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摘 要：现代煤矿开采主要依靠机械设备进行。煤矿工作不同于一般工作，通常都在地下进行，所处环境相对复杂，也对电气系统运行提出更高的要求。想要确保电气系统正常运行，需要充分了解系统性能，全面发挥其作用，促进工作效率提升。基于此，本文中主要分析煤矿机械设备电气系统的应用。
关键词：煤矿机械 电气系统 应用要点
近年来我国经济快速发展，对能源需求量徐苏增加，煤作为我国主要的能源物质，在这样的背景下面临着新的挑战与机遇。目前主要依靠机械作业的形式进行煤矿开采，想要确保开采工作顺利进行，就要充分利用设备的电气系统，确保煤矿开采的质量与安全。本文中主要分析与阐述电气系统的特点，就此展开相关论述。
一、煤矿机械设备概述
1.露天浅层开采煤矿机械设备。对于浅层的煤矿，操作人员只需在露天条件下进行操作，而露天开采的煤矿设备相比地下深层煤矿开采较为简单一些。
2.下井深层开采煤矿机械设备。对于处于深层的煤矿，操作人员要在地下进行相关的操作。在地下深层开采煤矿危险系数高，更要提高对设备的要求，保护操作人员的安全，在采矿过程中，首先要保护工人的安全，其次要注重提高采矿的效率，这样才能减少成本，增加效益。对于下井深层开采煤矿机械设备的电气系统的要求更为严格，因为在地下工作，工作条件较为恶劣，变化大且無法预测，所以要加大相关设备的灵敏度，及时将地下情形进行汇报，保障大家的安全。
二、煤矿机械设备的电气系统
采煤矿机械设备的电气系统特点。
1.采煤机。采煤机：通过旋转工作机构破煤，同时将煤送入输送机。我国采煤机为电牵引采煤机，利用计算机操作控制，包含的功能有：监测井下工作状态、检测故障等。电气系统包括：PLC控制单元、电源、无线接收器等。
2.输送设备。输送设备属于综采设备的一种，工程过程中常采用刮板输送机，利用刮板链作为牵引，输送煤矿等材料。其工作原理是利用刮板链为牵引机构，槽为承载机构进行输送工作。
3.掘进机。掘进机组成部分包括：截割机构、装运机构、行走机构、液压系统、电气系统等。截割机构成为工作机构用以破碎煤岩；装运机构将煤岩装运到输送机上；行走机构是能够使掘进机行走调动的机构；液压系统：以高压油为动力驱动油缸的运转；电气系统掘进机的动力源，控制各个电动机的运行状态，还能够提供过载、漏电等保护作用，另外还能够提供照明、预警等。
4.液压支架。液压支架是控制采煤工作面矿山压力的结构物，它能够可靠地支撑和控制工作面的顶板，隔离采空区。液压支架组成部分包括：金属结构件和液压元件组成。
三、煤矿机械设备电气系统的应用
1.设备概况。我所在煤矿集团旗下一煤矿，于1986年建成，年产量为1.9Mt/a。通过专家的进一步勘察，发现该煤矿的煤炭资源相对丰富，并且煤炭类型主要以肥煤、焦煤为主，经统计发现含煤煤层可达13层，可采煤层为8层，岩层含煤系数10.42%。不过该煤矿所处位置地质构造较为复杂，水文地质条件处于中等复杂情况，因此在生产中也表现出一定的问题。主要包括截割部、牵引部、电气控制箱及附属装置等。采煤机割煤运行通过装有截齿滚筒的旋转与采煤机沿刮板输送机牵引运行。电牵引采煤机与传统液压采煤机相比具有显著优势，因此煤矿中广泛使用此设备，但实际中也经常出现故障，有必要做好深入研究与分析。
2.故障统计与分析。采煤机属于典型的机电液现代化设备，故障发生部位较为集中，通常位于截割部、电控箱及电缆等。根据统计显示，本煤矿中JOY采煤机摇臂齿轮箱高速区齿轮故障发生率最高，这是因为该部分连接采用强度螺栓，极易发生左牵引与电控箱连接螺栓断裂情况。本部分统计分析故障发生部位与规律，促进设备管理水平提升。
2.1采煤机截割部故障。由于采煤机长时间处于工作状态，整个机械设备的内部有很多的小零件都会出现不同程度的磨损，随着时间的累计，当磨损情况变得严重时，就是伴随多种摇臂故障。加上摇臂齿轮箱结构复杂，JOY采煤机与 EICKHOFF 采煤机摇臂齿轮箱均采用四级正齿轮传动，但传统方式有所区别，前者采用二级顶轴传动、后者采用两级行星系统传统。它的故障一般表现为漏油、噪声异常及高温。行星减速器由于出轴轴承的长时间工作，造成相关的滚珠磨损，最终导致行星架上蹿下跳，滑动密封的间隙不断增加，当超过一定的弹性范围之后，就会出现漏油的情况，轴承部位发出严重声响，轴与轴承之间的磨损情况加重，最终导致摇臂部位的主要部件报废。
2.2牵引部分故障分析。在采煤机的牵引部分，最常见的也是摩擦情况，主要是摩擦片的磨损，当这种磨损到达一种程度时，严重影响采煤机的制动功能。当牵引管路不过油，或者过油量不符合要求是，采煤机将无法移动。（1）根据近年故障统计记录数据，JOY采煤机牵引块故障达到26次，其故障特征表现为振动大、温度升高及轴承故障等，原因主要为部件疲劳磨损、润滑油不良等；（2）牵引齿轮故障。牵引部另一个主要故障来源就是牵引齿轮箱，其故障特征主要表现为牵引异常、牵引转矩轴断裂、温度升高等。分析其原因主要为疲劳损坏。造成齿轮箱轴承齿轮过度疲劳磨损；密封失效等故障。
2.3 电控箱故障分析 。采煤机故障中电控箱也是主要故障源，2002-2012年JOY故障统计中显示器故障63次，占总故障的19.4%，主要有变频器、变压器及电气模块故障等。主要因为电气设备老化、绝缘失效、工作地质环境差造成振动过大，出现电气接线松动、受潮或进水等。
3.故障诊断及预防措施。进口采煤机故障诊断与维修成本高昂，因此除了必要措施外还要强化日常维护与保养，联系煤矿实际给出具体措施。
3.1控制设计质量。针对采煤机的设计单位，应该在设计之前对采煤机的实际生产情况进行深入的了解，并且针对易出现的故障进行原因分析，通过提高问题部分的设计质量，提高采煤机的应用能力。主要保障措施有：选用耐磨性较好的材料构成易磨损部分；齿轮的设计应该跟材料选择以及加工工艺进行结合，筛选最佳方案；重要部位进行强迫润滑，降低磨损程度。 3.2强化维修保护。重视对采煤机的定期检查和维修，对于检修过程中出现问题的零部件，应该及时更换，避免在生产中造成严重影响。对于重点部位的零件，一旦出现问题应该及时采取措施，维修人员切实负责，不得由于各种原因，降低采煤机的工作状态。
检修是及时发现问题，降低风险和影响的重要措施。相关的检修和维修部门应该在技术上过硬。即便针对没有问题的采煤机，也应该坚持日检、旬检、月检、年检制度，对于易出现问题的部位进行重点检查，进行强制维修，在故障发生之前解决问题。
4.提高人员素质。
4.1提高工人操作水平。相关技术人员的操作水平对整个采煤过程中的设备故障次数和故障时间都有直接影响。提高工人对设备的操作能力主要应该加强对工人的培训学习，提高专业技能以及生产过程中的判断能力，能够对突发事故进行及时处理，降低故障的影响范围。此外，还应该加强对设备的管理，通过制定相关制度有专门人员对设备进行管理，并提前制定设备故障、人为失误的补救措施。
3.4.2 嚴格执行采煤机操作规程。首先在设备验收时严格要求，不能将有缺陷的设备流入采矿的机械设备中去；其次责任落实到相关领导上，提高领导对机械设备的重视，避免意外事故的发生；最后要加大机械设备的维修力度。
四、结语
通过上述论述可以发现，煤矿开采的主要组成就有设备电气系统，做好相关研究工作具有现实意义。本文通过结合具体设备，分析电气故障原因，给出切实可行的解决措施，确保机械设备正常运行，促进开采效率提升，为社会主义现代化建设提供源源不断的能源支持。希望通过本文论述，为同行提供一定经验借鉴与参考。
参考文献：
[1]王林贵.煤矿机械设备电气系统的应用[J].机械管理开发.2017（06）：
112-113.
[2]郎建栋.煤矿机械设备电气系统应用特点[J].内蒙古煤炭经济.2017（07）：23.
[3]秦其智.煤矿机械设备电气系统的应用特点[J].山东工业技术.2016（10）：56.
[4]姜金师.煤矿机械设备的维护和管理[J].机械管理开发.2016（12）：92-94.
[5]李明.浅谈煤矿机械设备的管理和保养[J].山东煤炭科技.2016（07）：
123.
关键词：煤矿机械 电气系统 应用要点
近年来我国经济快速发展，对能源需求量徐苏增加，煤作为我国主要的能源物质，在这样的背景下面临着新的挑战与机遇。目前主要依靠机械作业的形式进行煤矿开采，想要确保开采工作顺利进行，就要充分利用设备的电气系统，确保煤矿开采的质量与安全。本文中主要分析与阐述电气系统的特点，就此展开相关论述。
一、煤矿机械设备概述
1.露天浅层开采煤矿机械设备。对于浅层的煤矿，操作人员只需在露天条件下进行操作，而露天开采的煤矿设备相比地下深层煤矿开采较为简单一些。
2.下井深层开采煤矿机械设备。对于处于深层的煤矿，操作人员要在地下进行相关的操作。在地下深层开采煤矿危险系数高，更要提高对设备的要求，保护操作人员的安全，在采矿过程中，首先要保护工人的安全，其次要注重提高采矿的效率，这样才能减少成本，增加效益。对于下井深层开采煤矿机械设备的电气系统的要求更为严格，因为在地下工作，工作条件较为恶劣，变化大且無法预测，所以要加大相关设备的灵敏度，及时将地下情形进行汇报，保障大家的安全。
二、煤矿机械设备的电气系统
采煤矿机械设备的电气系统特点。
1.采煤机。采煤机：通过旋转工作机构破煤，同时将煤送入输送机。我国采煤机为电牵引采煤机，利用计算机操作控制，包含的功能有：监测井下工作状态、检测故障等。电气系统包括：PLC控制单元、电源、无线接收器等。
2.输送设备。输送设备属于综采设备的一种，工程过程中常采用刮板输送机，利用刮板链作为牵引，输送煤矿等材料。其工作原理是利用刮板链为牵引机构，槽为承载机构进行输送工作。
3.掘进机。掘进机组成部分包括：截割机构、装运机构、行走机构、液压系统、电气系统等。截割机构成为工作机构用以破碎煤岩；装运机构将煤岩装运到输送机上；行走机构是能够使掘进机行走调动的机构；液压系统：以高压油为动力驱动油缸的运转；电气系统掘进机的动力源，控制各个电动机的运行状态，还能够提供过载、漏电等保护作用，另外还能够提供照明、预警等。
4.液压支架。液压支架是控制采煤工作面矿山压力的结构物，它能够可靠地支撑和控制工作面的顶板，隔离采空区。液压支架组成部分包括：金属结构件和液压元件组成。
三、煤矿机械设备电气系统的应用
1.设备概况。我所在煤矿集团旗下一煤矿，于1986年建成，年产量为1.9Mt/a。通过专家的进一步勘察，发现该煤矿的煤炭资源相对丰富，并且煤炭类型主要以肥煤、焦煤为主，经统计发现含煤煤层可达13层，可采煤层为8层，岩层含煤系数10.42%。不过该煤矿所处位置地质构造较为复杂，水文地质条件处于中等复杂情况，因此在生产中也表现出一定的问题。主要包括截割部、牵引部、电气控制箱及附属装置等。采煤机割煤运行通过装有截齿滚筒的旋转与采煤机沿刮板输送机牵引运行。电牵引采煤机与传统液压采煤机相比具有显著优势，因此煤矿中广泛使用此设备，但实际中也经常出现故障，有必要做好深入研究与分析。
2.故障统计与分析。采煤机属于典型的机电液现代化设备，故障发生部位较为集中，通常位于截割部、电控箱及电缆等。根据统计显示，本煤矿中JOY采煤机摇臂齿轮箱高速区齿轮故障发生率最高，这是因为该部分连接采用强度螺栓，极易发生左牵引与电控箱连接螺栓断裂情况。本部分统计分析故障发生部位与规律，促进设备管理水平提升。
2.1采煤机截割部故障。由于采煤机长时间处于工作状态，整个机械设备的内部有很多的小零件都会出现不同程度的磨损，随着时间的累计，当磨损情况变得严重时，就是伴随多种摇臂故障。加上摇臂齿轮箱结构复杂，JOY采煤机与 EICKHOFF 采煤机摇臂齿轮箱均采用四级正齿轮传动，但传统方式有所区别，前者采用二级顶轴传动、后者采用两级行星系统传统。它的故障一般表现为漏油、噪声异常及高温。行星减速器由于出轴轴承的长时间工作，造成相关的滚珠磨损，最终导致行星架上蹿下跳，滑动密封的间隙不断增加，当超过一定的弹性范围之后，就会出现漏油的情况，轴承部位发出严重声响，轴与轴承之间的磨损情况加重，最终导致摇臂部位的主要部件报废。
2.2牵引部分故障分析。在采煤机的牵引部分，最常见的也是摩擦情况，主要是摩擦片的磨损，当这种磨损到达一种程度时，严重影响采煤机的制动功能。当牵引管路不过油，或者过油量不符合要求是，采煤机将无法移动。（1）根据近年故障统计记录数据，JOY采煤机牵引块故障达到26次，其故障特征表现为振动大、温度升高及轴承故障等，原因主要为部件疲劳磨损、润滑油不良等；（2）牵引齿轮故障。牵引部另一个主要故障来源就是牵引齿轮箱，其故障特征主要表现为牵引异常、牵引转矩轴断裂、温度升高等。分析其原因主要为疲劳损坏。造成齿轮箱轴承齿轮过度疲劳磨损；密封失效等故障。
2.3 电控箱故障分析 。采煤机故障中电控箱也是主要故障源，2002-2012年JOY故障统计中显示器故障63次，占总故障的19.4%，主要有变频器、变压器及电气模块故障等。主要因为电气设备老化、绝缘失效、工作地质环境差造成振动过大，出现电气接线松动、受潮或进水等。
3.故障诊断及预防措施。进口采煤机故障诊断与维修成本高昂，因此除了必要措施外还要强化日常维护与保养，联系煤矿实际给出具体措施。
3.1控制设计质量。针对采煤机的设计单位，应该在设计之前对采煤机的实际生产情况进行深入的了解，并且针对易出现的故障进行原因分析，通过提高问题部分的设计质量，提高采煤机的应用能力。主要保障措施有：选用耐磨性较好的材料构成易磨损部分；齿轮的设计应该跟材料选择以及加工工艺进行结合，筛选最佳方案；重要部位进行强迫润滑，降低磨损程度。 3.2强化维修保护。重视对采煤机的定期检查和维修，对于检修过程中出现问题的零部件，应该及时更换，避免在生产中造成严重影响。对于重点部位的零件，一旦出现问题应该及时采取措施，维修人员切实负责，不得由于各种原因，降低采煤机的工作状态。
检修是及时发现问题，降低风险和影响的重要措施。相关的检修和维修部门应该在技术上过硬。即便针对没有问题的采煤机，也应该坚持日检、旬检、月检、年检制度，对于易出现问题的部位进行重点检查，进行强制维修，在故障发生之前解决问题。
4.提高人员素质。
4.1提高工人操作水平。相关技术人员的操作水平对整个采煤过程中的设备故障次数和故障时间都有直接影响。提高工人对设备的操作能力主要应该加强对工人的培训学习，提高专业技能以及生产过程中的判断能力，能够对突发事故进行及时处理，降低故障的影响范围。此外，还应该加强对设备的管理，通过制定相关制度有专门人员对设备进行管理，并提前制定设备故障、人为失误的补救措施。
3.4.2 嚴格执行采煤机操作规程。首先在设备验收时严格要求，不能将有缺陷的设备流入采矿的机械设备中去；其次责任落实到相关领导上，提高领导对机械设备的重视，避免意外事故的发生；最后要加大机械设备的维修力度。
四、结语
通过上述论述可以发现，煤矿开采的主要组成就有设备电气系统，做好相关研究工作具有现实意义。本文通过结合具体设备，分析电气故障原因，给出切实可行的解决措施，确保机械设备正常运行，促进开采效率提升，为社会主义现代化建设提供源源不断的能源支持。希望通过本文论述，为同行提供一定经验借鉴与参考。
参考文献：
[1]王林贵.煤矿机械设备电气系统的应用[J].机械管理开发.2017（06）：
112-113.
[2]郎建栋.煤矿机械设备电气系统应用特点[J].内蒙古煤炭经济.2017（07）：23.
[3]秦其智.煤矿机械设备电气系统的应用特点[J].山东工业技术.2016（10）：56.
[4]姜金师.煤矿机械设备的维护和管理[J].机械管理开发.2016（12）：92-94.
[5]李明.浅谈煤矿机械设备的管理和保养[J].山东煤炭科技.2016（07）：
123.