綜采面刮板機(jī)電機(jī)燒毀原因及對(duì)策分析

＊師正雄

（山西汾西宜興煤業(yè)有限責(zé)任公司 山西 032300）

前言

在礦物開采生產(chǎn)活動(dòng)中，往往要面臨著復(fù)雜的生產(chǎn)環(huán)境，尤其是綜采面作為相關(guān)生產(chǎn)活動(dòng)中尤為重要的區(qū)域，對(duì)相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性要求極高。基于大量的生產(chǎn)案例及經(jīng)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，電機(jī)燒毀是綜采面刮板機(jī)各類故障中比較嚴(yán)重的一種，不僅會(huì)影響生產(chǎn)進(jìn)度，還可能引發(fā)安全事故。所以，需要從設(shè)備本身的運(yùn)行特點(diǎn)、運(yùn)行環(huán)境以及具體生產(chǎn)工況入手，對(duì)其燒毀的原因和對(duì)策進(jìn)行深入的分析探究。

1.綜采面刮板機(jī)電機(jī)燒毀故障概述

刮板機(jī)是礦產(chǎn)行業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中十分重要的運(yùn)輸機(jī)械設(shè)備，通常安裝于采煤工作面，承擔(dān)復(fù)雜環(huán)境下多區(qū)域長距離的運(yùn)輸工作。該設(shè)備具有安裝維護(hù)簡(jiǎn)便、操作便捷、運(yùn)輸效率高的特點(diǎn)，同時(shí)可以滿足向上、向下等多個(gè)方向的運(yùn)輸需求，可以很好的適應(yīng)不同體積的礦物材料，并且環(huán)境適應(yīng)能力比較強(qiáng)[1]。這種設(shè)備通常由電機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)、軸承、刮板、溜槽等構(gòu)成，電機(jī)是其動(dòng)力來源，也是整個(gè)裝置的核心部分。而電機(jī)燒毀主要是指刮板機(jī)電機(jī)設(shè)備因高溫、起火而損毀的現(xiàn)象，直接結(jié)果通常是導(dǎo)致整個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)報(bào)廢，維修處理難度較高、耗時(shí)較長，不僅產(chǎn)生直接的經(jīng)濟(jì)損失，還會(huì)影響生產(chǎn)活動(dòng)的持續(xù)進(jìn)行，嚴(yán)重時(shí)還可能在出現(xiàn)故障時(shí)發(fā)生安全風(fēng)險(xiǎn)。

通常情況下，煤礦綜采面環(huán)境十分復(fù)雜，生產(chǎn)強(qiáng)度高，而刮板機(jī)需要長期保持運(yùn)行狀態(tài)，其負(fù)荷壓力較大。在相對(duì)狹窄且復(fù)雜的空間內(nèi)，外部環(huán)境因素及人為因素，都可能導(dǎo)致刮板機(jī)出現(xiàn)故障。而強(qiáng)化對(duì)刮板機(jī)燒毀原因的分析，有助于提高故障風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別能力，通過一系列的方式，降低故障率，避免電機(jī)燒毀風(fēng)險(xiǎn)。這不僅有助于避免損失和安全風(fēng)險(xiǎn)，還有助于促進(jìn)煤礦生產(chǎn)活動(dòng)中設(shè)備管理水平的提升。

2.綜采面刮板機(jī)電機(jī)燒毀的原因分析

(1)摩擦升溫問題

在綜采面刮板機(jī)裝置中，涉及到關(guān)鍵的軸承系統(tǒng)，該系統(tǒng)需要長期保持運(yùn)行狀態(tài)。而如果轉(zhuǎn)子和定子長期處于不正常接觸狀態(tài)，會(huì)造成高頻摩擦，使該位置的局部溫度升高，并同步引發(fā)零部件變形、斷裂的情況。如果不及時(shí)處理，或是在極端的情況下，由于溫度過高，或是密封套件損壞，將可能引起局部起火，燒毀電機(jī)。

(2)線路短路問題

在任何機(jī)電設(shè)備中，線路短路都是比較嚴(yán)重的問題，尤其是電機(jī)相關(guān)系統(tǒng)如果出現(xiàn)短路的情況，很容易導(dǎo)致電機(jī)出現(xiàn)嚴(yán)重故障。在綜采面刮板機(jī)的日常運(yùn)行過程中，如果電機(jī)相關(guān)線路出現(xiàn)短路，同時(shí)短路保護(hù)又存在故障，那么很可能導(dǎo)致電機(jī)燒毀的嚴(yán)重事故。而導(dǎo)致線路短路的原因較多，比較典型的是線路出現(xiàn)錯(cuò)接、絕緣層損壞等情況[2]。比如，設(shè)備電機(jī)線圈在生產(chǎn)下線或期間檢修時(shí)出現(xiàn)了絕緣層損壞的情況，如果不及時(shí)發(fā)現(xiàn)，或是在修補(bǔ)澆筑絕緣層時(shí)沒有做到充分澆筑和隔絕，會(huì)導(dǎo)致電機(jī)在啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)漆包線匝間短路，引起燒毀事故。

(3)單相運(yùn)轉(zhuǎn)問題

眾所周知，井下綜采面工作條件十分復(fù)雜，潮濕的環(huán)境加上作業(yè)期間各類外力影響，導(dǎo)致刮板機(jī)各個(gè)裝置出現(xiàn)錯(cuò)位、變形、過度摩擦等情況。尤其是真空管磁力器的接觸器觸頭出現(xiàn)松動(dòng)、短路情況時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致電機(jī)出現(xiàn)單相運(yùn)轉(zhuǎn)的不良狀況，嚴(yán)重時(shí)會(huì)燒毀電機(jī)。

(4)過載問題

任何機(jī)電設(shè)備的電機(jī)都有比較理想的工作載荷范圍，如果超過這個(gè)范圍，電機(jī)在過載工況下運(yùn)行，如果過載保護(hù)沒有處于正常運(yùn)行狀態(tài)，電機(jī)發(fā)生故障而燒毀的風(fēng)險(xiǎn)會(huì)增加。就煤礦綜采面實(shí)際生產(chǎn)活動(dòng)而言，在遭遇斷層帶地質(zhì)構(gòu)造時(shí)，刮板機(jī)運(yùn)輸?shù)拿毫看?，且存在很多的矸石，?dǎo)致電機(jī)的負(fù)荷增加。刮板機(jī)過載問題主要分為以下幾個(gè)方面：其一，綜采面生產(chǎn)條件十分復(fù)雜，刮板機(jī)通常會(huì)在不同工況中切換，空載、滿載及超載等工況的反復(fù)切換，加上頻繁的啟停，導(dǎo)致電機(jī)磨損及機(jī)械疲勞加劇。同時(shí)，非規(guī)律的負(fù)荷變化，是導(dǎo)致電機(jī)故障風(fēng)險(xiǎn)升高的主要原因。其二，由于煤礦生產(chǎn)活動(dòng)中刮板機(jī)需要長期保持運(yùn)行狀態(tài)，而過載保護(hù)僅能在出現(xiàn)過載的情況時(shí)介入。如果設(shè)備頻繁啟停，或是作業(yè)環(huán)境本身溫度較高，加上現(xiàn)場(chǎng)散熱不足，會(huì)導(dǎo)致電機(jī)溫度越來越高。另外，在一些特殊的生產(chǎn)階段，由于刮板機(jī)經(jīng)常進(jìn)入過載狀態(tài)，此時(shí)過載保護(hù)頻繁介入，影響生產(chǎn)效率，此時(shí)一些單位違規(guī)將過載保護(hù)拆除，導(dǎo)致電機(jī)燒毀風(fēng)險(xiǎn)增大。

(5)抱軸問題

抱軸通常是指機(jī)電設(shè)備中軸承結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題，導(dǎo)致磨損加劇、溫度升高，引起一系列的故障。比如，一些單位在長期使用刮板機(jī)的情況下，沒有對(duì)軸承系統(tǒng)進(jìn)行日常的故障排查和檢修，或是沒有及時(shí)更換軸承的潤滑油，會(huì)導(dǎo)致軸承系統(tǒng)摩擦加劇，在運(yùn)行過程中溫度升高過快。另外，軸承裝置密封不嚴(yán)，安裝錯(cuò)位等，都可能導(dǎo)致出現(xiàn)抱軸的情況，如果不及時(shí)處理該問題，在設(shè)備啟動(dòng)或高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)會(huì)引起電機(jī)燒毀事故。另外，在電機(jī)軸承結(jié)構(gòu)中的潤滑油往往有絕緣功能，而如果長時(shí)間高負(fù)荷運(yùn)行，可能會(huì)導(dǎo)致潤滑油溫度過高而失去絕緣效果，或是瞬時(shí)電壓過高導(dǎo)致絕緣層被破壞，都可能導(dǎo)致軸承裝置出現(xiàn)軸電流，損傷軸承，導(dǎo)致軸承很容易出現(xiàn)抱軸的問題。

3.綜采面刮板機(jī)電機(jī)燒毀問題的防治措施

(1)選擇核實(shí)的刮板機(jī)系統(tǒng)

在煤礦生產(chǎn)活動(dòng)中，需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)勘察及生產(chǎn)活動(dòng)模擬，評(píng)估刮板機(jī)的日常工作負(fù)荷，選擇性能、功能能夠滿足日常生活需求的刮板機(jī)設(shè)備。同時(shí)，設(shè)備配備一套質(zhì)量可靠、功率合適的電機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)，避免設(shè)備因長期處于高負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)而出現(xiàn)故障風(fēng)險(xiǎn)增高的情況。其次，要針對(duì)刮板機(jī)系統(tǒng)，配備可靠的過載保護(hù)裝置，確保設(shè)備在出現(xiàn)過載情況時(shí)能夠得到及時(shí)干預(yù)，避免長時(shí)間處于不良工況。值得一提的是，如今相關(guān)機(jī)電技術(shù)全面發(fā)展，可以選擇采用變頻技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)的刮板機(jī)電機(jī)系統(tǒng)，讓電機(jī)能夠根據(jù)作業(yè)環(huán)境及需求，自動(dòng)調(diào)整運(yùn)行負(fù)荷，在進(jìn)一步保護(hù)設(shè)備的基礎(chǔ)上，還可以起到節(jié)能降耗的作用。

(2)保證設(shè)備操作規(guī)范性

規(guī)范的設(shè)備操作方式，是保證設(shè)備處于正常運(yùn)行狀態(tài)，降低故障率的關(guān)鍵。在復(fù)雜的煤礦綜采面作業(yè)環(huán)境下，現(xiàn)場(chǎng)人員需要在接受專業(yè)培訓(xùn)的基礎(chǔ)上，保證日常設(shè)備操作方式的規(guī)范性。例如，針對(duì)目前煤礦綜采面比較常見的水冷刮板機(jī)，在開機(jī)時(shí)需要嚴(yán)格按照規(guī)范的開機(jī)順序和方式進(jìn)行操作。在開機(jī)之前，要先打開水輸送開關(guān)，確保其正常之后，再啟動(dòng)電源。在運(yùn)行期間，要隨時(shí)觀察輸送機(jī)出水情況，對(duì)冷卻水的水壓、水溫進(jìn)行記錄，如果出現(xiàn)異常，要立即停機(jī)檢查。同時(shí)，在設(shè)備運(yùn)行期間，要對(duì)電機(jī)運(yùn)行情況進(jìn)行觀測(cè)，如果出現(xiàn)異常震動(dòng)、噪音，要及時(shí)停機(jī)，由專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行檢查。

(3)針對(duì)具體環(huán)境做好設(shè)備管理

如前文所述，綜采面刮板機(jī)工作環(huán)境復(fù)雜，在設(shè)備設(shè)計(jì)安裝及日常管理中，需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境及生產(chǎn)活動(dòng)的具體情況，采取科學(xué)措施。例如，如果綜采面位于斷層地帶，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)縮短割煤步距。對(duì)切割下來的體積較大的煤塊和矸石塊，要人工敲碎，再由刮板機(jī)進(jìn)行輸送，避免設(shè)備過載運(yùn)輸。同時(shí)，應(yīng)當(dāng)及時(shí)清理刮板機(jī)機(jī)頭的煤塊、矸石，避免因荷載差距過大而出現(xiàn)機(jī)頭埋壓的情況。再比如，針對(duì)輸送區(qū)域坡度大于5°或長度超過200m的作業(yè)面，不宜配置過長的刮板機(jī)，而是通過提高電機(jī)功率，或采用雙機(jī)鋪設(shè)的方式，避免設(shè)備工作負(fù)荷過高。

(4)加強(qiáng)工作管理及日常維護(hù)保養(yǎng)

針對(duì)綜采面刮板機(jī)的電機(jī)燒毀事故防治，日常管理的規(guī)范性以及設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)的及時(shí)性尤為重要。因此，煤礦生產(chǎn)企業(yè)需要針對(duì)綜采面刮板機(jī)的日常運(yùn)行管理制定科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、完善的管理機(jī)制。首先，加強(qiáng)人員培訓(xùn)，要求所有現(xiàn)場(chǎng)人員具備基本的故障風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別能力和應(yīng)對(duì)能力，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)各類問題和故障風(fēng)險(xiǎn)，并配合專業(yè)技術(shù)人員做好風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避或應(yīng)對(duì)，減少故障率，降低故障損失。其次，要針對(duì)刮板機(jī)設(shè)備具體情況以及日常生產(chǎn)安排，做好設(shè)備的日常檢修保養(yǎng)工作。例如，要定期檢查刮板機(jī)軸承、線路、電機(jī)狀況，對(duì)絕緣層進(jìn)行檢查維護(hù)，及時(shí)補(bǔ)充冷卻水、添加潤滑油，及時(shí)更換磨損嚴(yán)重的零部件。另外，可以利用現(xiàn)代技術(shù)，建立信息化管理平臺(tái)，一方面通過安裝于刮板機(jī)各個(gè)位置的傳感器，對(duì)關(guān)鍵信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)異常時(shí)自動(dòng)發(fā)出預(yù)警，配合技術(shù)人員做好故障排查；另一方面對(duì)設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)工作進(jìn)行記錄，便于管理者進(jìn)行日常監(jiān)督和評(píng)估分析。

4.結(jié)束語

綜上所述，煤礦綜采面的生產(chǎn)環(huán)境十分復(fù)雜，刮板機(jī)作為該生產(chǎn)活動(dòng)中占據(jù)主導(dǎo)地位的機(jī)電設(shè)備，通常面臨著各種故障風(fēng)險(xiǎn)，而電機(jī)燒毀是其中十分嚴(yán)重的問題。為了維持綜采面生產(chǎn)活動(dòng)秩序，降低故障率，保證生產(chǎn)安全，有必要對(duì)綜采面刮板機(jī)設(shè)備電機(jī)燒毀原因進(jìn)行深入、細(xì)致的分析。在此基礎(chǔ)上，從設(shè)備選型、現(xiàn)場(chǎng)布置、操作管理、檢修維護(hù)管理等方面，做好風(fēng)險(xiǎn)防范，降低電機(jī)發(fā)生燒毀問題的概率，為穩(wěn)定生產(chǎn)保駕護(hù)航。