韓志新

（大同煤礦集團(tuán)公司 同家梁礦，山西 大同 037000）

MK5掘進(jìn)機在使用過程中常見問題分析

韓志新

（大同煤礦集團(tuán)公司 同家梁礦，山西 大同 037000）

通過對英國DOSCO公司生產(chǎn)的新型懸臂式掘進(jìn)機組MK5在使用過程中出現(xiàn)的常見的問題進(jìn)行了分析，找出了解決問題的方法，對掘進(jìn)機在今后生產(chǎn)過程中安全穩(wěn)定的運行有一定的借鑒作用。

MK5；掘進(jìn)機；問題分析；解決方法

為了實現(xiàn)現(xiàn)代化礦井的生產(chǎn)需要，大同煤礦集團(tuán)以“裝備機械化、自動化、信息化、現(xiàn)代化高產(chǎn)高效礦井發(fā)展的路子”為戰(zhàn)略路徑，率先引進(jìn)了由英國DOSCO公司生產(chǎn),在世界處于領(lǐng)先水平的MK5重型、履帶式軸向懸臂式掘進(jìn)機組。掘進(jìn)機引進(jìn)以來經(jīng)過一段時間的使用，在一定程度上發(fā)揮了其所擔(dān)負(fù)的使命，同時也出現(xiàn)了諸多問題。針對MK5掘進(jìn)機在使用過程中出現(xiàn)的各種問題作了較為系統(tǒng)的分析，希望在同行業(yè)中起到交流的作用。

1 MK5掘進(jìn)機概述

1.1 DOSCO公司MK5掘進(jìn)機概況

MK5型掘進(jìn)機是英國DOSCO公司推出的一種新型巖巷掘進(jìn)機，該掘進(jìn)機是一種重型履帶式單臂掘進(jìn)機，設(shè)計用來在采礦和土建工程領(lǐng)域進(jìn)行機械化預(yù)采，用模塊化設(shè)計，便于維護(hù)和拆卸運輸。MK5掘進(jìn)機全長14.3 m，高度2.57 m，總重120 t。MK5掘進(jìn)機見圖1，其它主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。

圖1 MK5整體效果圖

表1 MK5掘進(jìn)機主要技術(shù)參數(shù)

1.2 MK5掘進(jìn)機特性

a.供電：采用電氣-液壓動力模式，機器除饋電電纜供應(yīng)外，通過饋電開關(guān)、切割電機，泵站電機，運輸機電機和刮板運輸機驅(qū)動電機進(jìn)行獨立工作。

b.切割：物料的切割通過切割臂上的切割頭完成，由一臺單速水冷電機通過行星齒輪箱進(jìn)行驅(qū)動。利用液壓油缸，切割臂可以垂直和水平運動。機器配備350 kW單速切割臂，可以與斷面指示系統(tǒng)連同操作。

c.裝貨和運輸系統(tǒng)：當(dāng)掘進(jìn)機前進(jìn)時，切割下的物料被收集到鏟板上。鏟板由液壓驅(qū)動上下升降，便于在斜坡上工作，并在機器移動時對底面進(jìn)行清理。安裝在鏟板上的兩個液壓驅(qū)動的星形扒爪，將物料輸送至中央電力驅(qū)動的雙鏈刮板運輸機，經(jīng)由電力驅(qū)動的皮帶轉(zhuǎn)載機，輸送到機器后部的轉(zhuǎn)載系統(tǒng)上。

d.行走：掘進(jìn)機的行走通過兩條自動張緊的液壓履帶完成。每一條履帶由一個低轉(zhuǎn)速高扭矩的液壓馬達(dá)驅(qū)動。每個液壓馬達(dá)都配備有自動安全制動系統(tǒng)，當(dāng)液壓或電氣系統(tǒng)出現(xiàn)功率損耗或履帶控制桿處于空擋位置時將進(jìn)行安全制動。機器自身較小的接地比壓使機器能在濕軟的底板進(jìn)行工作。

e.后支撐千斤頂：在掘進(jìn)機尾部安裝有兩個液壓后支撐。后支撐的作用一是便于對機器進(jìn)行維護(hù)，二是有助于在斜坡進(jìn)行工作，還可以在切割時穩(wěn)定機身。

f.液壓系統(tǒng)：掘進(jìn)機的電氣/液壓系統(tǒng)動力由泵站啟動，包含一個風(fēng)冷電機驅(qū)動的多元泵。液壓系統(tǒng)使用能控制變量泵的負(fù)載檢測的比例控制閥，實現(xiàn)最優(yōu)性能。液壓系統(tǒng)有一系列高壓操作回路，大部分由低壓控制回路控制。

g.冷卻系統(tǒng)：液壓油路和切割電機的冷卻通過兩種方式完成，冷卻水直接注入油箱上的冷卻管，再流經(jīng)切割電機上的水套。

h.斷路冷卻：水進(jìn)入掘進(jìn)機完成冷卻過程后，可作為水噴霧抑制粉塵，或者直接作為廢水排出。

i.高壓水冷卻：掘進(jìn)機進(jìn)水經(jīng)由高壓泵輸送至切割頭，壓力達(dá)到140 kPa，有效抑制粉塵及冷卻切割頭。

2 MK5掘進(jìn)機在使用過程中常見問題分析及解決方法

2.1 工作環(huán)境概況

同煤集團(tuán)引進(jìn)的國內(nèi)首臺MK5掘進(jìn)機選擇在新建礦井同煤集團(tuán)東周窯煤礦西盤區(qū)運輸大巷使用，該巷道為寬5 840 mm，高5 220 mm的大斷面拱形巷，全巷長1 924 m，在MK5掘進(jìn)機投入使用時，巷道已掘進(jìn)至1 450 m，MK5掘進(jìn)機共掘進(jìn)477 m。由于該礦地質(zhì)條件復(fù)雜，在掘進(jìn)至該巷道1 622 m處，遇一條高1.8 m、長16 m的正斷層，通過該斷層后，工作面全斷面變?yōu)楫惓杂驳氖⒌[巖，掘進(jìn)機切割該巖石特別艱難，截齒消耗急劇增加，為減少截齒的消耗，采取爆破松動巖石，但未取得理想的效果，主要原因是巖石堅硬，在打眼布炮時，需要較長時間，嚴(yán)重影響了掘進(jìn)進(jìn)度。

2.2 MK5掘進(jìn)機常見問題分析及解決方法

2.2.1 MK5掘進(jìn)機星輪變形

如圖2所示，星輪固定在鏟板上，星輪邊緣焊接著一塊長143 mm的耐磨板，該耐磨板與星輪不是一個整體，當(dāng)星輪旋轉(zhuǎn)到鏟板中央位置時，星輪就會250 mm的部分懸空，在掘進(jìn)機掘進(jìn)過程中，切割臂與星輪之間不可避免有大塊石頭落入，截割頭在掃地過程中，也會有大塊石頭擠入，多次擠壓后導(dǎo)致星輪耐磨板縫隙部位變形，與鏟板產(chǎn)生摩擦，星輪不能正常轉(zhuǎn)動。

圖2 MK5掘進(jìn)機星輪、鏟板示意圖

由于上述原因，當(dāng)星輪發(fā)生變形時，將其拆下運輸?shù)降孛?，使用氧焊烤后，調(diào)整恢復(fù)正常，但此過程會耽誤生產(chǎn)進(jìn)度。經(jīng)過一段時間研究，在鏟板中央兩側(cè)加工一對托架，當(dāng)星輪旋轉(zhuǎn)到鏟板中央位置時，托架支撐星輪懸空部位，很好的解決了星輪的變形問題。

2.2.2 除塵風(fēng)機堵塞，不能正常運轉(zhuǎn)

如圖3所示，除塵風(fēng)機為MK5掘進(jìn)機設(shè)計中的主要亮點之一，但在投入使用后，發(fā)現(xiàn)除塵風(fēng)機吸風(fēng)口位置與巷道底板距離太小（距底板500 mm），在掘進(jìn)機掘進(jìn)、移動、鏟底過程中，煤泥很容易在鏟板后方堆積，堵塞吸風(fēng)口，導(dǎo)致除塵風(fēng)機不能正常工作；同時，掘進(jìn)機在切割過程中，大量煤巖產(chǎn)生的粉塵在吸風(fēng)口上方，除塵風(fēng)機吸風(fēng)口太低，根本不能起到吸塵、降塵的目的。

圖3 除塵風(fēng)機示意圖

鑒于上述吸塵風(fēng)機的問題，經(jīng)生產(chǎn)現(xiàn)場觀察、研究，只能通過改變吸風(fēng)口的位置來將吸塵風(fēng)機投入使用，決定將原設(shè)計中的吸風(fēng)口封堵，在吸塵風(fēng)道中部開孔，重新加裝風(fēng)道，將吸風(fēng)口抬高，目前改造后的吸塵風(fēng)機已投入使用。

2.2.3 左、右升降油缸活塞桿拉斷

圖4 MK5升降油缸活塞桿斷裂位置示意圖

如圖4所示，MK5掘進(jìn)機在使用過程中，出現(xiàn)截割頭不能升降，同時，油缸后腔溫度明顯升高，當(dāng)班停止生產(chǎn)，現(xiàn)場初步判斷右升降油缸出現(xiàn)故障，檢修工將故障油缸拆下后，發(fā)現(xiàn)油缸活塞桿拉斷，將其出井檢修。維修后MK5繼續(xù)掘進(jìn)，在使用約一天后，油缸活塞桿再次出現(xiàn)拉斷故障，第二次拆下出井。維修恢復(fù)后，第五天出現(xiàn)第三次油缸活塞桿拉斷，出井到維修廠進(jìn)行維修，維修廠家人員建議更換油缸，焊接維修已不能完全解決問題，經(jīng)DOSCO公司技術(shù)人員對油缸設(shè)計圖紙研究，發(fā)現(xiàn)油缸設(shè)計存在失誤，DOSCO公司將設(shè)計圖紙改進(jìn)后，重新加工生產(chǎn)了左、右升降油缸。

2.2.4 原設(shè)計中未考慮到的問題

如圖5所示位置，MK5掘進(jìn)機在原設(shè)計中存在的問題，給掘進(jìn)的檢修帶來了很多困難，經(jīng)過在掘進(jìn)機使用的過程中，對其進(jìn)行了改進(jìn)。

a.MK5掘進(jìn)機本體底部為整體結(jié)構(gòu)，如果行走馬達(dá)出現(xiàn)故障，行走馬達(dá)不方便拆裝，需要將機組本體整體拆開，給維修帶來了很大困難，故在本體行走馬達(dá)副井開方形口，以方便檢修。

b.星輪馬達(dá)上方為設(shè)計蓋板，掘進(jìn)機在掘進(jìn)過程中，煤泥、煤巖塊很容易落入，后期在其上方設(shè)計了一塊蓋板，保證在掘進(jìn)過程中，馬達(dá)不受損壞。

d.掘進(jìn)機尾部需要連接拖拉滑道，但原設(shè)計中未考慮與拖拉滑道連接孔，故在掘進(jìn)機尾部開一口連接拖拉滑道。

e.星輪液壓油管裸露在外部，在其上方加裝保護(hù)蓋板，防止煤巖塊將油管擠斷。

圖5 原設(shè)計中存在問題示意圖

3 結(jié)束語

MK5掘進(jìn)機雖然在使用過程中暴露出了很多問題，但也帶來了很多技術(shù)亮點。通過對MK5掘進(jìn)機出現(xiàn)的各種問題分析，希望能夠?qū)笃趪鴥?nèi)引進(jìn)的進(jìn)口掘進(jìn)裝備提供技術(shù)參考。

（編輯：劉新光）

Common Problems in the Process of Using MK5 Roadheader

HAN Zhixin
(Tongjialiang Mine,Datong Coal Mine Group,Datong 037000,China)

The paper finds out the solutions to the common problems in the process of using a new cantilever roadheader,MK5,manufactured by a Britain company(DOSCO),which could be reference for the safe and stable operation ofthe roadheaders in the future.

MK5;roadheader;problemanalysis;resolvent

TD421.5

A

1672-5050（2016）04-037-03

10.3969/j.cnki.issn1672-5050sxmt.2016.08.011

2016-03-07

韓志新 (1985-)，男，山西朔州人，大學(xué)本科，助理工程師，從事煤礦機電技術(shù)研究及管理工作。