陳曉輝
(同煤集團(tuán)云岡礦綜采三隊(duì),山西 大同 037017)
采煤機(jī)一般包括截割機(jī)構(gòu)、牽引機(jī)構(gòu)、電氣控制設(shè)備、電動(dòng)機(jī)和液壓系統(tǒng)。其中,電氣控制設(shè)備用于控制和協(xié)調(diào)采煤機(jī)各部分之間的動(dòng)作,是采煤機(jī)的重要組成部分。電氣控制設(shè)備一般包括多種電氣元件,比如:變流器、漏電檢測(cè)器、瓦斯檢測(cè)器、瓦斯報(bào)警器、濕溫度傳感器、角度傳感器和語(yǔ)音報(bào)警器等等。鑒于采煤機(jī)所處工作環(huán)境比較惡劣,電氣控制設(shè)備常集成于多個(gè)箱形結(jié)構(gòu)中,形成采煤機(jī)電控箱。采煤機(jī)在井下工作時(shí),需要對(duì)各部分進(jìn)行調(diào)試和維護(hù);為保證調(diào)試和維護(hù)的安全性,一般在相應(yīng)的電控箱內(nèi)設(shè)置隔離開關(guān),以切斷相應(yīng)部分的電路。電控箱內(nèi)不同等級(jí)電壓的電子元器相互影響,出電線路與液壓管路統(tǒng)一安裝在過(guò)線腔內(nèi),都會(huì)造成較大的安全隱患,引發(fā)安全事情。
云岡礦井下工作面大部分MG300/700AWD 雙滾筒采煤機(jī)都配備有采煤機(jī)電控箱,電控箱采煤機(jī)產(chǎn)品的核心控制元件、電控箱的質(zhì)量好壞直接影響采煤機(jī)產(chǎn)品的穩(wěn)定性與壽命。在該型號(hào)采煤機(jī)電控箱中各部件繁多,主要分為電子元器件和液壓元器件,并且電子元器件又有不同電壓的等級(jí)區(qū)分,有3 300 V、1 140 V 和660 V 三種[1-2],不同等級(jí)電壓的電子元器件之間也會(huì)造成相互影響。采煤機(jī)廠家為了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單降低加工成本,將該采煤機(jī)電控箱內(nèi)的高壓與低壓電子元器件統(tǒng)一安裝在電路腔內(nèi),并且將出電線路與液壓管路統(tǒng)一安裝在過(guò)線腔內(nèi),即在同一個(gè)腔體內(nèi)既走線纜又有水管連接。從實(shí)踐應(yīng)用過(guò)程發(fā)現(xiàn),采煤機(jī)電控箱電子元器件之間的相互影響無(wú)法消除。另外發(fā)生過(guò)采煤機(jī)電控箱水路出線漏水情況,造成電控箱電路安全事故的發(fā)生。
以云岡礦MG300/700AWD 雙滾筒采煤機(jī)為對(duì)象,在以往電控箱的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn),設(shè)計(jì)了一種新型的采煤機(jī)電控箱,該新型電控箱的整體結(jié)構(gòu)如圖1、圖2 和下頁(yè)圖3 所示[3-4]。主要包括頂板和底板,頂板長(zhǎng)度方向的兩端底部設(shè)有側(cè)板,側(cè)板頂部固定在頂板上、底部固定在底板上。頂板寬度方向的一端底部設(shè)有正面板,正面板頂部固定在頂板上、底部固定在底板上,且其兩側(cè)均與側(cè)板固定。
圖1 新型電控箱的正視剖視圖
圖2 新型電控箱的俯視剖視圖
圖3 新型電控箱的左視剖視圖
在兩個(gè)側(cè)板之間設(shè)有背板,背板與正面板之間設(shè)有中隔板。兩個(gè)側(cè)板之間還設(shè)有背面板,背面板與背板之間設(shè)有數(shù)個(gè)出電腔。在正面板外側(cè)還設(shè)有進(jìn)電腔。在背板和背面板之間還設(shè)有背隔板。
在正面板外側(cè)設(shè)有蓋板,在背面板外側(cè)也設(shè)有蓋板,另外在進(jìn)電腔和出電腔外壁上也設(shè)有蓋板。
在出電腔設(shè)置處的背板上設(shè)有數(shù)個(gè)穿墻端子,在中隔板上也設(shè)有數(shù)個(gè)穿墻端子,同時(shí),在進(jìn)電腔設(shè)置處的正面板上也設(shè)有數(shù)個(gè)穿墻端子。
該新型采煤機(jī)電控箱在使用時(shí),頂板、底板、正面板、側(cè)板和背板之間形成的腔體為電子元器件安裝腔體,即主腔體。中隔板將該主腔體一分為二,左側(cè)為高壓腔、右側(cè)為低壓腔,分別安裝不用電壓等級(jí)的電子元器件,高壓腔和低壓腔分別安裝不同類型的電子元器件,兩腔體之間通過(guò)穿墻端子進(jìn)行接線[5-6]。出電腔為電路出線腔體,用于將電控箱內(nèi)的電源和通訊信號(hào)傳遞到采煤機(jī)其他部件中去,該腔體與主腔體之間通過(guò)背板上穿墻端子進(jìn)行接線。背板、背隔板底部和背面板之間形成的腔體為液壓管路腔體,用于安裝液壓油管與水管,并將油管與水管從電控箱兩端,分別連接到采煤機(jī)其他部件中去。進(jìn)電腔為電路進(jìn)線腔體,用于將外部電源引入到電控箱主腔體內(nèi),該腔體與主腔體之間通過(guò)正面板上的穿墻端子進(jìn)行接線。同時(shí),安裝在正面板、背面板、進(jìn)電腔和出電腔上的蓋板,主要用于保證電控箱各個(gè)腔體內(nèi)部的密封。
該新型采煤機(jī)電控箱通過(guò)中隔板將電控箱內(nèi)分為高壓腔與低壓腔,分別放置不同等級(jí)電壓的電子元器件,可以有效減少高低壓電子元器件之間的相互影響,尤其是減少高壓電對(duì)控制類元器件的影響;同時(shí),通過(guò)背隔板將電控箱內(nèi)的出線腔和液壓管路腔分開,將出電線路與油水路分腔處理,降低了由于液壓油管或水管漏水造成的電控箱短路或失火的風(fēng)險(xiǎn),并且拆裝維護(hù)時(shí)更為方便安全,應(yīng)用前景更廣。
將新型采煤機(jī)電控箱在云岡礦MG300/700AWD 雙滾筒采煤機(jī)上進(jìn)行安裝調(diào)試并投入實(shí)踐應(yīng)用。從2019 年5 月運(yùn)行至今,采煤機(jī)電控箱整體運(yùn)行理想,有效實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)電氣系統(tǒng)的智能控制與保護(hù)。在實(shí)踐應(yīng)用的1 a 時(shí)間內(nèi),采煤機(jī)電控箱高低壓電子元器件故障較少,同時(shí)電控箱無(wú)短路或失火安全事故發(fā)生。該新型采煤機(jī)電控箱的應(yīng)用,有效保護(hù)了采煤機(jī)供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性,保障了采煤機(jī)作業(yè)的連續(xù)性,降低了安全事故的發(fā)生。該采煤機(jī)電控箱的設(shè)計(jì)及應(yīng)用項(xiàng)目是合理的、成功的,具有較好的市場(chǎng)應(yīng)用前景,可以大規(guī)模推廣應(yīng)用。