李澤宇

（晉能控股煤業(yè)集團馬脊梁礦，山西 大同 037000）

晉能控股煤業(yè)集團馬脊梁礦自礦井成立以來，一直采用MG 型采煤機進行生產(chǎn)。從之前工作面MG650/1630-WD 采煤機的工作情況來看，采煤面采煤過程中故障頻發(fā)，時常需要停機檢修，影響煤礦生產(chǎn)效率。為保障該煤礦8127 工作面智能化開采的需要，對MG650/1630-WD 采煤機進行了優(yōu)化改進設計[1-5]。

1 MG650/1630-WD 型采煤機故障類型及原因

對馬脊梁礦MG650/1630-WD 型采煤機2020 年1 月至2020 年12 月期間的故障類型進行分析總結(jié)，主要分為牽引變壓器故障、截割電機故障、截割電纜保護裝置故障、冷卻調(diào)高系統(tǒng)故障四種。

1.1 牽引變壓器故障及原因分析

MG650/1630-WD 型采煤機牽引變壓器損壞故障較頻繁。由于牽引部變壓器固定方式不當，自身防震性能不佳，因而在受到強烈的震動時變壓器固定腳受破壞致固定腳斷裂，變壓器發(fā)生損壞無法正常使用。牽引部變壓器發(fā)生損壞后，必須及時地停機檢修，并對其進行更換，而1 臺新的牽引部變壓器設備的成本約20 萬元。

根據(jù)現(xiàn)場情況，引起該故障的主要原因為：（1）當采煤機進行截割作業(yè)時，遇到較大硬度巖層時采煤機各組成部分都會遭受較大震動，影響設備的安全性；（2）工作面上垮落的原煤及矸石物料在沖擊力下會撞擊采煤機，采煤機的震動加劇。這兩種原因都可能造成采煤機牽引部變壓器發(fā)生損壞故障。

1.2 截割電機故障及原因分析

MG650/1630-WD 型采煤機截割電機故障較為頻繁。截割電機發(fā)生損壞故障后，必須停機進行更換，影響截割部作業(yè)效率。

根據(jù)現(xiàn)場情況，引起該故障的主要原因為：（1）截割電機采用8個六方形M16×50型螺栓進行固定，理論上其固定的穩(wěn)定性較理想，但是從采煤機的實際情況來看，在生產(chǎn)過程中固定螺栓會在設備的不斷工作震動下出現(xiàn)松動、固定不牢靠的問題；（2）該采煤機的截割電機聯(lián)接件設計時的強度較小，當固定螺栓在震動、固定不牢靠的狀態(tài)下會極易損壞到截割電機機體，影響截割電機的安全穩(wěn)定運行。

1.3 截割電纜故障及原因分析

MG650/1630-WD 型采煤機截割電纜常發(fā)生故障，截割電纜一旦發(fā)生破壞損傷故障，就必須進行全面換新，一套新電纜的采購成本約10 萬元，維修更換時間約為6 h，影響采煤機的正常作業(yè)。

根據(jù)現(xiàn)場情況，引起該故障的主要原因為：（1）煤礦井下空間狹小，生產(chǎn)環(huán)境惡劣，包括截割電纜在內(nèi)的電纜的數(shù)量眾多，排布混亂，同時因為電纜沒有安裝電纜保護裝置，電纜在大塊原煤及矸石的撞擊下極容易發(fā)生損傷，無法正常使用；（2）隨著采煤工作面的不斷推進，電纜也需要同步進行拖動移動，在電纜拖動移動的過程中，因沒有保護裝置，電纜在巷道地面上不斷摩擦進而容易發(fā)生損壞，導致無法正常使用。

1.4 冷卻調(diào)高系統(tǒng)故障及原因分析

MG650/1630-WD 型采煤機常發(fā)生冷卻調(diào)高系統(tǒng)故障。冷卻調(diào)高系統(tǒng)故障發(fā)生后，對于該處管路的維護和檢修難度較大，需投入大量人力物力，時間消耗量也較大，維修效率不高；無規(guī)則不均勻分布的管路設計使其必須更廠采購零部件，設備維修時間跨度長、費用高。

根據(jù)現(xiàn)場情況，引起該故障的主要原因為：（1）冷卻調(diào)高系統(tǒng)管路的設計為無規(guī)則不均勻分布，使用性能不佳；（2）管路設計時位置較低，易被大塊的原煤及矸石撞擊而損壞，無法正常使用。

2 MG650/1630-WD 型采煤機的優(yōu)化改進設計

基于MG650/1630-WD 型采煤機以往的故障類型及原因分析，對其進行針對性的優(yōu)化改進設計。

2.1 牽引變壓器固定方式的優(yōu)化改進

（1）增強牽引變壓器固定地腳強度。固定地腳上焊接一厚度為16 mm 的Q235 鋼板，在鋼板上均勻鉆設Φ18 mm 的8 個圓孔，并通過螺栓固定在牽引變壓器上。該優(yōu)化設計能有效地提高牽引變壓器固定地腳強度，在受到劇烈震動的狀態(tài)下固定地腳也會保持穩(wěn)定，固定地腳不會發(fā)生松動損壞現(xiàn)象，固定地腳的安全性和可靠性增加。

（2）增加牽引變壓器的抗震性能。在牽引變壓器底部位置增設一厚度為12 mm 皮帶。該設計可調(diào)整以往的剛性接觸為現(xiàn)在的柔性接觸，當發(fā)生震動時柔性接觸能有效地吸收部分震動，起到減震的效果，降低震動對牽引變壓器損壞作用；在固定地腳增加的焊接鋼板上再次增加一厚度為6 mm 的Q235 鋼板，該鋼板用來對螺栓進行進一步的壓緊、固定，起到對螺栓進行防丟失保護效果。

2.2 截割電機固定方式的優(yōu)化改進

（1）在截割電機外部區(qū)域位置增設一厚度為16 mm 的圓形鋼板，并將該鋼板做為卡圈完整地套在電機外圈之上，實現(xiàn)對電機的有效固定。

（2）進一步增加電機固定強度，將以往截割電機的8 個六方形M16×50 型螺栓數(shù)量調(diào)整為12 個。該設計可完整解決截割電機松動、不牢固的問題。

2.3 截割電纜保護裝置的優(yōu)化改進

增設截割電纜保護裝置，該保護裝置采用厚度為20 mm 的高強度鋼制成，其尺寸長×寬×高=400 mm×250 mm×20 mm，采用3 個六方形M30×150 型螺栓進行固定。截割電纜保護裝置的設計可以有效地預防垮落大塊原煤及矸石對截割電纜的損壞，同時也可以保護其不與巷道地面發(fā)生摩擦損壞，提高截割電纜使用的安全性和可靠性。

2.4 冷卻調(diào)高系統(tǒng)的優(yōu)化改進

（1）為保護冷卻調(diào)高系統(tǒng)管路不受大塊原煤及矸石的撞擊，從安裝位置、高度、尺寸等參數(shù)對管路進行了優(yōu)化設計，對冷卻噴霧系統(tǒng)的所有管線進行調(diào)整，讓其維修更換更加便利，同時可對液壓管路產(chǎn)生保護。

（2）將冷卻調(diào)高系統(tǒng)的接頭全部調(diào)換為普通液壓管接頭，實現(xiàn)機械設備接頭的互換，能有效地降低接頭維修更換時的時間和材料成本。

3 應用及效果分析

MG650/1630-WD 型采煤機按以上優(yōu)化設計方案進行改進后，于2021 年1 月在馬脊梁礦8127 工作面智能化開采中進行了生產(chǎn)實踐。從實踐應用效果來看，改進后的采煤機截割作業(yè)正常，使用性能大幅度提高，能滿足煤礦井下空間狹小和惡劣生產(chǎn)環(huán)境的安全生產(chǎn)需求；采煤機故障率大幅度降低，同時期內(nèi)故障發(fā)生率降低了85%，極大地提高了采煤機運行的安全性和穩(wěn)定性；每年可為煤礦節(jié)約設備維修和材料費用約50 萬元。MG650/1630-WD 型采煤機優(yōu)化改進設計方案改進馬脊梁礦8127 智能化工作面開采條件，安全、經(jīng)濟效益顯著。