MK5掘进机在使用过程中常见问题分析

韩志新

（大同煤矿集团公司 同家梁矿，山西 大同 037000）

MK5掘进机在使用过程中常见问题分析

韩志新

（大同煤矿集团公司 同家梁矿，山西 大同 037000）

通过对英国DOSCO公司生产的新型悬臂式掘进机组MK5在使用过程中出现的常见的问题进行了分析，找出了解决问题的方法，对掘进机在今后生产过程中安全稳定的运行有一定的借鉴作用。

MK5；掘进机；问题分析；解决方法

为了实现现代化矿井的生产需要，大同煤矿集团以“装备机械化、自动化、信息化、现代化高产高效矿井发展的路子”为战略路径，率先引进了由英国DOSCO公司生产,在世界处于领先水平的MK5重型、履带式轴向悬臂式掘进机组。掘进机引进以来经过一段时间的使用，在一定程度上发挥了其所担负的使命，同时也出现了诸多问题。针对MK5掘进机在使用过程中出现的各种问题作了较为系统的分析，希望在同行业中起到交流的作用。

1 MK5掘进机概述

1.1 DOSCO公司MK5掘进机概况

MK5型掘进机是英国DOSCO公司推出的一种新型岩巷掘进机，该掘进机是一种重型履带式单臂掘进机，设计用来在采矿和土建工程领域进行机械化预采，用模块化设计，便于维护和拆卸运输。MK5掘进机全长14.3 m，高度2.57 m，总重120 t。MK5掘进机见图1，其它主要技术参数如表1所示。

图1 MK5整体效果图

表1 MK5掘进机主要技术参数

1.2 MK5掘进机特性

a.供电：采用电气-液压动力模式，机器除馈电电缆供应外，通过馈电开关、切割电机，泵站电机，运输机电机和刮板运输机驱动电机进行独立工作。

b.切割：物料的切割通过切割臂上的切割头完成，由一台单速水冷电机通过行星齿轮箱进行驱动。利用液压油缸，切割臂可以垂直和水平运动。机器配备350 kW单速切割臂，可以与断面指示系统连同操作。

c.装货和运输系统：当掘进机前进时，切割下的物料被收集到铲板上。铲板由液压驱动上下升降，便于在斜坡上工作，并在机器移动时对底面进行清理。安装在铲板上的两个液压驱动的星形扒爪，将物料输送至中央电力驱动的双链刮板运输机，经由电力驱动的皮带转载机，输送到机器后部的转载系统上。

d.行走：掘进机的行走通过两条自动张紧的液压履带完成。每一条履带由一个低转速高扭矩的液压马达驱动。每个液压马达都配备有自动安全制动系统，当液压或电气系统出现功率损耗或履带控制杆处于空挡位置时将进行安全制动。机器自身较小的接地比压使机器能在湿软的底板进行工作。

e.后支撑千斤顶：在掘进机尾部安装有两个液压后支撑。后支撑的作用一是便于对机器进行维护，二是有助于在斜坡进行工作，还可以在切割时稳定机身。

f.液压系统：掘进机的电气/液压系统动力由泵站启动，包含一个风冷电机驱动的多元泵。液压系统使用能控制变量泵的负载检测的比例控制阀，实现最优性能。液压系统有一系列高压操作回路，大部分由低压控制回路控制。

g.冷却系统：液压油路和切割电机的冷却通过两种方式完成，冷却水直接注入油箱上的冷却管，再流经切割电机上的水套。

h.断路冷却：水进入掘进机完成冷却过程后，可作为水喷雾抑制粉尘，或者直接作为废水排出。

i.高压水冷却：掘进机进水经由高压泵输送至切割头，压力达到140 kPa，有效抑制粉尘及冷却切割头。

2 MK5掘进机在使用过程中常见问题分析及解决方法

2.1 工作环境概况

同煤集团引进的国内首台MK5掘进机选择在新建矿井同煤集团东周窑煤矿西盘区运输大巷使用，该巷道为宽5 840 mm，高5 220 mm的大断面拱形巷，全巷长1 924 m，在MK5掘进机投入使用时，巷道已掘进至1 450 m，MK5掘进机共掘进477 m。由于该矿地质条件复杂，在掘进至该巷道1 622 m处，遇一条高1.8 m、长16 m的正断层，通过该断层后，工作面全断面变为异常坚硬的石英砾岩，掘进机切割该岩石特别艰难，截齿消耗急剧增加，为减少截齿的消耗，采取爆破松动岩石，但未取得理想的效果，主要原因是岩石坚硬，在打眼布炮时，需要较长时间，严重影响了掘进进度。

2.2 MK5掘进机常见问题分析及解决方法

2.2.1 MK5掘进机星轮变形

如图2所示，星轮固定在铲板上，星轮边缘焊接着一块长143 mm的耐磨板，该耐磨板与星轮不是一个整体，当星轮旋转到铲板中央位置时，星轮就会250 mm的部分悬空，在掘进机掘进过程中，切割臂与星轮之间不可避免有大块石头落入，截割头在扫地过程中，也会有大块石头挤入，多次挤压后导致星轮耐磨板缝隙部位变形，与铲板产生摩擦，星轮不能正常转动。

图2 MK5掘进机星轮、铲板示意图

由于上述原因，当星轮发生变形时，将其拆下运输到地面，使用氧焊烤后，调整恢复正常，但此过程会耽误生产进度。经过一段时间研究，在铲板中央两侧加工一对托架，当星轮旋转到铲板中央位置时，托架支撑星轮悬空部位，很好的解决了星轮的变形问题。

2.2.2 除尘风机堵塞，不能正常运转

如图3所示，除尘风机为MK5掘进机设计中的主要亮点之一，但在投入使用后，发现除尘风机吸风口位置与巷道底板距离太小（距底板500 mm），在掘进机掘进、移动、铲底过程中，煤泥很容易在铲板后方堆积，堵塞吸风口，导致除尘风机不能正常工作；同时，掘进机在切割过程中，大量煤岩产生的粉尘在吸风口上方，除尘风机吸风口太低，根本不能起到吸尘、降尘的目的。

图3 除尘风机示意图

鉴于上述吸尘风机的问题，经生产现场观察、研究，只能通过改变吸风口的位置来将吸尘风机投入使用，决定将原设计中的吸风口封堵，在吸尘风道中部开孔，重新加装风道，将吸风口抬高，目前改造后的吸尘风机已投入使用。

2.2.3 左、右升降油缸活塞杆拉断

图4 MK5升降油缸活塞杆断裂位置示意图

如图4所示，MK5掘进机在使用过程中，出现截割头不能升降，同时，油缸后腔温度明显升高，当班停止生产，现场初步判断右升降油缸出现故障，检修工将故障油缸拆下后，发现油缸活塞杆拉断，将其出井检修。维修后MK5继续掘进，在使用约一天后，油缸活塞杆再次出现拉断故障，第二次拆下出井。维修恢复后，第五天出现第三次油缸活塞杆拉断，出井到维修厂进行维修，维修厂家人员建议更换油缸，焊接维修已不能完全解决问题，经DOSCO公司技术人员对油缸设计图纸研究，发现油缸设计存在失误，DOSCO公司将设计图纸改进后，重新加工生产了左、右升降油缸。

2.2.4 原设计中未考虑到的问题

如图5所示位置，MK5掘进机在原设计中存在的问题，给掘进的检修带来了很多困难，经过在掘进机使用的过程中，对其进行了改进。

a.MK5掘进机本体底部为整体结构，如果行走马达出现故障，行走马达不方便拆装，需要将机组本体整体拆开，给维修带来了很大困难，故在本体行走马达副井开方形口，以方便检修。

b.星轮马达上方为设计盖板，掘进机在掘进过程中，煤泥、煤岩块很容易落入，后期在其上方设计了一块盖板，保证在掘进过程中，马达不受损坏。

d.掘进机尾部需要连接拖拉滑道，但原设计中未考虑与拖拉滑道连接孔，故在掘进机尾部开一口连接拖拉滑道。

e.星轮液压油管裸露在外部，在其上方加装保护盖板，防止煤岩块将油管挤断。

图5 原设计中存在问题示意图

3 结束语

MK5掘进机虽然在使用过程中暴露出了很多问题，但也带来了很多技术亮点。通过对MK5掘进机出现的各种问题分析，希望能够对后期国内引进的进口掘进装备提供技术参考。

（编辑：刘新光）

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

韩志新 (1985-)，男，山西朔州人，大学本科，助理工程师，从事煤矿机电技术研究及管理工作。