羊场湾煤矿进口和国产大采高综采工作面主要设备的故障分析及改进建议

冯耀东

（神华宁夏煤业集团有限责任公司，宁夏自治区银川市，750011）

羊场湾煤矿是神华宁夏煤业集团有限责任公司一座生产能力达千万吨级的特大型矿井，矿井地质条件较好。煤层最大厚度7.02m，最小厚度5.70 m，设计开采高度为5.6m，工作面平均倾角11°。矿井同时布置两个大采高综采工作面，其中一个采用国产设备，另一个采用除国产液压支架外的进口设备（以下简称进口设备）。两个工作面采煤条件近似，但国产设备在生产运行中的故障率相对进口设备的故障率偏高。为了不断改进国产设备的性能，减少设备故障停机，提高生产效率，进行了为期4个月的设备现场运行状况跟踪调查和对比分析，采取了相应的改进措施，取得了较好的效果，这些研究有益于提高国产设备的运行可靠性。

1 工作面设备配置情况

国产设备工作面配置情况见表1，进口设备工作面配置情况见表2。

表1 国产设备工作面主要配置

表2 进口设备工作面主要配置

2 主要设备故障影响时间统计及原因分析

2.1 主要设备故障影响时间统计

从2011年3－6月份，分别对进口设备工作面和国产设备工作面的主要设备故障时间进行了统计，累计统计122d，每天的生产时间为18h，生产作业总时间为131760m in，故障影响生产时间统计分析见表3。

表3 故障影响时间及故障率统计

2.2 主要设备故障类型分析

2.2.1 采煤机故障类型分析

进口采煤机故障影响时间占生产总时间的0.98%，主要故障类型为：液压系统密封老化，管路磨损或受挤压损伤后爆裂，调高油缸及液压双向锁受挤压损伤，电缆及链夹损伤等。

国产采煤机故障影响时间占生产总时间的2.22%，故障类型与进口采煤机类似，只是国产采煤机零部件制造质量低于进口产品，其同类故障频次远高于进口产品，为进口采煤机故障时间的2.28倍。

2.2.2 刮板输送机故障类型分析

进口刮板输送机、转载机、破碎机的故障影响时间占生产总时间的2.79%，主要故障类型为刮板输送机的刮板出现不同程度的裂纹，强度降低的刮板多次出现断裂，断裂后的刮板被拉进机头后因卡阻而导致断链，链轮轴组件密封和轴承损坏。

国产刮板输送机、转载机、破碎机故障影响时间占生产总时间的3.94%，主要故障类型为国产刮板输送机配套的德国福伊特阀控调速型液力偶合器的故障，影响正常生产。其他故障类型与进口刮板输送机相同，只是频次较高，为进口刮板输送机故障时间的1.41倍。

3 故障原因及改进建议

3.1 采煤机的故障原因及改进建议

（1）电缆夹损坏。目前采煤工作面布置较长，采煤机功率增大，采煤机电缆从结构到截面都发生了很大变化，而电缆夹的制造标准并未相应提高，多数选用“O”型电缆夹，虽辅助配置了张力保护销或张力检测器等，但使用效果较差，频繁出现电缆夹链节断裂故障，存在水管与电缆在夹带中窜动和磨损问题。建议采煤机电缆夹选用中间带有隔板、内外面设有防滑槽的加强“O”型电缆夹，同时改进采煤机拖缆装置，确保电缆夹不得摆动或翻转。

（2）采煤机调高油缸、管路和液压锁防护差、胶管和液压锁易磨损、爆管管路。建议在采煤机调高油缸活塞杆部位加装具有一定强度并能在油缸外滑动的半开式护管，以保护调高油缸活塞杆；将双向锁安装位置调整至采煤机机身上，在调高油缸管接头前焊接防护块；用厚壁无缝钢管替代部分胶管，尽可能缩短胶管长度；胶管选用D N系列，承压40MP a以上的高质量标准胶管总成（包括管接头、胶管及接头、密封、U形销）。

（3）因液压系统油温较高引发内漏或密封老化，阀组、液压锁卡阻、泄漏及密封等故障多。主要原因一是液压系统长时间工作在泄压循环状态，高油温造成密封老化，易引起系统内漏；二是液压系统受到污染后，造成阀组、液压锁阀芯卡阻或阀芯不能复位而引起泄漏；三是阀组和液压锁设计、加工、配套质量因素造成故障多。建议在液压系统中统一增配外置板式冷却器，降低系统温升；开发采煤机专用密封件等，选择进口元件，如泵及阀组、液压锁、滤芯、密封等，提升液压系统的可靠性。

（4）制动闸易发热、磨损。主要原因一是制动闸响应灵敏性差，二是压力传感系统不能及时、准确的保护，三是工作面倾角变化与采煤机调速系统不能合理匹配。建议使每个制动器的制动力矩必须满足整机制动力的要求，加大液管直径，减小压力损失，提高管路耐压能力，防止爆管等；保证压力传感系统灵敏可靠，制动压力低时能够及时停止牵引。

（5）行走箱开式轮系润滑不良，电动机无外排油孔。建议在行走箱合理位置加装驱动轮、惰轮和行走轮的稀油点滴润滑装置；改进驱动轮、惰轮及行走轮系和电动机的轴承润滑油道设计，增加排油孔或外排管，保证轴承充分润滑，废油能够置换，不得进入电机定子绕组。

3.2 刮板输送机故障原因及改进建议

（1）刮板输送机链轮轴组件密封或轴承易损坏。主要原因是密封件、轴承自身的质量问题，其次是加工精度偏低而引发的元件损坏。建议开发专用密封件或选用进口高质量专用密封件，同时提高链轮轴组件的加工精度，才可提高使用寿命。

（2）阀控调速型液力偶合器是刮板输送机的主要故障点，故障原因集中为轴承故障，密封件故障，水系统各种阀件的故障和传感器件、电控系统的故障，近期难以解决。建议装机功率在（2～3）×855kW及以下刮板运输机可选用双速电机、双速软启动器驱动，尽量不采用阀控调速型液力偶合器。对装机功率在（2～3）×1000kW及以上单速电机驱动国产刮板输送机，可考虑配套进口变频电机及其电控系统或尽快使用电气软启动器，逐步替代阀控调速型液力偶合器。

（3）断刮板与断链故障。引发此类故障的原因之一是链条张紧力达不到合理值。建议选配大扭矩液压紧链马达，并能实时检查链条张力，确保刮板链合理的张紧力，减少刮板损坏及断链事故。