宜的轉載運輸設備、鑿巖釬具和錨噴機具等。
④應科學地確定“氣腿式鑿巖機作業線”的預期掘進速度，擯棄“人海戰術”式“快速”掘進。
（3）新時期煤礦鉆裝機組的發展前途
鉆裝機組可避免鑿巖和裝載設備間錯車，某些煤礦曾在巖巷使用。但實踐說明，巖巷鉆裝機（鉆裝錨機）組是在一臺設備上完成兩臺或兩臺以上機械的功能，產品很難達到所設想的效果：
① 鉆裝機組需完成多功能，設置多機構，很難達到單機的性能。在國外，也難見煤礦巖巷鉆裝機成功應用的實例。
② 全液壓鉆車每循環工作1.5～2.5h，側卸式裝巖機每循環工作2～3.5h，有充足的時間連續維護保養。鉆裝機組在一個掘進循環內要連續完成鑿巖、裝巖兩個工序，沒有時間對鑿巖和裝載系統進行良好維護，設備事故率高。例如，2000DL型鉆裝機每天曾發生機械事故90多起，實際掘進速度高不上去。
③ 煤礦井下巷道空間有限，鉆裝機組的設計必然在一定規格、一定機重的范圍內進行，產品性能受限制。盡管如此，整體機重常常高達25t～30t以上，這與煤礦底板巖層條件差的使用極為相悖。
我們注意到，新時期的鉆裝機組可采用挖掘式裝載機構，比采用耙斗裝載機構結構緊湊、裝載效率高；比采用側卸式裝載機構占用空間小，易安裝2個液壓鉆臂，加上有了比較成熟的液壓鑿巖機、設計了可靠的液壓控制系統與離機遙控系統等，整體水平超過了上世紀研制、試驗的鉆裝機組。鉆裝機的發展重點應在掘進速度要求不高、不易采用液壓鉆車的10m2以下的小斷面。若采用單鉆臂結構，可使機構簡化、鉆臂堅固性增強、機重降低、空間尺寸縮小，并提高可靠性與適用性，或許能在某些規模不大的煤礦取得一些實效。但就整體而言，它不會成為鉆爆法巖巷掘進機械化設備的主流。
（4）“全液壓鉆車作業線”的前途
長期實踐證明，“全液壓鉆車作業線”的掘進速度比“氣腿式鑿巖作業線”高1倍以上；在8m2～30m2斷面的巖巷中，如果配套設備與施工工藝合理，矸石運輸與礦車供應及時，月進尺150m～200m，甚至250m是可能的。在新形勢下，若以“八五”攻關結果為基礎，全液壓鉆車作業線的設備性能與可靠性能進一步提高的話，便能保證“全液壓鉆車作業線”實現安全、高效巖巷掘進。
鑒于煤礦巖巷掘進以鉆爆法為主的現實和氣腿式鑿巖機半機械化作業線的問題，巖巷掘進機械化的根本出路在于不斷發展全液壓鉆車機械作業線。
3 全液壓鉆車作業線發展的技術關鍵
在新時期，“全液壓鉆車作業線”仍是煤礦巖巷掘進機械化的發展方向，但必需在原有基礎上有所提高。
（1）以液壓鑿巖機為優秀提高全液壓鉆車的水平
全液壓鉆車決定作業線的水平，高性能液壓鑿巖機和鑿巖控制系統是保證液壓鉆車高性能的根本。如何選用液壓鑿巖機、如何使液壓鉆車的結構、參數與液壓鑿巖機性能匹配、如何控制鑿巖系統，是全液壓鉆車發展的關鍵。
2000年以來，國產液壓鑿巖機的關鍵性能與可靠性出現了滑坡，劣質產品常以“低價”混入煤礦，普遍存在鉆車與液壓鑿巖機性能參數不匹配問題：液壓鑿巖沖擊壓力最高只建立起14MPa，沖擊功率不到16 MPa時的75%；轉矩低于250N?m、轉速低于200r/min，鑿孔速度降低15%以上，本來80分鐘左右可完成一個鑿巖循環，卻要增加到100分鐘以上。液壓鑿巖機側供水密封、蓄能器隔膜、液壓回轉馬達等元件可靠性大大下降，事故率增高。一些全液壓鉆車作業線的實際月進尺比常規下降20%，嚴重影響煤礦使用“全液壓鉆車作業線”的信心。究其原因，一是液壓鑿巖機廠家為降低成本擅自修改技術參數，供液流量加大；二是液壓鉆車企業沒正視液壓鑿巖機基本影響因素，機械地延續了20年前的液壓系統參數。
參見表6列出的煤礦液壓鑿巖機沖擊、回轉性能參數，若液壓鉆車沖擊供液流量仍按每臺40L/min設計，只有法國液壓鑿巖機能在16MPa以上的沖擊壓力下工作；鑿巖回轉系統的40L/min供液流量，也不可能使液壓鑿巖機達到規定的轉速。如何使液壓鑿巖機與液壓鉆車的液壓系統的參數匹配的問題，應引起鉆車生產企業和煤礦使用單位的注意。
目前理想的國產煤礦用全液壓鉆車，僅使用了液壓鑿巖機14～16MPa壓力的性能，即使將工作壓力調至19～20MPa，液壓鑿巖機200J沖擊能與對應的低頻率，其沖擊功率也只有5～7kW，不可能大幅提高鑿孔速度。近期進口的德國液壓鉆車，實際使用液壓鑿巖機（COP1238、COP1638、COP1138等）的沖擊能低于200J，而沖擊頻率為80～100Hz，沖擊功率達到11kW以上，鑿孔速度比HYD200型提高1倍左右，單臂鉆車性能大大高于國產雙臂鉆車。提高液壓鑿巖機的性能，是提高全液壓鉆車技術能力的關鍵，但基于煤礦井下條件，不應盲目地把液壓鑿巖機沖擊能提高到200J以上。
全液壓鉆車研制時，應將液壓鑿巖機的沖擊、回轉、推進和具體巖石條件、所鉆鑿爆破孔與錨桿孔的參數等，納入一個系統進行研究[12]，科學解決配套釬具的類型與規格；要充分利用微機控制等現代技術，合理解決防空打、防卡（釬）、自動變換鑿孔參數（沖擊壓力、回轉轉矩和轉速、推進力等）[13]等問題，并盡量擯棄目前采用的“機械式”控制方法。
應針對不同斷面、不同巖層變化等，開發系列化的煤礦用雙臂或單臂掘進鉆車，并將應用液壓鉆車的最小斷面由9m2減小到7m2；設計、開發適應30m2以上斷面用液壓掘進鉆車；始終重視提高液壓鑿巖機、液壓馬達等部件的可靠性和壽命。
（2）合理選配“全液壓鉆車作業線”的裝載設備
我國全液壓鉆車作業線主要采用側卸式裝巖機與其配套，這與歐洲采煤國家的主要技術方案基本一致。這是因為，側卸式裝巖機具有以下突出優點：
① 結構簡單、緊湊，工人操作條件好；
②使用安全，不會像耙斗式裝巖機那樣產生鋼絲繩摩擦火花；
③裝載效率比耙斗式裝巖機高2倍以上且無裝載死角（耙斗式裝巖機有25%的巖石須由人工裝巖完成）；
④具有清底功能（使用耙斗式裝巖機，在工作面20～30m范圍內的底板處有0.5～1.0m的底渣，清底工作量大）；
⑤機上的鏟斗可兼作其它工序的工作平臺。
近年，有的煤礦采用了挖掘式裝載機與液壓鉆車配套，可實現連續裝載、避免裝巖機反復前后運動、減少履帶行走機構故障。但是能否廣泛適應煤礦巖石條件（煤礦巖石磨蝕性大、巖渣塊度尺寸較大、煤礦巷道需用裝巖機清底等），尚需在實踐中進一步考核。
（3）著力解決裝巖配套的轉載問題
歐洲煤礦使用液壓鉆車的巖巷掘進工作面，大多采用落地刮板式轉載機，接受側卸式裝巖機或鏟運機裝載的巖石并轉載到其后的帶式轉載輸送機上，連續將巖石裝到帶式轉載輸送機下儲存的一列礦車中。這一轉載配套系統的特點是：
①距離掘進工作面約30～40m以內無軌，帶式轉載輸送機后面是軌輪式礦車運輸；
②帶式轉載輸送機為吊掛皮帶式，不占軌道；
③落地刮板式轉載機為三排強力鏈板的刮板輸送機，機頭貼近巷道底板，裝巖機將工作面的巖石裝運到刮板式轉載機機頭處，行走距離短，裝載效率高。
我國煤礦巖巷裝巖配套的轉載機械還不夠成熟：側卸式裝巖機直接將巖石裝入礦車的方式，使裝巖機行走距離過長，易使履帶零件過早損壞；耙斗式裝巖機作轉載機，使裝巖速度加快并改善了側卸式裝巖機的作業條件，但耙斗式裝巖機機尾只能存放一個礦車，影響機械化作業線效率的發揮。近年，有的煤礦采用了梭式礦車運輸系統，需要設置專用的轉載站。研究“全液壓鉆車作業線”的轉載運輸方式，開發合理的轉載運輸設備，已成為進一步提高全液壓鉆車作業線技術水平的關鍵。
（4）開發安全高效的錨桿支護機械化設備
煤礦巖巷掘進的錨桿支護機械化對確保正規循環、避免頂板事故有重要作用。應進一步改革掘進施工工藝，開發便于與掘進鉆車、裝巖機等設備錯車換位的煤礦巖巷用履帶式錨桿鉆車等機械化錨桿支護設備，使煤礦巖巷錨桿支護機械化問題得到根本解決。
上世紀七、八十年代，煤礦曾成功試用巖巷用液壓錨桿鉆車，證明合理安排掘進工藝，采用錨桿鉆車進行錨桿施工可實現快速、安全、高效、質優。進入21世紀，煤礦液壓鉆孔與鑿巖技術更加進步，巷道斷面加大，人們對確保施工安全、改善操作條件、提高效率等觀念已經提升；煤巷用多鉆臂錨桿鉆車已大大發展，有條件開發、應用高度機械化的煤礦巖巷液壓錨桿鉆車。
（5）重視煤礦液壓鑿巖釬具的科學性
應注意煤礦巖層節理發達、易卡釬、沖擊能不是很高但轉矩大、要求壽命長等特定條件，根據煤礦用液壓鑿巖機的性能選擇配套釬具。應合理處理爆破孔與錨桿孔直徑與孔深相互匹配問題，并科學調節液壓鑿巖參數，在尋求最佳鑿巖速度的同時，獲取釬具的高可靠性。
煤礦巖巷掘進機械化是煤炭能源發展的需要，更是減少煤礦安全事故、改善掘進工人健康安全作業條件與作業環境的需要。應充分利用現代技術和國內外先進經驗，科學、有序地開發、應用煤礦巖巷掘進機械化技術裝備。對于巖石掘進，人們曾探討多種機械破巖方式以及高壓水射流、超高頻電磁波、火力破巖等，但迄今實際有效的是全液壓鑿巖爆破法與全斷面掘進機法。近年有國內企業花費超過千萬元試驗“一體化”破碎全巖“新方案”，設計了兩個液壓錘加三個液壓鑿巖鉆臂的自動控制破巖機械，因機器龐大而效果不佳，不得不終止了歷時兩年多的產品開發工作。要繼承和發揚已有科學成果，采用科學有效的途徑，切實提高煤礦巖巷掘進機械化水平。
[摘 要]當前我國煤炭系統投入了大量的人力物力財力進行機電一體化的設備改造與研發，煤礦機電一體化技術的研究和應用有了重大突破，取得了階段性成果。越來越多的人認識到，機電一體化技術的推廣應用是提高礦山生產效率，保障生產安全、降低勞動強度的重要途徑。本文詳細闡述了機電一體化技術在煤礦的生產中的應用，并對這一技術的應用趨勢進行了展望。
[關鍵詞]掘進機電 機電一體化 應用 發展
為適應煤礦機械對性能的要求，僅僅依靠機械和液壓技術的已顯得力不從心。電子（微電腦）控制技術的發展就成了煤礦機械的必要選擇。機電一體化是一項新興的技術，將其引入到煤礦機械中，必將會給煤礦機械帶來了新的技術變革，使其各種性能有了質的飛躍。
一、機電一體化概念
“ 機電一體化”（Mechatronics）是集機械、電子、計算機和信息技術等多種技術有機結合的一門交叉綜合技術。它是從系統的觀點出發，綜合運用機械、電氣、計算機、信息、自動控制等各種技術.根據系統功能目標和優化組織目標，合理進行配置與布局各功能單元，在多功能、高質量、高可靠性的基礎上實現特定功能價值.并使整個系統緊密結合起來，相互滲透，相互融合而形成的一門新興的綜合技術。機電一體化產品的使用大大改善了煤礦生產的勞動強度、工作環境及安全系數，同時在降低能、保證安全生產方面也實現了特定的價值。
二、機電一體化在煤礦機電設備中的應用概述
隨蕾社會的發展，科技的進步，機電一體化技術在煤礦機電設備中的應用也越來越廣泛。機械技術和液壓控制技術有機的結合.極大地提高了煤礦機電設備的各種功能.使操作更安全方便、作業精度更高、成本更加節約。當前.以微機或微處理器為優秀的機電一體化技術在煤礦機電設備中的應用已經很普遍，實現了煤礦機電設備的監督控制與故障自修復、故障警報等.隨著技術的不斷進步，煤礦業對煤礦機電設備的性能要求越來越高，機電一體化技術在煤礦機電上的應用也越來越廣泛.設備的組成結構也越來越復雜，其維護也會越來越專業化。
在煤礦開采中.煤礦機電設備的性能、自動化程度以及經濟性等，直接影響著煤礦的開采效率，同時也影響著煤礦供電、排水、通風、提升等設備的安全運行.煤礦機電設備質量的好壞與性能的優劣又直接影響到設備的動力性、經濟性和可靠性，進而影響工作質量、生產效率和設備的使用壽命。因此，機電一體化系統成為煤礦機電設備中不可缺少的組成部分，同時也是評價煤礦現代機械技術水平的一個重要依據.其在煤礦機械中扮演的角色越來越重要。機電一體化的功能越來越強.應用范圍越來越廣，這也對使用與維修維護這些設備的煤礦工作人員提出了更高的要求.因此對煤礦職工的培訓以及設備的管理也越來越重要。
三、機電一體化技術的研究在煤礦生產中的重要意義
1、提高勞動效率機電一體化產品的應用使過去落后的生產方式得到極大的改變，大量新型自動化電子設備的使用徹底轉變了煤礦的作業模式，明顯降低了工人的勞動強度，大幅提升了勞動生產率，極大地提高了勞動效率。
2、增加了經濟效益和礦工的勞動收入煤礦機電一體化技術的運用使得煤炭的產量大幅提高，增加了企業的經濟效益，同樣使礦工的勞動收入有所提高，改善礦工的生活質量。煤礦企業的快速發展帶動了其它相關行業的快速發展，對地方經濟的快速發展起到積極的推動作用。
3、提高了勞動安全保障傳統的煤礦工作環境非常惡劣，在潮濕、充滿煤塵的環境中長時間、高負荷地工作嚴重影響到礦工的身體健康和生活質量，某些情況下還會危及到他們的人身安全。采用機電一體化設備進行煤炭的采掘、運輸、提升等，不僅可以使礦工從繁重的體力勞動中解脫出來，而且還能降低發生事故和危險的幾率，防止工傷和職業病的發生，保證了礦工的生命安全。
四、機電一體化在煤礦機電設備中的具體應用
1、在線監控、自動報警及故障自診斷。
實現對煤礦機電設備的電動機、工作裝置、傳動操作系統、控制系統和液壓系統等運行狀態的在線監控和故障自診斷功能.一旦煤礦的電動機、傳統操作系統、控制系統和液壓設備等出現故障，就能夠自動報螯并精確地定位故障，從而改善了操作員的工作條件，簡化了設備的維修和維護程序，縮短了停工維修的時間，提高了設備的工作效率，延長了設備的使用壽命.節約了成本。
2、提離自動化或半自動化程度，節約能源，提高生產效率。
煤礦機電設備采用機電一體化技術，實現了自動化或半自動化控制，既減輕了操作者的勞動強度，提離了生產產效率，又少了因操作者經驗不足而對作業精度的影響，提高了作業精度。另外，井下使用的膠帶輸送機、通風機、提升機等設備，使用變頻起動、PLC控制系統，不僅提高了生產效率，節約能源30%左右，也相應地減少了煤礦生產的成本
3、實現掘進面局部通風，大大的降低損失。
煤礦生產中巷道施工要求局扇不間斷供風，在高瓦斯及雙突礦井的巷道施工中，局扇的不間斷供風顯得尤為重要。在巷道施工過程中，由于局扇的無計劃停風造成的瓦斯故屢見不鮮，大多數瓦斯事故都是由此引起的。為解決上述問題，煤炭系統為此做了大量的工作，《煤礦安全規程》對局部通風作有專門的一系列規定，對局部通風的供電系統嚴格的規定了“二專兩閉鎖”的要求，然而無計劃停風的問題雖有好轉.仍然不能杜絕。近幾年出現的一種雙電源電氣閉鎖真空磁力啟動器.解決了這一難題，用他來實現掘進面的雙風機雙電源自動切換只需要幾秒鐘的時間，大大降低了掘進面無計劃停風帶來的損失，更有力地保證了安全。
4、井下開關的應用系列，實現關的多用途。
機電一體化技術在井下開關的應用系列礦用隔爆及本質安全型智能化多回路真空電磁啟動器適用于瓦斯及煤塵爆炸危險的煤礦并下。在交流50Hz，電壓為1140V供電線路中，可對乳化液泵站、噴霧泵、轉栽機、破碎機啟動、停止、及雙速切換、主、從順序控制，并能對電動機及供電線路進行保護。可帶三相交流感應電動機或交流雙繞組雙速電動機的啟動、停止、反轉及雙速切進行控制，并能對電動機及線路進行保護。該開關采用微機控制線路，實現關的多功能（多用途>使開關既能作為蒈通開關使用，又能作為雙速開關使用，便于管理和維護。
機電一體化技術是企業信息化的重要支撐技術，目前已經成為礦山綜合自動化的基礎。機電一體化技術在煤礦采、掘、運裝備的應用和推廣，極大地提升了我國煤礦生產的綜合實力，為實現高效、安全、潔凈、結構優化的煤炭工業生產打下了扎實的基礎。
摘要：文章從電氣系統、液壓系統這兩個方面入手，分析了煤礦掘進機在工作狀態下常見的故障問題，就故障的具體表現形式以及產生原因進行了簡要分析，同時概括了在不同故障下的處理技巧與方法，希望能夠引起同行人員的高度關注與重視。
關鍵詞：煤礦 掘進機 故障 處理
掘進機是煤礦企業展開巷道工作中必須使用的關鍵設備之一，其使用性能將直接對巷道建設質量產生影響。但，受到大量因素的影響，掘進機運行期間相關系統均表現出了一定的故障與問題，需要工作人員通過對故障問題的分析，研究相應的處理方法。為進一步提高煤礦掘進機的運行穩定性水平，本文嘗試展開對掘進機常見故障的分析與處理工作，研究如下：
1 煤礦電氣系統故障分析及處理方法
1.1 掘進機電氣系統PLC無輸出：造成掘進機電氣系統出現此類故障的原因眾多，常見影響因素包括PLC控制按鈕失靈、自動保護節點損壞、綜合保護器輸出異常等多個方面。出現此故障后，顯示燈會出現異常顯示特征，操作人員可以根據指示燈的顯示情況判斷PLC是否正常輸出（一般來說，顯示燈常亮狀態下代表PLC輸出正常，顯示燈熄滅狀態下代表PLC輸入異常）。若最終判斷為電氣系統PLC無輸出，應當采取的處理方法為：根據狀態指示燈的顯示特點，確定顯示回路輸入情況，對故障原因進行盤點。在短接輸入端的操作方案下分析PLC輸入端是否存在損壞問題。若損壞則應當及時對相關部件進行更換，重新啟動PLC，以確保輸出功能正常。
1.2 掘進機接觸線圈、繼電器線圈無法導通：結合煤礦掘進機的實際運行工況來看，電氣系統當中造成接觸器以及繼電器線圈回路無法導通的主要因素包括以下：其一，受到交流電源未接通、繼電器損毀以及接觸線圈損毀等相關因素的影響，可能導致接觸器線圈回路無法正常導通；其二，受到直流電源未接通、繼電器PLC無輸出以及繼電器線圈損毀等相關因素的影響，可能導致繼電器線圈回路無法正常導通。出現以上故障后，可以通過使用萬能表或者是觀察PLC發光管顯示的狀態的方式加以判定。針對出現故障的部分進行及時更換，重新啟動后檢查回路是否正常導通。
2 煤礦液壓系統故障分析及處理方法
2.1 先導油路壓力水平降低：對于具有先導控制功能的煤礦掘進機液壓油路而言，在正常運轉狀態下可能出現馬達或千斤動作遲緩的問題。此情況下，若液壓系統內部所有油路均慢動作運行或不動作，則可判定為液壓系統出現先導油路壓力降低方面的問題。出現此情況后，首先應當對液壓系統先導油路壓力水平進行合理的提升，觀察效果。還需要特別注意的一點是：在冬季低溫狀態下，若井下工作面溫度在5.0℃以下，則受到液壓油粘度較低，流動不暢等相關因素的影響，很有可能造成先導系統壓力無法滿足運行標準的問題。出現此類故障后，需要采取的故障處理方法為：在不帶負荷狀態下使油泵做長時間運轉動作，對郵箱溫度計監測數值進行觀察，在該取值≥15.0℃情況下再展開油路動作。
2.2 炮頭升降油缸緩慢自降：通過對實踐工作經驗的觀察認為，對于煤礦掘進機液壓系統而言，炮頭升降油缸在工作過程當中壓力取值正常，關閉升降油缸后，受到液壓鎖閥芯內相關雜物夾雜于閥芯結合面上，或者是閥芯磨損嚴重的因素影響，會出現關閉不嚴密問題，此故障若不及時進行處理，會導致油缸出現緩慢自降的現象，嚴重時可能導致煤礦掘進機的正常運行受到不良影響。在出現此類故障后，需要采取的故障處理方法為：對液壓鎖閥閥芯進行清洗，徹底清除閥芯表面雜物，或對于磨損嚴重的閥芯，及時更換液壓鎖。
2.3 油泵內泄過大：若煤礦掘進機液壓系統中出現油泵內泄水平過大的問題，可能造成整個液壓系統壓力降低，并最終對掘進機的運行產生不良影響。對此故障進行判斷的主要方法為：根據軸向柱塞泵觀察泄油量標準。若泄油量較大且無法修理，應當直接對液壓系統油泵進行更換。齒輪泵需要關閉操作閥，油管接頭無油液滲出的情況下對壓力取值進行觀察。若油泵內壓力仍然無法得到有效的提升，則應當采取的處理措施為：拆卸解體油泵，對密封部件的損壞問題進行觀察，及時進行更換，以解決該故障。
2.4 溢流閥內泄：特別值得一提的是，在煤礦掘進機液壓系統出現內泄問題的情況下，若液壓系統馬達速度處于正常運行狀態下，且泄油口沒有明顯故障表現時，可以采取的處理方式為：將運輸油路的操作閥門部件與裝載油路的操作閥門部件進行對換，壓力較低的一側即判斷為存在溢流閥內泄的區域。在故障定位基礎之上，可采取清洗閥芯或者是對溢流閥進行整體更換的方式解決故障。
3 結束語
由于煤礦掘進機始終在井下工作面運行，工作環境相對比較惡劣，再加上操作人員的技能水平有一定的差異，導致煤礦掘進機在運行期間仍然存在大量的問題與缺陷。若相關的故障不及時進行處理，將有可能對掘進機使用價值的發揮產生不良影響。為杜絕這一問題，本文在對煤礦掘進機關鍵系統常見故障進行分析的基礎之上，研究了具體故障的處理方法，希望能夠為相關故障的及時處理提供一定的意見與建議。
【摘 要】本文以潘二煤礦12224上順槽錨網支護巷道掘進工作面為背景，結合單體水壓支柱臨時支護存在支護強度低、支護面積小、操作不便及安全系數低等缺點。通過對比分析引進天河科技研發的機載臨時支護裝置，該裝置具有選位合理、結構簡便、對掘進機的改造量小、不干擾掘進機的正常截割作業功能。進而優化了支護工藝，降低了勞動作業強度，縮短了工序時間，提高了掘進效率和安全系數。實現了綜掘臨時支護的機械化，縮短了工序時間，為綜掘巷道的安全高效掘進和施工安全提供了條件。
【關鍵詞】綜掘工作面;機載臨時支護裝置;優化支護工藝;機械化
0 引言
隨著礦井年產量的逐年攀升，潘二礦對快速掘進的要求越來越迫切，生產實踐存在掘進速度慢、勞動組織繁冗、安全系數低等一系列問題，與煤臨時支護施工工藝密切相關。潘二礦煤巷錨網支護巷道掘進一般采用煤巷掘進機組及配套的單體風動錨桿鉆機進行掘進、支護施工，而單體風動錨桿鉆機在施工錨桿、錨索前，采用單體水壓支柱作為臨時支護，但這種臨時支護存在支護強度低、支護面積小、操作不方便、安全系數低等缺點，嚴重影響煤巷掘進效率，并且存在著較大的安全隱患。因此，引進天河科技研發的機載臨時支護裝置，安裝在掘進機懸臂上，對于優化支護工藝，降低勞動作業強度，提高掘進效率和安全系數等技術經濟指標具有重要意義。
1 臨時支護現狀
目前我國推行錨桿支護的綜掘巷道，由于巷道圍巖多為中等穩定和不穩定狀況，頂板較破碎，支護形式為多種聯合支護。因巷道斷面小，在綜掘施工巷道中支護機具大多配備風動單體錨桿鉆機，鉆進效能低、占用輔助時間長，由于掘錨速度慢，為避免空頂時間長引起頂板沉降和變形均采用臨時支護。
潘二煤礦現階段巖巷錨噴支護巷道單巷掘進施工時，一般采用EBZ220H型和EBZ260H型巖巷掘進機組相配套的MQT-85J-33型單體風動錨桿鉆機進行掘進、支護施工。掘進工作面普遍使用的臨時支護方式為：前探梁+背木臨時支護和輕型單體水壓支柱+π型橫梁臨時支護2種方式，前一種形式支護為被動支護，沒有初撐力，操作人員有進入空頂區架設作業的可能，存在安全隱患，安全性差，操作過程復雜，人工移動，用人多，勞動強度大，臨時支護速度慢、效率低。第二種形式則支護速度慢，導致空頂時間長，頂板易發生沉降和變形，對水壓要求較高，普遍性不高，而且工人扛運單體水壓支柱勞動強度大，操作人員必需有一段空頂作業時間，存在較大的安全隱患。
2 機載臨時支護裝置的引進
2014年5月，潘二煤礦在西二12224上順槽綜掘工作面安裝使用了一套機載臨時支護裝置。這套裝置由山東天河科技股份有限公司生產，安裝在EBZ-160型掘進機上，代替原有的前探梁和單體水壓支柱臨時支護。在滿足臨時支護的同時也可以托起錨網和鋼帶或槽鋼，實現了機械化支護作業，成功地解決了以往臨時支護期間空頂作業難題。
機載臨時支護裝置主要結構：頂架、主架、折疊油缸、升降油缸、支撐油缸、平衡閥、二位三通閥、分流集流閥、多路換向閥及其配套液壓管路組成。多路換向閥安裝在司機臺，平衡閥安裝在各自油缸體上。
3 機載臨時支護裝置的工作原理
機載臨時支護裝置工作時，由原掘進機的液壓泵站供油，推動多路換向閥使液壓油通過分流集流閥進入平衡閥和支撐油缸、折疊油缸，使頂架打開升起。推動升降油缸使主架升高，通過三組油缸的協調操作使頂架、主架調整到所需要的高度、角度，升到巷道上頂板，把鋼帶和鋼網壓緊在巷道頂板上，并達到所需的支撐力后停止。關閉臨時支護裝置動力源。此時，施工人員進入掘進工作面在臨時支護裝置的掩護下進行錨桿支護作業。
4 機載臨時支護裝置的技術參數
1）適用巷道高度2m～4.2m;
2）支護最大寬度3.6m;
3）最大支撐力1.5 t;
4）支護面積3.24m2～9m2;
5）支護超出截割頭0.9m～2.2m;
6）頂架橫向傾斜角-200～+200前后傾斜角300;
7）系統壓力18Mpa;
8）整機重量約1 t。
5 具體操作工序如下：
1）掘進機完成截割作業后，將截割頭放下。先檢查支護裝置各部位零部件及管路是否完好，再操作二位三通閥使液壓油切換到支護裝置的油路;
2）掘進機停電閉鎖，工作面敲幫問頂后，把鋼筋網或金屬網、鋼帶放在臨時支護頂架上綁緊，除兩名支護工及司機外其他人員撤出，并設置警戒（要求掘進機司機在操作位置，兩名支護工站立于平臺的永久支護下）;
3）掘進機送電，啟動油泵升臨時支護裝置，司機根據副司機指揮調整角度及高度，若網片搭接不合適，司機停油泵，停電，副司機進行處理，再次送電，升起臨時支護接頂并達一定支撐力，停電閉鎖;
4）支護人員進入到臨時支護下方進行永久支護，永久支護結束后人員撤出并設置警戒，送電收回臨時支護裝置，支護作業完成后，推動二位三通閥切換到掘進機掘進所需的油路，繼續進行掘進作業。
6 機載臨時支護裝置的特點及優越性
機載臨時支護在掘進機截割夠一個循環（2米）后停機并進行敲幫問頂，把鋼筋網或金屬網、鋼帶放在臨時支護頂架上綁緊，啟動掘進機油泵升起臨時支護到未支護的空頂下，達到額定初撐力;在有臨時支護的頂板下逐排進行錨桿、錨索永久支護施工。
相較于傳統臨時支護方式，機載臨時支護裝置具有如下優越性：
1）進一步優化了煤巷掘進施工工藝，提高了臨時支護的安全性和可靠性;
2）掘進循環進尺由原來的1.8米增加到2.7米，提高了掘進效率和單進水平;
3）采用液壓機械支護，避免了工人進入空頂區作業的危險;
4）超前支護方式由原來的被動支護變為主動支護，支護能力達到1.5T;
5）支護裝置可根據頂板傾斜程度適當調節伸縮油缸，以適應不同條件下的頂板狀況，確保超前支護緊貼頂板;（下轉第310頁）
（上接第288頁）6）該系統通過控制閥控制各部件的動作，從根本上改變了傳統的臨時支護方式，能夠隨掘進機行走，動力由掘進機提供;
7）操作簡單，操作閥組少，管路少，便于維護;
8）支護面積大，支護強度高，給工人創造了安全的作業環境，大大提高了掘進工作面安全性。
7 結 論
通過對比分析和井下實踐證明，潘二煤礦復雜的地質條件和頂板狀況下，采用該裝置可以實現機械化臨時支護。對工作面空頂區可實現快速支護，并且相對傳統方式可實現主動支撐頂板，徹底解決了掘進工作面錨桿支護時部分時間空頂作業問題，消除了空頂作業的安全隱患，杜絕了因空頂作業造成的工傷事故。
在提高綜掘掘進速度的同時，還能保障錨桿支護的安全性，進一步提高了潘二煤礦綜掘機械化水平。
[摘 要]掘進機作為巷道綜掘機械化的關鍵設備，它性能的好壞影響巷道掘進的速度和質量。在煤礦日常掘進過程中掘進機經常會遇到種種故障。本文結合日常工作經驗對掘進機常見故障進行分析。
一、截割機構常見的故障及處理。
（1）截割電動機過負荷。當截割負荷在給定值百分之二百以上且持續超過時間10秒，截割電機會自動停止運轉。當負荷降低后，截割電動機能自動復位。
（2）截割電動機溫度過高。當截割電動機溫度過高時，繼電器就動作，使截割電機停止運轉。當截割電動機溫度超過170度時，定子繞組的熱敏原件通過轉換發出指令訊號，電磁開關箱信號顯示器的綠燈亮起，截割電動機停止運轉。溫度下降約三分鐘后，電動機能自動恢復運轉。
（3）截割頭軸承損壞或延伸部軸承損壞。截割頭軸承損壞或伸縮部軸承損壞，都不能正常傳遞轉動扭矩，因而導致截割頭不動作。處理的方法是更換損壞的軸承，但在井下作業環境條件時，難度較大。最好的方法是更換整個截割頭伸縮部。
（4）減速器內部軸承或齒輪損壞。出現這類事故時，截割頭減速器內部有異常的雜音，極易判斷出故障的原因。減速器軸承損壞或者齒輪損壞，使減速器不能傳遞扭矩，導致截割頭不能運轉。這種故障的處理方法是打開減速器，檢查內部，更換損壞的齒輪或軸承。
（5）截割滾筒內花鍵嚴重磨損。截割滾筒與輸出主軸通過內花鍵聯接，輸出主軸是花鍵軸，滾筒為花鍵套。如果出現磨損嚴重現象，便導致截割滾筒不轉。判斷這種故障極為簡單，只要輸出主軸轉動而滾筒不轉動，就可判斷這類故障。處理的方法是拆卸滾筒，檢查時花鍵軸還是花鍵套磨損嚴重。如花鍵套損壞，更換滾筒。如輸出主軸損壞，則更換截割頭伸縮部。
二、裝運機構常見故障及處理
（1）刮板輸送機卡鏈。掘進機使用過程中，刮板機卡鏈的現象經常發生，其原因主要有：一是由于鏈條過松，兩邊鏈條張緊后長短不等造成跳鏈；二是鏈輪處卡有巖石或異物卡鏈；三是因二運轉載機出貨不及時，造成刮板機頭積貨后矸石異物被帶入刮板機下部，造成卡鏈；四是脫鏈器損壞或丟失。前兩種處理方法是調整和更換刮板鏈條，使其長度相等，松緊適度，及時清理卡在鏈輪處的矸石；第三種原因造成的卡鏈，需要往返運行刮板機，使刮板鏈帶出刮板機下部矸石，預防方法是根據二運轉載機的出貨能力適當控制刮板機馬達轉速。第四則要及時更換安裝脫鏈器。
（2）刮板輸送機斷鏈。造成斷鏈的原因有：鏈條節距不等，刮板鏈過松活或過緊，鏈輪中卡住巖石或異物，鏈條過度磨損，卡鏈時不及時處理硬拉，掃底時截割部與改向鏈輪干涉等。處理方法是拆檢更換鏈條，清理異物，掃底時將鏟板下壓，避免與截割部發生干涉。
三、行走機構故障與維護
（1） 行走馬達故障。行走馬達故障的原因有：一是先導管堵塞或漏液；二是馬達泄漏大或者馬達內部故障。處理的方法是：一是更換新的先導管；二是更換行走液壓馬達。
（2）液壓馬達過載，安全閥調整壓力低。這種原因也會造成履帶不行走。處理的方法是重新調整過載安全閥。
（3）行走制動器不能完全打開。如果掘進機行走時，其行走制動器不能完全打開，將會加大行走阻力，導致行走困難或不行走。造成行走制動器不能完全打開的原因有：一是控制制動器的減壓閥或梭閥損壞；二是制動器泄露或內部結構損壞。處理方法：一是更換減壓閥和梭閥；二是更換制動器。
（4）張緊用的溢流閥（單向閥）泄漏大或者損壞。溢流閥的作用是使履帶張緊液壓缸始終處于伸出狀態，保持履帶適宜的張緊程度。由于溢流閥泄漏大或者損壞，不能使其始終保持伸出狀態，致使履帶鏈松馳。處理的方法是更換新的溢流閥。
四、液壓系統常見故障及處理
煤礦掘進機液壓系統的油溫過高而引起的故障。發生這類故障的原因分析如下：一是液壓泵內泄漏嚴重。液壓泵內壓力調得太高，泵內零部件磨損嚴重導致密封間隙變大，執行元件的密封裝置損壞嚴重，泵內油液粘度太低等，都會導致泵內泄漏加劇。二是液壓系統沒有卸荷回路，當工作完成后不再需要壓力油時，大量高壓油液仍滯留在溢流閥中。當系統暫停工作時，如果液壓泵還是以溢流閥調定的工作值來排油液回油箱，就會使油液發熱，造成功率損失，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壓力來運轉，減少油泵的輸出功率，從而減少油液的發熱，節約能量，延長系統的使用壽命；三是使用的油液粘度過大，造成過大的液壓損失。粘度是工作液體的主要性能之一，使用的液體粘度越大，液壓系統的機械摩擦和壓力就越大，使阻力和系統的壓降也在不斷增加，造成溫度升高，功率下降；四是冷卻油的容器內被堵塞了，造成容器里的冷卻水不能循環使用而使油液的溫度升高，或冷卻水的量不夠，不足以把液壓系統內的熱量帶走而使油液的溫度升高。這些問題的的處理方法基本是更換油箱內的液壓油，調節水的流量，開機作業時必須開水。如果因冷卻液內部阻塞所致，可拆卸清理冷卻器，或者更換冷卻器。
[摘 要] 為了進一步提高煤礦掘進系統工作能力，有效控制操作故障，在使用煤礦掘進機電控性能的同時，必須根據PLC可編程控制器使用要求，讓放大器和PLC發揮最大功能。在降低控制設備復雜程度的同時，方便維護工作順利開展，減少故障。另外，PLC能及時發出報警信息，對實現故障自振、缺相保護以及過載具有重要作用，在保障掘進機安全運行的同時，也取得了良好的成果。本文結合PLC控制的煤礦掘進機電控制系統，對PLC電控系統設計、工作原理以及主控系統進行了簡要的探究和闡述。
[關鍵詞] PLC控制； 煤礦掘進機； 電控系統； 設計
隨著我國煤礦生產能力增強以及安全生產的需求，掘進機在煤礦生產中應用越來越廣泛，并且逐步成為不可或缺的設備。在現代化科學技術的影響下，傳統的、落后的掘進方式逐漸被機械化、先進的掘進方式代替，在時代與生產的雙重壓力下，國產重型掘進機出現。在傳統的煤礦掘進機電控系統中，大多使用繼電器和接觸器的系統，在大范圍繼電器使用中，效率低、速度慢大大影響了整個掘進機的工作效率。PLC可編程控制器具有穩定性好、可靠性高，在強烈、高溫環境下都能不間斷、長時間運行的特點，所以在煤礦掘進機電控制系統中被廣泛應用。另外，由于掘進機中需要配備多臺電機，為了正常工作，所以它們之間會存在一定閉鎖問題。而PLC控制則能避免不可靠、閉鎖接點多等問題，在良好的記憶功能中，它能及時查出PLC控制器輸入信息。
一 PLC電控系統設計以及工作原理
在掘進機設備中，主要由電控箱和開關箱組成，和照明燈、電鈴、急停按鈕、油位繼電器、工作結構共同組成掘進機電控系統。在液壓系統和電控系統配合中，逐步實現各種機械作業，同時還能對油泵、超載、絕緣、斷相、截割進行保護、監控。在煤礦掘進中，為了保障電控要求，必須根據電控設備要求，將各種信號輸到PLC中，再對特殊模塊以及PLC進行軟件設計。
（一）PLC主要結構
PLC作為新型的電子控制裝置，它是在計算機技術的基礎上，對工業生產進行裝置控制的形式。同時它也是程序化設計的結果，是當今機電生產發展的結果。PLC主要包括：電源、CPU、存儲器以及輸出輸入模塊[1]。
電源作為煤礦掘進機電控系統正常運行的基礎，可以直接將交流電與可編程控制器相連。CPU，又稱中央處理單元，它是整個可編程控制器的優秀，每個PLC都必須配備一個CPU。CPU是在系統設計的基礎上，對采集的數據進行處理、存儲的過程，通過分析、計算后可以直接對裝置或者電路進行控制。另外，CPU存儲能力和數據處理進程最PLC公正效率具有重要影響，例如：工作容量、控制規模、工作速度等，都是不可缺少的參數。
在輸出輸入模塊中，作為所需控制電路與可編程控制器的連接模塊，主要包括開關量輸出、輸入，模擬量輸出、輸入等。在存儲器中，主要包括用戶程序和系統程序存儲器，系統存儲主管系統軟件，用戶存儲管理用戶使用的軟件。可編程控制器的功能主義包括：限時、條件、步進、聯網、通信、數模、模數轉換[2]等。限時控制可以為控制器提供多個定時器，在指令設定的過程中，擁有便利的改動、調動工序。條件控制，是對可編程控制器進行指令設置，它可以對繼電器串聯、并聯或者串并聯進行處理。隨著科學技術的快速發展，機電一體化應用范圍越來越廣。在工業生產中，為了促進煤礦掘進機電控系統發展，基于PLC控制的機電一體化在煤礦生產中應用范圍變得更加合理、科學。
（二）PLC電控系統設計
在硬件設計中，PLC控制根據信號控制主回路、采集中的通斷控制故障狀態或者綜合保護顯示，主要包括：主腔門蓋、回路單元、操作箱以及接線箱等。
主腔門蓋[3]主要包括：SPU（穩壓電源）、PLC（可編程控制系統）、S傳感器、R繼電器、EM擴展模塊、RPB中繼電源板等相關部件，布置框架如圖一所示。
操作箱主要由萬能開關、顯示屏以及行程開關構成，它的原理如圖二所示。最后，主回路單元則由真空交流接觸元件構成，進而保障電控機電路分斷和閉合，有效控制變壓器、熔斷器互感器以及換相開關等。
（二）工作原理
煤礦掘進機的電控系統由PLC完成，也就是完成控制信號采集，在通斷控制的同時，顯示故障產生時的故障狀態以及綜合保護。
1、主回路
交流電壓主回路通過換相開關隔離，將其分成兩路，一路主管FU1熔斷器到變換器控制的T1、T2，另外一路則是轉載電動機、截割。油泵提供的電源狀況。油泵電動機通常以真空接觸器作為開關，由RC1電壓保護吸收主回路電壓，通過Sensors1I和CT1A―CT1C為模擬量提供對應的電流信號；在正確判斷電流工作狀況的同時，對其進行斷相、短路、過載保護。
在電動機截割中，通常以VACC2接觸器作為開關，用電壓保護器RC2作為具體的電壓操作程序；通過Sensors2I和CT2A―CT2C為AI2模塊提供信號，從而正確的判斷出過載和電流。在電動機轉載電路中，通常以VACC3接觸器作為開關，RC3吸收回路電壓，通過Sensors3I和CT3A―CT3C為AI3提供信號，進而實現斷相、短路和過載保護。
2、保護回路
在PLC控制的煤礦掘進機電控制系統中，保護回路又稱漏電檢測，在油泵回路中，主要由漏電閉鎖、電源板、傳感器等相關元件組成，再將漏電信號傳入模擬量，進行漏電保護。照明漏電保護則由LDJ―24插件[4]組成，回路正常時，常閉接點閉合，繼電器得電吸合，最后再送出照明電源。當整個回路出現漏電現象時，插件接點就會閉合，在顯示屏顯示漏電故障的同時，接點被打開，斷電器自動切開回路電源。
為了保障煤礦掘進機實現上述功能，必須進行簡單可行、安全可靠的軟件系統。在系統設計中，還必須注意各種電機閉鎖和保護輸入關系。在系統因素分析中，最重要的是反轉閉鎖和正轉閉鎖，軟件設計流程如下圖三所示。
二 PLC主控系統以及軟件設計
PLC可編程控制適用于各種速度、壓力以及加速度循環工作，通過無線或者有線遙控聯接，可以將總線組件以及模擬數字用在閉環液壓以及液壓控制系統中。在煤礦掘進機電系統設計中，它可以隨意添加或者拓展組件設計，程序設計具有很強的適應性。在多種聯接方式中，所有輸出、輸入都能由參數設定。通過移動電話以及解調器，能夠順利實現遠程診斷，進行模塊控制。
（一）PLC主控系統
1、電控系統組成
PLC作為煤礦掘進機的控制中心，一般選用PLVC4為主控制器，DC24為供電電源，有3路數字輸入，4路模擬輸入，4路輸出通常用于IPWM（開關閥）或者電磁鐵比例，輸出電流最大時可以達到2200mA，也可以直接驅動電磁鐵比例，并且不需要任何放大器，其主控系統框架如下圖四所示。
在PLVC4中，主控制器作為整個煤礦掘進機的控制中心，一般選用兩臺進行控制。一臺為IPWM主站驅動型，用來驅動需要精確速度的電磁閥，例如：切割臂回轉、升降、行走等；另外一臺則作為從站，主要用來驅動星輪、運輸、鏟板升降或者轉載的正反轉。
對于安全柵，一般安裝在相對安全的場所，作為非本安電氣設備與本安電氣設備相連的設備，能夠直接傳入現場設備的安全值內部，進而不斷保障現場人員、設備、生產的安全性。在操作站模塊中，一般采用本質的安全性操作，縮短操作空間，電控箱和操作站的連接方式一般為通信方式，在減小電控箱和操作站控制設備和連接線的同時，縮短掘進機高度，方便系統維護進程。操作站的主要內容包括：機型故障、標志、文本顯示、時間顯示、當前動作、最后動作、電動機故障特征、電動機數據、傳感器數據、通信接收、數據接收、警告、報警指示燈等。該系統既可以顯示電動機故障代碼、停止原因，還可以為相關工作人員提供維護者參考，從而讓故障解決過程更加快速、方便。
另外，在漏電模塊檢測中，煤礦掘進機工作電壓被分成1140V或者660V兩種情況[5]，同時在兩種電壓等級下，閉鎖值也不一樣，在等級為1140V中，動作值為40千歐，返回值為60千歐；在等級為660V的情況下，返回值為33千歐，動作值為22千歐。并且PLVC4和漏電模塊檢測為主要的通信連接方式，PLVC4通過煤礦控制系統決定閉鎖功能關閉或者開啟，以及660V、1140V電壓切換。為了有效控制電壓出現漏電模塊檢測現象，可以進行漏電檢測，一旦發現有漏電檢測或者通信異常時，啟動閉鎖電動機。
2、電控系統工作原理
在PLVC煤礦掘進機控制系統中，比例閥驅動通常采用兩個PLVC4可編程控制器，通過Can―Bus就能連接，當IPWM[6]輸出后，再作為主站工作。在這過程中，由于PLVC4安裝有隔爆電控箱，本質型安全箱被安裝在操作站外部，所以通過安全柵就能竄入本安設備的安全值范圍，進而保障現場人員、設備以及生產安全。對于現場操作人員，一般可以通過操作站電機進行按鈕輸入，通過安全柵、RS―485、RS―232進行PLVC4控制器轉換，進而實現預定功能。或者也可以通過遙控模塊、遙控器、RS―232、安全柵、RS―485進行整機控制。當煤礦電動機保護和檢測通過電流檢測信號進入PLVC4時，只要反復解算時限，就可以對電動機實現過載保護（如圖五所示）。
（二）軟件設計
在煤礦掘進機軟件設計中是，PLVC控制根據OpenPCS 4.2.3編程程序要求，進行STL語言編程，從而實現比例閥線短路、斷線檢測。通過通信路段，將相關信號發送到操作站。電磁閥檢測結果如下：通道號CHANNEL從1000開始為通信使用，55個字的操作站從通道1000到1054一直作為操作站通信區域，1055到1064為漏電檢測的通信區域，1065到1070之間為遙控通信區域。
在這過程中，PLVC通過terminal終端配置軟件，可以得到PWM、IPWM通道的最大輸出電流、下降或者上升時間、通信地址、通信速度等，通過數據保存，進而達到煤礦掘進機迅速出廠的要求。
結束語
PLC作為當下新型的控制器，由于信息傳輸方便、邏輯能力強、安全系數高、體積小等優點，已經取代了傳統的繼電控制器，并且廣泛應用于繼電一體化中。隨著先進的生產關系以及科學技術的快速發展，為了進一步完善PLC制作，必須根據PLC系統設計、工作原理以及主控系統相關特征以及要求，不斷增強PLC在煤礦掘進機電控系統中的設計方案以及應用效益。
摘要：煤礦掘進工作面越來越長，那么其供電安全方面也會存在諸多隱患，本文主要簡單分析了煤礦井下掘進工作面的狀況，同時分析了供電方法，并且提出了煤礦井下設備節能的措施。
關鍵詞：煤礦井下；掘進機；遠距離供電
引言
煤礦井下的掘進機電設備具有線路鋪設距離遠、適用范圍大、種類繁多且運行時間長等特點，對井下掘進機電設備的節能管理要采取多方面、多角度、全方位的措施進行耗電量大等問題的解決，針對不同礦井，選用適合的掘進設備，從而達到節約用電的目的。本文主要結合目前各大煤礦的生產實際情況，從掘進供電設備的選擇以及井下掘進設備的管理使用兩個大方面，淺析煤礦井下掘進機電設備的節能措施。
1、礦井掘進工作面狀況
井下掘進機械設備主要有綜掘機、鉆車等，采用電壓等級為1140V，在正常掘進施工循環時，一個掘進工作面的負荷可達780KW（主要設備配置見表1），最大電動機的啟動電流就在800A以上，按2200米的供電距離、供電電纜截面95mm供電變壓器1000KVA進行計算，最遠點兩相短路電流達到950A。按照《煤礦井下低壓電網短路保護裝置整定細則》速斷保護安全系數的要求，速斷定值為不大于633A，因此根本滿足不了掘進工作面設備的安全運行。
表1井下主要掘進機械設備配置
2、電氣原理分析
2.1、現行防爆電器產品的缺陷
我國煤礦井下高低壓系統供電和控制設備普遍采用礦用隔爆型,隔爆結構一直沿用六七十年代蘇聯的型式,雖然在煤炭生產中起到了很重要的作用,但由于其結構不合理,技術上一直未能解決工人違章作業,產生電火花引起瓦斯煤塵爆炸事故的發生。特別是近年來,隨著我國國民經濟的迅猛發展,對煤炭的需求日益增加,帶來的是煤炭生產供不應求。大多數煤礦為了多出煤,加班加點生產。有些煤礦為了縮短時間,井下采掘供電和控制設備搬遷、設備更換和維護時,嚴重違反《煤礦安全規程》的規定,在沒有停掉上級開關電源的情況下,打開接線腔帶電作業,其后果往往造成人身觸電和瓦斯爆炸事故的發生。
2.2、原理探討
從異步電動機的等效電路中可知，異步電動機在運行時所需要的無功功率由兩部分組成:一部分是勵磁支路所需的無功功率;另一部分是負荷支路所需的無功功率。異步電動機主要是勵磁支路所需的無功功率，當負荷從由零到滿載時，其變化很小，隨負荷的增加而略有下降;而負荷支路所需的無功功率隨負荷增加而增加，其值一般要比勵磁支路所需的無功功率要小，異步電動機容量越小，相對的比例也越小。
純電感負載中的電流IL滯后電壓90°;純電容負載的電流IC則超前電壓90°。可見電容中的電流與電感中的電流相差180°，其能夠相互抵消。相應達到了補償目的。
BBW1型礦用隔爆型無功功率自動補償裝置可以對煤礦井下的中、低壓供電系統頻繁變化的無功量及時跟蹤，自動投切電容器組，具有安裝簡單、隔爆性能優良、保護完善、安全可靠、智能化程度高等特點。還可使所控制補償網絡的線電流下降30%以上，功率因數提高到0.95以上，提高線路端電壓5%左右，減小因感性負載啟動時浪涌電流的沖擊50%以上。使供電電壓波動平穩，減少供電系統的線路損耗，節能效果顯著。由于是對掘進機進行遠距離供電的端電壓進行補償，所以就不能采用某些類型饋電開關中的相敏短路保護功能，進行供電線路的短路保護，因為相敏保護是判斷功率因數的，所以不適合該解決方法，采用鑒幅式的短路保護理論上還是可靠的，就該掘進工作面的遠距離供電技術實踐，為保障掘進機正常運轉和供電系統的可靠性也提供了一種思路。
2.3、分級閉鎖產品的設計
煤礦電氣項目開發組在充分分析現有防爆電器防爆結構所存在缺陷的基礎上,研究設計了礦用隔爆型分級閉鎖技術,首先在真空電磁起動器、煤電鉆變壓器綜合保護裝置和照明信號綜合保護裝置產品上,實現礦用隔爆型分級閉鎖技術。即該系列產品的接線腔設有機械-電氣閉鎖裝置,打開接線腔蓋板進行維護作業時,其相應接線腔的電源就要斷電。為此設置兩個接線腔:一個是電源接線腔,一個是負載接線腔,兩個接線腔設計為獨立隔爆型式。其主要目的是為了在打開負載接線腔進行作業時,只停掉本級設備和下級關聯設備,不但縮小了停電范圍,而且節省了作業時間;當違章打開電源接線腔時,上級電源斷開,避免了產生電火花造成的觸電和瓦斯爆炸事故。
主腔機械―――電氣閉鎖裝置由兩部分構成,分別是控制電源閉鎖機構和主電路閉鎖機構,當操作人員欲打開主隔爆腔時,首先必須將隔離開關手柄搬到“分”的位置,此時方能操作機械閉鎖桿,使其退到機械閉鎖限位槽內,機械閉鎖壓板解鎖,此時主隔爆腔內電源側仍然帶電。這時工人如違章打開主隔爆腔,主隔爆腔內電氣閉鎖機構的電氣閉鎖壓板移動,壓縮行程開關的行程,行程開關接點閉合,使上級開關斷電,實現了主隔爆腔機械―――電氣閉鎖。
2.4、選擇性斷電保護原理
分析該供電系統設計為三級選擇性斷電,即總饋電開關為一級,分支饋電開關為二級,電磁起動器為三級,稱之為三級選擇性斷電原理。上下級動作保護時限級差為200~500ms,可根據需要人為整定。而違章作業打開蓋板的時間>1min,打開主腔的時間>10ms,即打開接線腔蓋板或主腔前,保證上級開關斷電,完全滿足上級斷電時間的要求。
2.5、相敏保護器在遠距離供電之中的應用
BXL1-400型相敏保護器是由保護插件，底座，電流互感器和輔助電源變壓器等四部分組成。在保護插件上裝有電流分檔調節開關，可進行高低檔電流調節。整定電流調節開關供整定電流用。短路倍數撥碼開關供整定用。相序調節開關，保護插件與底座之間由插件聯接。底座與電流互感器、輔助電流變壓器、中間繼電器等由導線進行連接。
在三相供電系統中，由于三相電流和電壓大小相等，相位互差為120°，因此用一相電流和電壓就能反映三相對稱性系統的電氣參數的變化情況。BXL1-400型采用的是B相電流和BC線電壓，由于在遠距離供電系統中，當供電系統遠端短路電流與電動機的起動電流相差不多時，短路功率因數可以近似為%，而電動機起動時功率因數僅為0.5左右，所以，在短路時保持電壓大于電動機的起動時的保持電壓，這樣就將系統正常峰值和短路電流區分開了，一旦保持電壓超過短路動作電流整定值時，保護器就會向開關發出跳閘信號，使開關起保護作用。
BXL-400相敏保護器體積小，可裝在DW-80系列的饋電開關中使用，其特點是安裝方便，費用少，保護范圍大，動作靈敏可靠，實踐證明，BXL-400型相敏保護器完全能滿足礦井遠距離安全供電的要求，是一種值得推廣的新技術。
4、結語
煤炭是人類社會賴以生存的能源基礎，在“節能減排”的大社會背景下，節約煤炭開采本身的能源消耗，對節能減排有著重大的意義。選擇先進節能的井下掘進機電設備，科學合理的對掘進機電設備進行使用、管理和維護，是井下掘進機電設備最有效的節能途徑。
摘要：在煤礦巷道挖掘普遍實施機械化的今天，掘進機日常的檢查和故障維修成了每一個煤礦機修人員的必會的一項工作。為了及時消除事故隱患，使機器設備能充分發揮作用，特別是能盡早發現機器各部的異常現象，并采取相應的處理措施是非常重要的。本文主要探討煤礦井下掘進機機電設備故障診斷及維護。
關鍵詞：井下掘進機 機電設備 故障
隨著我國煤炭產業的快速發展，煤礦機電設備的運行性能，對于煤炭企業確保安全生產和經濟效益的提高，發揮著越來越大的重要作用。所以，對煤礦機電設備的管理與維護，就提出了更高的要求。煤礦的機電設備管理，要從基礎工作做起，用經濟杠桿為手段，以確保礦井機電設備安全性為中心，扎實地搞好管理工作，保證礦井機電設備可靠、高效、安全地運行[1]。
一、煤礦井下掘進機機電設備故障診斷
使用掘進機的礦井要建立嚴格的維修制度，嚴格執行部制定的設備完好標準和檢修質量標準。要堅持“以預防為主”的原則，不要等出了故障再去處理，而是要把故障消滅于未然。
1.日檢
（1）檢查截齒與齒座有無損壞、丟失，更換不合格的截齒。（2）檢查噴嘴是否損壞、丟失與堵塞，清理堵塞的噴嘴，更換補齊噴嘴。（3）在液壓馬達運轉情況下，檢查油箱內的油位，若油位偏低應補充液壓油。檢查各減速器中的油位，若油位偏低應補充潤滑油。用油槍向各注油點注入潤滑脂。（4）檢查并擰緊松動的螺栓，檢查所有的油管和水管是否有泄漏現象。（5）應使所有控制連桿的動作靈活。
2.周檢
（1）檢查履帶板是否彎曲、有無斷裂。檢查履帶鏈的張緊程度。（2）檢查各聯軸器是否牢固可靠，轉動靈活。（3）檢查刮板鏈、溜槽及鏟板的磨損情況，檢查刮板鏈的張緊程度。（4）檢查膠帶轉載機托架上的螺栓是否牢固可靠。檢查轉載機的張緊程度和膠帶連接扣是否完好。（5）拆下鏟板升降油缸的護罩，檢查固定螺栓和軟管是否緊固和完好。（6）清洗和潤滑所有的操縱手把。通過壓力表檢查各油路的壓力是否符合規定要求。
3.月檢
（1）包括日檢和周檢的內容。（2）將不符合要求的潤滑油從減速器中放凈，重新注油到所要求的油（3）使冷卻水倒流，以清洗供水系統。
4.季檢
更換液壓傳動系統中的油，清洗油箱內部。
5.半年檢查
（1）檢查所有減速器中的齒輪和軸承，必要時予以更換。（2）拆下所有的油缸，檢查、清洗或修理。（3）用潤滑脂潤滑電動機軸承[2]。
二、煤礦井下掘進機機電設備故障的維護
機器安全作業和良好的備用狀態在于嚴格遵守維護規程，并做好維護工作，其中包括按規定周期注油換油。一旦發現任何微小的故障都應及時排除，以防止重大事故的發生。
1.切割減速器的透氣孔
切割減速器的下部開有透氣孔，必須每天檢查，必要時進行清理。
2.切割頭的緊固
各用三副脹套將兩個切割頭連接在切割減速器輸出軸的兩端。安裝切割頭時要特別注意脹套的安裝細則。脹套不是自動定心的，在安裝第一組時，用隨機專用工具進行定位。施加于拉緊螺釘的扭矩為145N?m，在任何情況下，都不要使用更大的扭矩。為了能確定切割頭是否因受力而不對中，在安裝切割頭時，一定要使兩個油嘴在一條水平線上[3]。
3.齒輪在轉臺上的緊固
使轉臺產生水平擺動的齒輪用脹套將其連接到盤形支座的軸上。齒圈偏離原安裝角將使切割臂偏離中心位置，致使切割臂位于機器縱向軸線的一側。為使切割臂恢復到機器縱向軸線的位置上，操作者必須采取以下措施：（1）旋轉切割臂使其回復到機器的正中位置，然后把切割臂降低到地面上。操作過程中，要把切割臂準確地落在機器的縱軸線上。（2）用兩個壓板把齒圈固定在適當位置上。但要注意，兩個壓板不可壓的太緊，以便能將齒圈移動到準確位置。（3）卸下脹套。（4）取下水平油缸蓋，并卸下活塞。（5）把齒條調回到中心位置。油缸的兩個外端面到齒條兩端的距離X必須相等。（6）清洗脹套將其放回原位。（7）安裝脹套時，必須嚴格遵循脹套的安裝細則，分多次緊固脹套的螺釘，正確的扭矩為450N?m。
4.鏟板托架的緊固
為保證鏟板托架不松動，則必須對鏟板托架每周檢查一次。檢查時，操用者使鏟板上下運動幾次。
5.刮板輸送機的連接螺母每周必須檢查
刮板輸送機和裝載減速器之間的連接螺母，以確保其安裝緊固。發現螺母稍有松動，應立即重新緊固。
6.刮板輸送機鏈條的張緊
當鏈輪轉動時，刮板輸送機鏈條的下垂度不得超過10mm。如果垂度太大，刮板容易跳鏈。但刮板輸送機鏈條必須保持一定下垂量，否則機頭和機尾的鏈輪及刮板機鏈條本身將遭受過度磨損。由于物料容易堆積在刮板機上，所以必須在運轉清理后方可調整鏈條的張力。張緊：（1）松開減速器的緊固螺栓。（2）松開調節螺桿上的鎖緊螺母，將兩邊減速器調整至相同的位置。（3）必要時，短時開動刮板機后再調整鏈條的張力。（4）擰緊調節螺桿上的鎖緊螺母，并擰緊緊固螺栓。減速器上的緊固螺栓要正確擰緊，如不正確，調節螺桿就可能彎曲，減速器上的爪式聯軸器和刮板輸送機驅動軸就有可能損壞[4]。
7.刮板輸送機安全摩擦離合器
安全摩擦離合器片是由彈簧加載的，每次起動都將受到一定程度的磨損。一旦磨損超過一定值，必須減薄彈簧座上的墊圈，使壓力彈簧重新壓緊。當墊圈減薄后，摩擦片再度磨損時就將其更換。每周檢查離合器摩擦片時，要松開底部的螺塞，檢查是否有油，如果有油存在，說明刮板減速器漏油，必須更換減速器高速軸密封，以保證摩擦片絕對無油脂。由于摩擦片之間易于粘附，所以存放時必須把離合器的組件拆散放置。
8.履帶鏈的張緊
當掘進機由地面抬起時，履帶鏈的正確垂度在60-70mm之間。為了張緊履帶，機器設有張緊油缸。在油缸中裝入油脂，隨機工具中備有一個手動油脂槍，進行注油張緊。也可使用其他動力注油器張緊。為了檢查和調整履帶松緊，必須將機器抬離地面，首先放下尾部穩定器，然后落下前方的鏟板和切割臂，可將機器抬起。在測量垂度之前，必須使履帶來回轉動幾次。
三、結論
隨著煤礦科技的不斷發展，建設高產高效礦井的理念深入人心，掘進機在煤礦廣泛應用，大幅度的提高了掘進隊的單進，解決了生產接續緊張的問題，已取得了顯著的經濟效益，有效地緩解了采掘接續緊張的局面。加強對機械設備使用人員的素質建設，使他們掌握正確的使用和維護技能，對于減少或者避免機械故障的出現，提高機械的利用率有著重要的作用。
【摘要】礦用掘進機電氣控制系統由傳感器、執行機構、輔助設備、人機交互界面等幾個部分組成，該系統對于掘進機的正常運行起著非常大的作用，因此，需要搞好維護和維修工作。文章對煤礦掘進機電氣系統的維護、常見故障的診斷和排除進行了探討。
【關鍵詞】煤礦掘進機；電氣系統；組成；維護；故障診斷；故障排除
隨著我國煤炭行業的興起，大規模的機械化產品應用于礦山作業中，綜掘設備掘進機大批量的投入到礦井生產中。這給設備的維護和維修提出了新的要求。礦山機械一般可以分為機械系統、液壓系統和電氣系統三大部分，其中電氣系統是一個非常重要的系統。近幾年礦用產品信息化進程加快，更多新的控制方式和信息化手段應用到掘進機的電氣系統中來，在一定程度上方便了現場設備的維護和檢修。在此，本文主要對煤礦掘進機的電氣系統的維護做個簡要地探討。
1煤礦掘進機電氣控制系統的組成
當前我國礦用掘進機的整機裝機功率通常在350kW以上，系統采用交流1140V供電，根據掘進機性能要求，電氣控制系統應具備對電動機的控制和保護、液壓系統的控制、掘進機照明、報警、急停等輔助設備的控制等功能。
1.1傳感器
礦用掘進機的常用的控制電路保護及電機保護功能主要包括：漏電閉鎖檢測、短路、缺相、過載及控制電路、漏電保護等，傳感器主要是為控制系統檢測掘進機關鍵元部件狀態而設置，傳感器通常安裝在電控箱外。當前的傳感器大多是通過光電隔離后的數字信號進行通訊，這大大提高其抗干擾能力，接線也更為方便。由于先進的現場總線結構普遍被采用，使得接口實現統一，為今后技術升級和增加其他檢測裝置帶來了方便。掘進機上通常會設置的傳感器有：電流互感器、油溫油位傳感器、冷卻水量傳感器和油路壓力傳感器等，這些均是保證掘進機正常工作的重要方法。
1.2執行機構
執行機構主要由礦用本安型電磁閥、電液比例閥和隔爆型三相異步電動機構成。掘進機常用的液壓動作（前、后行走，鏟板升、降，后支撐升、降等動作）通過控制電磁閥來進行，而切割臂的擺動則由電液比例閥進行控制，通過對切割電機電流的檢測進而控制電液比例閥的工作電壓（或電流）實現擺動速度的控制，以防止電機長時處于過載狀態。電動機包括油泵電機，切割電機及裝運電機，其中裝、運電機有兩臺同型號電機共同工作，并可正、反轉。在設計中主要考慮各電機開啟順序和相互之間的閉鎖關系，除了進行軟件對各電機邏輯控制外，還設置了裝、運電機正、反轉之間的硬電路閉鎖。
1.3輔助設備
輔助設備包括無線遙控裝置、機器照明裝置、預警設置及瓦斯斷電裝置等。無線遙控裝置設有各液壓動作按鈕，在安全狀態下可以操作機器實現各種動作；照明燈宜選用防震隔爆型，瓦斯斷電裝置配合前級磁力起動器在瓦斯超限情況可下切斷本機的供電，及時消除安全隱患。
1.4人機交互界面
人機界面包括大屏幕液晶顯示器和操控按鈕，安裝在隔爆兼本質安全型操作箱內，液晶顯示器與控制器以現場總線方式通訊，全面及時的將電氣控制系統所有檢測和運行數據展現給掘進機操作人員以便更好的操作設備，同時還能為技術人員提供系統故障信息和數據分析，操控按鈕包含了所有電機的開、停，電磁閥的控制按鈕。這種人機界面與電控箱分離的設計可使掘進機操作人員專注于整機控制而不用關心控制系統具體運行過程，同時操作箱設有數據接口，可將液晶顯示器所有顯示數據通過井下工控網絡將數據送至地面。
2煤礦掘進機電氣系統的維護
要做好煤礦掘進機的維護工作，首先要對掘進機進行定期檢查。檢查電氣設備的門、翻板、接線端蓋是否關好和蓋嚴，把手有無松動、脫落和損壞，端子螺絲有無松動，密封是否完好。若有，應及時修補和更換，保證外部灰塵和水不進入電氣設備內。對主變應隨時檢查冷卻供水與散熱情況，從各個方位仔細監聽其運行聲音是否正常。氮氣壓力按儀表標定單位的要求是否工作在正常的工作范圍內，主變溫度是否超為合理區域；隔離開關動靜觸頭間有無其它異常現象，鎖銷有無脫落。在掘進時電氣維護人員應巡視檢查以上項目特別是變壓器的溫升狀況。
由于掘進機常常處于井下工作，其電氣設備的密封、絕緣、運行溫度、衛生清潔、接線端子及接線柱的銹蝕和緊固情況等因素對電氣設備的正常安全運行非常重要。搞好掘進機的正常維護是一項復雜的工作。在掘進機組上從事維修工作還應注重下面幾個原則性的問題：
（1）確定問題
其中包括設備的異常指示、異常動作，異常動作是突然發生還是逐漸發生，以及可以觀察到的任何可見故障等。
（2）分離并確定不能正常工作的構件
根據原理圖確認哪些構件可能引起故障；根據對問題的清楚的定性，確定哪一個構件或哪些構件最可能引起問題；隔離或繞開最可能發生問題的構件，檢查系統功能，以確定構件是否為不能正常工作，可采用同樣的方法進行多次檢查，直到找到發生問題的構件。在判斷檢查時不要由于方法簡單，就忽視甚至不加以采納執行。
（3）解決問題
矯正設備的非正常工作狀態，如果可能的話，應確定構件不能正常工作的原因；由于系統其他故障可能引起設備異常動作，僅僅修理或更換一個構件可能暫時緩解了問題，而引發的基本故障仍未排除；矯正任何可能引起設備非正常工作的其他問題；應盡可能修理缺陷構件，不能修好時，則予以更換；最后，還應進行必要的系統檢測，以確保系統運行參數的恰當設定。
3常見故障診斷及排除
3.1PR1先導繼電器故障
PR1繼電器是直接控制泵電機啟動的中間先導繼電器，在工作過程中如果出現故障，它所控制的輔助觸點PR1-1不能正常工作，時而閉合時而斷開，有時也會因為機器工作振動太大，造成PR1-1觸點不穩定，這就會造成泵電機在工作過程中突然斷電，然后重新啟動仍然可以正常工作，這樣的軟故障使維護者很難判斷，從而造成了機組的工作效率降低，影響了井下的正常生產。解決的方案是：當出現此類問題后針對PR1繼電器進行更換；或者可以間隔一段時間對電器系統進行強制性檢修。
3.2過載保護模塊燒毀
電機過載保護模塊是通過交流互感器獲得信號進行分析的電器元件，當其出現故障前期常會有不定期出現停機的現象發生，每次電腦顯示過載，之后又恢復正常，如果經常出現這樣的狀況就會影響正常的生產，增加機器的啟動頻率，對機器各個電氣部件都是一種考驗，要想準確地判斷主要通過兩個方面：①觀察電腦的存儲記錄，②空載狀況下運行機組，如果在空載的狀況下仍出現過載跳電則說明過載保護模塊出現故障，解決方案一是更換新配件，另外就是對過載保護模塊進行調整。當然，調整的先決條件是保證其沒有損壞而是數值有變化或不適合工作條件下的要求。
3.3漏電繼電器損壞
在掘進機電氣系統中漏電繼電器既是檢漏繼電器又是漏電復位繼電器，所以此繼電器如果出現故障直接的征兆即是漏電，確保供電線路中沒有漏電現象時就有可能是漏電繼電器故障，工作時因為某種瞬間絕緣值低造成漏電顯示，但是如果漏電復位繼電器正常情況下都會對其復位動作，如不能則故障。另外就是檢漏本身通過一個6kΩ的電阻在進行檢測，如果電阻或者漏電繼電器存在問題則直接就造成漏地不能正常工作。其解決方法只能更換配件。
4結束語
隨著大型機械設備在煤礦生產中的應用，設備的維護、檢修顯得尤為重要。掘進機電氣系統是整機的主要組成部分，它為掘進機提供動力源，同時還控制掘進機各臺電機及其配套機械部件的正常運行與安全。因此，做好掘進機電氣系統的維護與維修工作，對于掘進機的正常安全運行意義重大，對于煤礦生產也意義重大。
