程俊強

（中國煤炭科工集團太原研究院有限公司，山西太原 030006）

0 引言

目前，我國煤礦設備向自動化和智能化方向發(fā)展，煤礦掘進機應用于煤礦巷道開采工作。煤礦掘進機本安操作箱在井下復雜的生產(chǎn)環(huán)境中，不可避免會出現(xiàn)各種故障，影響掘進機的高效運轉。為此，梳理本安操作箱的工作原理、使用方法及其常見電氣故障，分析故障原因，做好各種預防解決措施，保證掘進機設備正常高效運轉，提高煤礦巷道生產(chǎn)效益。

1 煤礦掘進機本安操作箱概述

煤礦掘進機本安操作箱是掘進機電氣系統(tǒng)的重要組成部分，本文以太原煤礦院掘進機用CXH-12（A）型礦用本質(zhì)安全型操作箱（以下簡稱操作箱）為主要研究對象。操作箱同前級饋電開關、KXJ–280/1140（660）E 掘進機用礦用隔爆兼本質(zhì)安全型電氣控制箱、礦用隔爆兼本安型聲光信號器或礦用隔爆電鈴、礦用隔爆型LED 燈、礦用隔爆型急停按鈕、礦用車載式甲烷斷電儀，以及驅動掘進機各工作機構的電機組成煤礦掘進機電氣系統(tǒng)。

操作箱是掘進機電氣系統(tǒng)的核心部件，具有體積小、操作靈活、安全可靠的特點。操作箱和開關箱之間通過RS485 通信方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時傳輸，操作箱液晶屏和開關箱顯示屏配合顯示整機的狀態(tài)信息和故障信息。

2 本安操作箱技術參數(shù)及結構特征

2.1 技術參數(shù)

工作電壓：DC 12 V，最大工作電流：≤510 mA，通信信號：RS485，波特率：9600 bps，RS485 信號峰—峰值：＜15 V，通信距離：≤15 m。

2.2 操作箱結構

操作箱外觀結構如圖1 所示。操作箱為本質(zhì)安全型電氣設備，外殼材料為不銹鋼，防護等級為IP54。蓋板在箱體前端，使用螺栓與箱體緊固。箱體正面安裝有5.7 英寸液晶顯示屏、操作開關和緊急停機按鈕，開關旁刻有操作提示文字。蓋板上設有“Exib I”標志。蓋板接合面安裝橡膠密封墊，液晶顯示屏前端安裝有機玻璃板，在玻璃板與蓋板接合處涂抹密封膠，可有效防止粉塵和淋水進入而損壞電路模塊。箱體側面設有產(chǎn)品銘牌，正面有4 個固定座。

圖1 操作箱外觀

操作箱內(nèi)部裝有單片機采集處理電路模塊，安裝時充分考慮防松措施。操作箱下端安裝有2 個航空插座，用于進出電纜線。

3 本安操作箱工作原理及功能

3.1 工作原理

操作箱內(nèi)部數(shù)據(jù)采集處理模塊上的單片機實時檢測操作箱面板上旋鈕的開關狀態(tài)，轉換成通信信號以RS485 通信方式發(fā)送給電控箱內(nèi)部控制器，控制器根據(jù)通信指令實現(xiàn)操作箱的所有功能?？刂破鲗崟r將掘進機各電機的啟停狀態(tài)、故障信息和顯示參數(shù)發(fā)送給操作箱，單片機接收、處理后在液晶屏顯示。操作箱面板如圖2 所示。

圖2 操作箱面板

3.2 開關功能

（1）急停開關（常閉）用于緊急停止所有電機。本機復位開關用于重新啟動操作箱內(nèi)部單片機工作，不能復位電控箱內(nèi)部的控制器。系統(tǒng)復位開關作為電控箱內(nèi)主控制器的復位信號，當控制器接收到該信號時，會停止所有輸出。

（2）截高和截低旋鈕用于選擇控制截割高速回路或截割低速回路。如果回路只有截割電機，此按鈕保持在中位即可。翻頁開關用于查詢控制器采集的所有模擬量及數(shù)字量的狀態(tài)參數(shù)。第一次撥動翻頁開關時，電控箱顯示器顯示控制器采集的模擬量值，松開開關。第二次撥動翻頁開關時，顯示控制器所有開關量I/O 點的狀態(tài)。

（3）當掘進機配有遙控功能時，將操作選擇開關打到“遙控操作”位置，可以遙控操作掘進機。此時可以通過遙控發(fā)射機啟動油泵電機，油泵電機啟動后可以通過遙控發(fā)射機啟動截割電機和轉載電機，本機操作掘進機被屏蔽。

4 井下安裝、維護和檢修

4.1 井下安裝、維修

4.1.1 井下安裝與檢查

（1）操作箱在井下使用時需要注意防水或者盡可能避開有淋水的地方。

（2）工作面濕度較大時，必須在開關箱、電機等電氣設備腔體內(nèi)放置干燥劑。

（3）下井拆解前，必須在地面對所有操作方式進行試運轉。

（4）在井下裝卸、搬運過程中避免強烈振動，嚴禁翻滾，必須輕放，保護好拆開的電纜接頭（插頭）和電氣設備。

（5）為保證電氣元件可靠工作，操作箱必須裝設在掘進機的減振器上。

（6）井下安裝前，必須仔細檢查：連接件是否松動；電氣元件在運輸過程中是否遭到損壞。發(fā)現(xiàn)問題要及時處理，并檢查是否具有出廠證明，否則不準使用。

4.1.2 井下維護

（1）新機器下井5～7 d 后，應對箱體內(nèi)各接線進行徹底檢查。

（2）每隔10 d 對電氣系統(tǒng)進行檢修。主要檢查有無線頭松動或螺栓松動現(xiàn)象，隔爆面有無損傷，如有應及時處理。對各種操作均要試運轉，確認有無操作異?，F(xiàn)象。

（3）定期清除各處的污垢、煤塵、銹斑，并在各隔爆面及磁路系統(tǒng)接觸面涂上薄薄一層防銹油脂。

（4）日常進行周期性檢查，箱體外殼有無損壞。

（5）操作箱表面有污物時，使用干凈軟布輕輕擦拭。不要使用帶腐蝕性的溶劑和硬物擦拭表面，否則可能導致表面劃傷或損壞。

4.2 井下檢修

（1）只有受過培訓和指定的人員才可打開或修理操作箱。

（2）掘進機停電后斷路器進線端仍然帶電，檢修時必須切斷前級饋電開關供電，嚴禁帶電操作。

（3）需要打開操作箱的門或蓋時必須先停電，打掃干凈門或蓋上的煤塵或粉塵后方可操作。

（4）檢修時不得隨意改變本安電路元器件型號、規(guī)格和參數(shù)。

5 本安操作箱常見故障及處理方法（表1）

表1 本安操作箱常見故障及處理方法

6 結語

煤礦掘進機本安操作箱的正常使用直接影響掘進機的使用效率。介紹本安操作箱的工作原理及其使用方法，從實際應用中總結分析本安操作箱的常見電氣故障，提出相應維修措施。煤礦生產(chǎn)企業(yè)要加強對本安操作箱的電氣維護與故障診斷，相關人員和部門要提前做好操作箱故障問題的預防方案，明確設備比較普遍的故障問題及處理方法。技術人員應不斷提高自身技術能力和綜合素質(zhì)，以便于更好處理設備故障，及時采取處理方法，盡快恢復設備正常運行，保證正常生產(chǎn)。