MG650/1630-WD 型采煤機(jī)優(yōu)化改進(jìn)設(shè)計(jì)及實(shí)踐

李澤宇

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán)馬脊梁礦，山西 大同 037000）

晉能控股煤業(yè)集團(tuán)馬脊梁礦自礦井成立以來，一直采用MG 型采煤機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)。從之前工作面MG650/1630-WD 采煤機(jī)的工作情況來看，采煤面采煤過程中故障頻發(fā)，時(shí)常需要停機(jī)檢修，影響煤礦生產(chǎn)效率。為保障該煤礦8127 工作面智能化開采的需要，對MG650/1630-WD 采煤機(jī)進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)設(shè)計(jì)[1-5]。

1 MG650/1630-WD 型采煤機(jī)故障類型及原因

對馬脊梁礦MG650/1630-WD 型采煤機(jī)2020 年1 月至2020 年12 月期間的故障類型進(jìn)行分析總結(jié)，主要分為牽引變壓器故障、截割電機(jī)故障、截割電纜保護(hù)裝置故障、冷卻調(diào)高系統(tǒng)故障四種。

1.1 牽引變壓器故障及原因分析

MG650/1630-WD 型采煤機(jī)牽引變壓器損壞故障較頻繁。由于牽引部變壓器固定方式不當(dāng)，自身防震性能不佳，因而在受到強(qiáng)烈的震動時(shí)變壓器固定腳受破壞致固定腳斷裂，變壓器發(fā)生損壞無法正常使用。牽引部變壓器發(fā)生損壞后，必須及時(shí)地停機(jī)檢修，并對其進(jìn)行更換，而1 臺新的牽引部變壓器設(shè)備的成本約20 萬元。

根據(jù)現(xiàn)場情況，引起該故障的主要原因?yàn)椋海?）當(dāng)采煤機(jī)進(jìn)行截割作業(yè)時(shí)，遇到較大硬度巖層時(shí)采煤機(jī)各組成部分都會遭受較大震動，影響設(shè)備的安全性；（2）工作面上垮落的原煤及矸石物料在沖擊力下會撞擊采煤機(jī)，采煤機(jī)的震動加劇。這兩種原因都可能造成采煤機(jī)牽引部變壓器發(fā)生損壞故障。

1.2 截割電機(jī)故障及原因分析

MG650/1630-WD 型采煤機(jī)截割電機(jī)故障較為頻繁。截割電機(jī)發(fā)生損壞故障后，必須停機(jī)進(jìn)行更換，影響截割部作業(yè)效率。

根據(jù)現(xiàn)場情況，引起該故障的主要原因?yàn)椋海?）截割電機(jī)采用8個(gè)六方形M16×50型螺栓進(jìn)行固定，理論上其固定的穩(wěn)定性較理想，但是從采煤機(jī)的實(shí)際情況來看，在生產(chǎn)過程中固定螺栓會在設(shè)備的不斷工作震動下出現(xiàn)松動、固定不牢靠的問題；（2）該采煤機(jī)的截割電機(jī)聯(lián)接件設(shè)計(jì)時(shí)的強(qiáng)度較小，當(dāng)固定螺栓在震動、固定不牢靠的狀態(tài)下會極易損壞到截割電機(jī)機(jī)體，影響截割電機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1.3 截割電纜故障及原因分析

MG650/1630-WD 型采煤機(jī)截割電纜常發(fā)生故障，截割電纜一旦發(fā)生破壞損傷故障，就必須進(jìn)行全面換新，一套新電纜的采購成本約10 萬元，維修更換時(shí)間約為6 h，影響采煤機(jī)的正常作業(yè)。

根據(jù)現(xiàn)場情況，引起該故障的主要原因?yàn)椋海?）煤礦井下空間狹小，生產(chǎn)環(huán)境惡劣，包括截割電纜在內(nèi)的電纜的數(shù)量眾多，排布混亂，同時(shí)因?yàn)殡娎|沒有安裝電纜保護(hù)裝置，電纜在大塊原煤及矸石的撞擊下極容易發(fā)生損傷，無法正常使用；（2）隨著采煤工作面的不斷推進(jìn)，電纜也需要同步進(jìn)行拖動移動，在電纜拖動移動的過程中，因沒有保護(hù)裝置，電纜在巷道地面上不斷摩擦進(jìn)而容易發(fā)生損壞，導(dǎo)致無法正常使用。

1.4 冷卻調(diào)高系統(tǒng)故障及原因分析

MG650/1630-WD 型采煤機(jī)常發(fā)生冷卻調(diào)高系統(tǒng)故障。冷卻調(diào)高系統(tǒng)故障發(fā)生后，對于該處管路的維護(hù)和檢修難度較大，需投入大量人力物力，時(shí)間消耗量也較大，維修效率不高；無規(guī)則不均勻分布的管路設(shè)計(jì)使其必須更廠采購零部件，設(shè)備維修時(shí)間跨度長、費(fèi)用高。

根據(jù)現(xiàn)場情況，引起該故障的主要原因?yàn)椋海?）冷卻調(diào)高系統(tǒng)管路的設(shè)計(jì)為無規(guī)則不均勻分布，使用性能不佳；（2）管路設(shè)計(jì)時(shí)位置較低，易被大塊的原煤及矸石撞擊而損壞，無法正常使用。

2 MG650/1630-WD 型采煤機(jī)的優(yōu)化改進(jìn)設(shè)計(jì)

基于MG650/1630-WD 型采煤機(jī)以往的故障類型及原因分析，對其進(jìn)行針對性的優(yōu)化改進(jìn)設(shè)計(jì)。

2.1 牽引變壓器固定方式的優(yōu)化改進(jìn)

（1）增強(qiáng)牽引變壓器固定地腳強(qiáng)度。固定地腳上焊接一厚度為16 mm 的Q235 鋼板，在鋼板上均勻鉆設(shè)Φ18 mm 的8 個(gè)圓孔，并通過螺栓固定在牽引變壓器上。該優(yōu)化設(shè)計(jì)能有效地提高牽引變壓器固定地腳強(qiáng)度，在受到劇烈震動的狀態(tài)下固定地腳也會保持穩(wěn)定，固定地腳不會發(fā)生松動損壞現(xiàn)象，固定地腳的安全性和可靠性增加。

（2）增加牽引變壓器的抗震性能。在牽引變壓器底部位置增設(shè)一厚度為12 mm 皮帶。該設(shè)計(jì)可調(diào)整以往的剛性接觸為現(xiàn)在的柔性接觸，當(dāng)發(fā)生震動時(shí)柔性接觸能有效地吸收部分震動，起到減震的效果，降低震動對牽引變壓器損壞作用；在固定地腳增加的焊接鋼板上再次增加一厚度為6 mm 的Q235 鋼板，該鋼板用來對螺栓進(jìn)行進(jìn)一步的壓緊、固定，起到對螺栓進(jìn)行防丟失保護(hù)效果。

2.2 截割電機(jī)固定方式的優(yōu)化改進(jìn)

（1）在截割電機(jī)外部區(qū)域位置增設(shè)一厚度為16 mm 的圓形鋼板，并將該鋼板做為卡圈完整地套在電機(jī)外圈之上，實(shí)現(xiàn)對電機(jī)的有效固定。

（2）進(jìn)一步增加電機(jī)固定強(qiáng)度，將以往截割電機(jī)的8 個(gè)六方形M16×50 型螺栓數(shù)量調(diào)整為12 個(gè)。該設(shè)計(jì)可完整解決截割電機(jī)松動、不牢固的問題。

2.3 截割電纜保護(hù)裝置的優(yōu)化改進(jìn)

增設(shè)截割電纜保護(hù)裝置，該保護(hù)裝置采用厚度為20 mm 的高強(qiáng)度鋼制成，其尺寸長×寬×高=400 mm×250 mm×20 mm，采用3 個(gè)六方形M30×150 型螺栓進(jìn)行固定。截割電纜保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)可以有效地預(yù)防垮落大塊原煤及矸石對截割電纜的損壞，同時(shí)也可以保護(hù)其不與巷道地面發(fā)生摩擦損壞，提高截割電纜使用的安全性和可靠性。

2.4 冷卻調(diào)高系統(tǒng)的優(yōu)化改進(jìn)

（1）為保護(hù)冷卻調(diào)高系統(tǒng)管路不受大塊原煤及矸石的撞擊，從安裝位置、高度、尺寸等參數(shù)對管路進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，對冷卻噴霧系統(tǒng)的所有管線進(jìn)行調(diào)整，讓其維修更換更加便利，同時(shí)可對液壓管路產(chǎn)生保護(hù)。

（2）將冷卻調(diào)高系統(tǒng)的接頭全部調(diào)換為普通液壓管接頭，實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備接頭的互換，能有效地降低接頭維修更換時(shí)的時(shí)間和材料成本。

3 應(yīng)用及效果分析

MG650/1630-WD 型采煤機(jī)按以上優(yōu)化設(shè)計(jì)方案進(jìn)行改進(jìn)后，于2021 年1 月在馬脊梁礦8127 工作面智能化開采中進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)踐。從實(shí)踐應(yīng)用效果來看，改進(jìn)后的采煤機(jī)截割作業(yè)正常，使用性能大幅度提高，能滿足煤礦井下空間狹小和惡劣生產(chǎn)環(huán)境的安全生產(chǎn)需求；采煤機(jī)故障率大幅度降低，同時(shí)期內(nèi)故障發(fā)生率降低了85%，極大地提高了采煤機(jī)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性；每年可為煤礦節(jié)約設(shè)備維修和材料費(fèi)用約50 萬元。MG650/1630-WD 型采煤機(jī)優(yōu)化改進(jìn)設(shè)計(jì)方案改進(jìn)馬脊梁礦8127 智能化工作面開采條件，安全、經(jīng)濟(jì)效益顯著。