煤矿掘进机机电设备的常见故障与诊断

随着煤矿开采力度的不断加大，煤矿正向超千米的深井掘进，井下机电设备故障时有发生，而且大型机电一体化装备掘进机一旦发生故障就会引起机电事故，严重时会造成人员伤亡。2024 年 10 月 4 日，新疆天山矿业公司 72101材料道掘进工作面因掘进机机电事故导致 1 人死亡直接经济损失为 145.18 万元。煤矿掘进机构造较复杂，主要包括机械传动、电气控制、液压传动等构造，在煤矿井下恶劣的工况环境中极易出现各种故障导致煤矿掘进机电设备停机或者采煤工作面失控。因此，本文对煤矿掘进机机电设备的常见故障与诊断展开研究与探讨，实现对故障特征的提取和识别，避免因故障引发机电事故，具有重要的现实意义。

1 煤矿掘进机机电设备的常见故障

1.1 机械系统故障

机械系统故障是指机械设备在运行过程中，由于各种原因导致机械停止运行或者出现异常状态。

第一，刮板机故障。主要有链轮失效和链条断裂失效两类。杂物阻碍链轮转动易致链条卡死，链条过度磨损会断裂，脱链也会使链条失效。链条断裂还可能因链上有杂质、磨损严重、间隔不均、卡滞未及时处理、高压或换向等。

第二，截割头故障。常见截割部无法旋转，根源是带载启动时截割部发生扭转，同时切割头被其他部件阻碍或电机出现故障，也会导致截割头无法转动。

第三，履带故障。表现为不能正常行走，掘进机工作时拉紧弹簧断裂会使履带失去缓冲作用，液压系统气压不足、张紧压油配受损，均会导致履带运转不畅。

1.2 电气系统故障

煤矿掘进机的电气系统在正常工作时起着关键作用，其首要功能是对各个设备进行有效操控与协同，不过在长期使用过程中，电气系统也会出现故障，进而影响整机运行。

第一，短路故障。短路故障是因为导线之间形成短触点，致使线路断开。造成这类故障的主要原因有两类，一是供电电压过高，二是电机电压过低。一旦发生短路，要及时切断主电源，防止出现意外。

第二，漏电故障。漏电故障指的是电气设备绝缘表面存在缺陷或破损，使得电荷无法充分隔绝，进而产生泄漏。产生这种故障的原因大致分为两种，电气设备破损引发漏电；由于湿度大导致泄漏，可针对各类漏电故障采取相应处理办法。

第三，电机过载故障。电机过载故障是由于电机内部温度过高。此故障原因有两个，一是散热不良，二是负荷过大。为了防止电机发热，应加大散热设备投入，增加风机数量，及时清理散热器灰尘。同时，要注意调节电机负载，避免超负荷运转。

1.3 液压系统故障

由于长期运行以及其他因素的作用，煤矿掘进机液压系统极易产生故障，对其正常运作造成影响。

第一，液压泵故障。液压泵是液压系统的核心组件，是为液压系统提供动力的关键零件。一旦液压泵出现故障，液压系统将无法正常运转。常见的液压泵故障有漏油、异响、压力不足等。

第二，液压管路泄漏。液压系统中的液压油是传递动力的介质，液压油渗漏会使液压系统丧失动力，进而对掘进机的正常作业产生影响。液压油渗漏的缘由可能是密封件老化、松动或者破损，也可能是管路连接不合适等。

第三，液压缸故障。液压缸是液压系统的重要部件，也是掘进机的关键构件之一。常见的液压缸故障有液压缸漏油、卡滞、缸体变形等。

2 煤矿掘进机机电设备故障的诊断方法

2.1 定期检测维修

（1）制定煤矿掘进机机电设备定期检测制度，按时检查井下设备，及时发现并解决问题，检查范围涉及电气元件、传动机构、液压及冷却系统等，不同部位采用多样检测手段。

（2）创建检测维修记录与档案，记录每次检测维修的时间、内容、人员及处理结果，全面记录和分析设备状态与维修情况，为科学制定维修规划提供支撑。

（3）设立故障预防机制，依据设备实际运转状况拟定防范举措，如强化润滑养护、按时更换易损件，推行周期性检查维修，避免设备突发故障停机。

2.2 建立诊断技术

（1）机械故障诊断：借助振动分析技术，采集截割头、齿轮箱、履带等机械部件的振动信号，通过频谱分析等手段，判断部件是否存在磨损、松动、不平衡等故障。

（2）电气故障诊断：利用万用表、绝缘电阻测试仪等电气测试仪器，对电气系统的电路、电器元件进行测试，检查是否存在短路、断路、绝缘不良等故障；运用故障诊断专家系统，结合电气系统的故障特征和历史数据，快速定位故障点。

（3）液压故障诊断：通过压力测试法，测量液压系统各部位的压力，判断液压泵、液压阀等元件是否正常工作；利用红外热成像技术，检测液压系统的油温分布，发现因泄漏、堵塞等原因导致的局部过热故障。

2.3 加强人员培训

为减少掘进机机电设备故障率，要加强对作业人员的培训与管理，通过培训，作业人员能知晓设备结构原理，熟悉操作及维护要点，进而提升操作技能与安全意识，培训涉及设备基础知识，操作规程，安全技巧，维护保养等。通过培训，可缩减操作失误，削减故障发生率，作业人员需接受培训，具备相应能力。

煤矿企业要建立完善管理标准，严格考核监管作业人员，对不合格者培训或调岗。同时，建立设备维护档案，定期检修维护，保障设备正常运行。强化人员培训与管理，是降低设备故障率的重要举措，企业需高度重视，以保障生产效率与安全。

3 结论

综上所述，煤矿掘进机机电设备在长期运行过程中，易出现机械、电气、液压等系统故障，这些故障会对掘进机的正常作业产生不利影响，甚至威胁煤矿生产安全与效率。通过构建定期检测维修机制，运用先进的机械、电气、液压故障诊断技术，以及强化人员培训与管理等诊断方法，能够有效识别、排查并处理各类故障，保障掘进机机电设备稳定运行。

参考文献

[1] 史峰， 李林， 王海龙， 王彦云， 马岩潇. 煤矿掘进设备常见机电故障诊断与排除方法 [J]. 煤炭科技 ， 2025， 46 （03）： 117-120.

[2] 刘晓峰 . 煤矿掘进机机电设备故障诊断与维护 [J]. 煤矿现代化 ，2025， 34 （01）： 47-51.