煤礦掘進(jìn)機(jī)本安操作箱應(yīng)用分析

周駿騰

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán)王村煤業(yè)公司，山西 大同 037001）

引言

煤礦掘進(jìn)機(jī)在井下工作時(shí)，由于生產(chǎn)環(huán)境的復(fù)雜和多變，會(huì)使本安操作箱產(chǎn)生不同的故障，導(dǎo)致掘進(jìn)機(jī)無(wú)法繼續(xù)高效運(yùn)轉(zhuǎn)。本文重點(diǎn)分析了本安操作箱的使用方法及工作原理，研究了電氣常見(jiàn)故障，梳理了導(dǎo)致故障的因素，制定了相關(guān)預(yù)防措施，對(duì)企業(yè)生產(chǎn)效益以及掘進(jìn)機(jī)設(shè)備高速平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)具有重要意義。

1 本安操作箱概述

本安操作箱是煤礦掘進(jìn)機(jī)的電氣系統(tǒng)中最重要的部分之一。本文重點(diǎn)研究了CXH-12（A）型操作箱，選用太原煤礦院為研究基地，全稱是安全型礦用本質(zhì)操作箱。煤礦掘進(jìn)機(jī)的電氣系統(tǒng)包括：驅(qū)動(dòng)掘進(jìn)機(jī)的不同工作機(jī)構(gòu)，電氣控制箱型號(hào)是KXJ-280/1140（660）E 和隔爆礦用電鈴以及聲光信號(hào)器，這三個(gè)都屬于隔爆兼本質(zhì)安全型；礦用隔爆型急停按鈕和LED 燈；操作箱饋電開(kāi)關(guān)（同前級(jí)）；還有車載式礦用甲烷斷電儀。

操作箱的特點(diǎn)是：安全可靠且操作靈活，體積很小等。操作箱和開(kāi)關(guān)箱相互通信的方式是靠RS485完成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^(guò)程。整機(jī)故障和狀態(tài)信息的提示，靠開(kāi)關(guān)箱和操作箱的顯示屏及液晶屏的相互配合，完成顯示。

2 本安操作箱的結(jié)構(gòu)特征和相關(guān)技術(shù)參數(shù)

2.1 操作箱結(jié)構(gòu)特征

操作箱的外觀圖，如圖1 所示。

圖1 操作箱外觀圖

操作箱的電氣設(shè)備類型是安全的木質(zhì)類型，不銹鋼的外殼，具備IP54的防護(hù)類別。箱體最前面是蓋板，箱體依靠螺栓進(jìn)行加固。液晶顯示屏和前置有機(jī)玻璃板被安裝在箱體正面，尺寸是5.7 英寸，“Exib I”的字樣刻在蓋板上，配置文字提示的急停按鈕和開(kāi)關(guān)按鈕。密封膠墊被安裝在蓋板連接處，接合處用密封膠進(jìn)行涂抹，可以保護(hù)電路模塊，避免了進(jìn)水和粉塵的損壞。側(cè)面箱體都標(biāo)設(shè)了產(chǎn)品的銘牌，正面的固定座個(gè)數(shù)是四個(gè)。

操作箱一定要進(jìn)行緊固放松動(dòng)的安裝，因?yàn)閮?nèi)置了電路模塊，即單片機(jī)進(jìn)行采集處理的部分。兩個(gè)用于電纜進(jìn)出的航空插座位于操作箱的最下方。

2.2 技術(shù)參數(shù)

3 工作原理和實(shí)現(xiàn)的功能

3.1 工作原理

操作箱面板圖，如下頁(yè)圖2 所示。單片機(jī)位于操作箱的處理采集數(shù)據(jù)模塊中，可以旋轉(zhuǎn)面板的開(kāi)關(guān)對(duì)操作箱實(shí)時(shí)檢測(cè)，控制器對(duì)操作箱可以進(jìn)行不同指令的操作，接收到RS485 發(fā)送的通信信號(hào)到達(dá)電控箱內(nèi)部。操作箱受到控制器發(fā)送的內(nèi)容有：參數(shù)顯示和故障信息以及掘進(jìn)機(jī)每個(gè)啟停電機(jī)的實(shí)時(shí)狀態(tài)，液晶屏顯示最終單片機(jī)處理和接收的內(nèi)容。

圖2 操作箱面板圖

3.2 開(kāi)關(guān)功能

1）急停開(kāi)關(guān)：可以對(duì)電機(jī)進(jìn)行緊急停止通常是常閉狀態(tài)。重啟單片機(jī)和主控制器要靠復(fù)位開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)，但無(wú)法對(duì)其他控制器進(jìn)行復(fù)位。一旦信號(hào)傳送到主控制器，將立刻停止一切輸出。

2）截低、截高旋鈕：可以控制回路，選擇截割低速或者高速模式。按鈕中位時(shí)說(shuō)明回路僅存在截割電機(jī)。查看采集的數(shù)字量和模擬量的參數(shù)要靠控制器的翻頁(yè)開(kāi)關(guān)。翻頁(yè)開(kāi)關(guān)首次按動(dòng)，查看的是模擬量；松開(kāi)翻頁(yè)開(kāi)關(guān)后再次撥動(dòng)時(shí)，查看的是數(shù)字量狀態(tài)。

3）具備遙控功能的掘進(jìn)機(jī)，按動(dòng)“遙控操作”即可選擇開(kāi)關(guān)所處位置，實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)機(jī)的遙控操作。發(fā)射機(jī)還可以遙控油泵電機(jī)的啟動(dòng)工作，以及轉(zhuǎn)載和截割電機(jī)的啟動(dòng)工作，掘進(jìn)機(jī)自動(dòng)屏蔽本機(jī)操作[3]。

4 井下的檢修、維護(hù)和安裝

4.1 檢查安裝工作

1）井下使用操作箱要避免淋水，做好防水工作。

2）干燥劑要放在電機(jī)和開(kāi)關(guān)箱的內(nèi)部電氣設(shè)備，可以更好的工作在潮濕的工作面。

3）要提前在地面全部操作一遍，再下井拆解。

4）井下進(jìn)行搬運(yùn)和裝卸時(shí)，一定輕拿輕放，要做好電氣設(shè)備和電纜的插頭及接頭的保護(hù)措施，嚴(yán)禁翻滾，盡量減輕振動(dòng)。

5）為了使用可靠的電氣元件，掘進(jìn)機(jī)要內(nèi)設(shè)操作箱在減振器的位置。

圖3和圖4分別為電池的放電和充電效率圖，由圖可知蓄電池具有良好的充放電特性。圖5為電動(dòng)機(jī)工作效率圖，可以看出電動(dòng)機(jī)主要工作在高功率范圍內(nèi)。

6）先仔細(xì)查看各個(gè)連接點(diǎn)是否牢固，再進(jìn)行井下安裝；查看運(yùn)輸時(shí)有無(wú)造成電氣元件的損壞。使用的所以設(shè)備必須配有出廠證明，及時(shí)處理所有發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題。

4.2 井下維護(hù)

1）徹底檢查出現(xiàn)F 井5-7 d 新機(jī)器的箱體接線。

2）檢修電氣系統(tǒng)的時(shí)間間隔是10 d。及時(shí)處理出現(xiàn)損傷的隔爆面和松動(dòng)的螺栓及線頭部位。試運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)的所以操作項(xiàng)目，找出異常部位。

3）對(duì)銹斑和煤塵以及污垢部位采取定期清，將防銹油脂涂抹在磁路系統(tǒng)的隔爆面和接觸面。

4）查看箱體外殼完整性的周期性工作，要采取日常檢查。

5）輕輕用潔凈的軟布將有污物的操作箱表層進(jìn)行擦拭。擦拭時(shí)的布料不能過(guò)硬，使用的溶劑液體禁止帶腐蝕性，才可以避免損壞或劃傷箱體表面。

4.3 井下檢修

1）操作箱的修理和打開(kāi)工作，僅限工作人員或培訓(xùn)人員。

2）檢修停電的掘進(jìn)機(jī)，也要將前級(jí)饋電的開(kāi)關(guān)進(jìn)行切斷，防止進(jìn)線端的斷路器有電，一定不可帶電操作。

3）對(duì)操作箱進(jìn)行斷電后，清理蓋子與門(mén)上的粉塵和煤塵，才可以打開(kāi)門(mén)。

4）元器件的所有參數(shù)和型號(hào)，都不可在檢修電路的過(guò)程，被無(wú)故更改。

5 掘進(jìn)機(jī)本安操作箱常見(jiàn)故障與解決方法

表1 是本安操作箱常見(jiàn)的故障現(xiàn)象，原因及解決方法表。

表1 掘進(jìn)機(jī)本安操作箱主要故障與解決方法

6 結(jié)語(yǔ)

煤礦掘進(jìn)機(jī)決定使用效率高低的核心部位是具備合格的本安操作箱。本文重點(diǎn)分析了使用本安操作箱的方法，并詳細(xì)研究了工作原理，經(jīng)過(guò)實(shí)地考察，記錄了本安操作箱最常出現(xiàn)的電氣故障，并依據(jù)不同的故障制定了配套的維修措施。最后提出，生產(chǎn)煤礦的企業(yè)需要重點(diǎn)檢查故障發(fā)生率，維護(hù)好操作箱的電氣元件，對(duì)故障問(wèn)題，有關(guān)部門(mén)和人員必須預(yù)先制定操作箱的診斷方案，詳細(xì)設(shè)備常發(fā)的故障點(diǎn)，說(shuō)明導(dǎo)致因素，給出解決辦法。技術(shù)人員要加強(qiáng)綜合素質(zhì)并增進(jìn)實(shí)操能力，采取解決設(shè)備的故障問(wèn)題，保證設(shè)備及時(shí)生產(chǎn)并正常運(yùn)行。