采煤機電氣故障診斷與排除技術(shù)在煤礦井下生產(chǎn)作業(yè)中，采煤機作為核心采掘設(shè)備，其電氣系統(tǒng)的穩(wěn)定運行直接關(guān)系到開采效率與安全生產(chǎn)。隨著采煤機自動化程度提升，電氣系統(tǒng)集成了電機驅(qū)動、PLC控制、傳感器監(jiān)測等多類組件，故障誘因復(fù)雜且隱蔽性強。若故障排查不及時或處理不當(dāng)，不僅會導(dǎo)致設(shè)備停機、產(chǎn)能損失，還可能引發(fā)電氣火災(zāi)、人員觸電等安全事故。因此，掌握科學(xué)的電氣故障診斷與排除技術(shù)，對保障采煤機高效可靠運行具有關(guān)鍵意義。一、采煤機電氣系統(tǒng)常見故障類型（一）電機類故障采煤機牽引電機、截割電機是動力核心，故障多表現(xiàn)為過載停機（負(fù)載突變、散熱不良導(dǎo)致熱保護(hù)觸發(fā)）、繞組短路/斷路（絕緣老化、粉塵侵入造成匝間短路，或接線端子松動引發(fā)斷路）、軸承損壞（潤滑不足、沖擊載荷導(dǎo)致異響、振動加劇，進(jìn)而引發(fā)電機掃膛）。例如，截割電機長期在高負(fù)荷下運行，若冷卻風(fēng)道堵塞，易因溫度過高觸發(fā)過載保護(hù)，表現(xiàn)為電機無法啟動或運行中突然停機。（二）控制系統(tǒng)故障以PLC為核心的控制系統(tǒng)故障包括程序異常（電磁干擾導(dǎo)致程序跑飛、參數(shù)丟失）、模塊故障（輸入輸出模塊損壞，如數(shù)字量模塊通道無響應(yīng)）、通信故障（Profibus/DPS總線接頭松動、終端電阻失配，導(dǎo)致控制指令傳輸中斷）。某礦曾因采煤機PLC程序受強電磁干擾，出現(xiàn)牽引速度失控、截割滾筒誤動作，經(jīng)排查發(fā)現(xiàn)是變頻器諧波干擾未有效抑制。（三）傳感器與檢測元件故障位置傳感器（如編碼器）、壓力傳感器、溫度傳感器等易出現(xiàn)信號失真（如編碼器齒輪磨損導(dǎo)致計數(shù)誤差，壓力傳感器膜片堵塞造成數(shù)值漂移）、線路開路（傳感器接線端子氧化、電纜受擠壓斷裂）。例如，牽引部壓力傳感器信號線被矸石砸破，導(dǎo)致系統(tǒng)誤判負(fù)載超限，觸發(fā)緊急停機。（四）電纜與連接故障采煤機電纜（動力電纜、控制電纜）受頻繁拖拽、矸石擠壓，易發(fā)生絕緣破損（漏電、短路）、接頭松動（接觸電阻增大，引發(fā)局部過熱、打火）。此外，快插接頭因煤塵侵入、插拔次數(shù)過多，易出現(xiàn)接觸不良，表現(xiàn)為設(shè)備啟動時“缺相”或運行中突然斷電。二、電氣故障診斷技術(shù)（一）現(xiàn)場直觀診斷法通過“望、聞、問、切”快速定位故障：望：觀察電氣元件外觀（如接觸器觸點燒蝕、電纜外皮破損、PLC模塊指示燈異常）；聞：嗅辨焦糊味（電機繞組燒毀、電纜短路時的特征氣味）；問：詢問操作人員故障前的異常現(xiàn)象（如是否有異響、報警提示）；切：觸摸電機、電纜接頭溫度（過載或接觸不良時溫度顯著升高）。例如，某臺采煤機啟動時跳閘，維修人員通過“聞”發(fā)現(xiàn)控制柜內(nèi)有焦糊味，“望”到某接觸器觸點熔焊，快速鎖定故障點。（二）儀器檢測法1.萬用表檢測：測量電機繞組電阻（判斷短路/斷路）、電纜絕緣電阻（低于0.5MΩ時需排查漏電）、傳感器供電電壓（確認(rèn)電源是否正常）；2.示波器檢測：捕捉電機驅(qū)動波形、總線通信波形，分析是否存在諧波干擾、信號失真；3.絕緣電阻表檢測：對高壓電纜、電機繞組進(jìn)行絕緣耐壓測試，排查隱性絕緣故障。（三）故障樹分析法（FTA）以“采煤機無法啟動”為頂事件，向下分解為“電源故障”“控制回路故障”“電機故障”等中間事件，再細(xì)化為“斷路器跳閘”“PLC無輸出”“繞組短路”等底事件。通過邏輯門（與、或、非）關(guān)聯(lián)事件，結(jié)合現(xiàn)場檢測結(jié)果，逐步縮小故障范圍。例如，某礦用FTA分析“牽引速度異?！?，最終定位為編碼器齒輪磨損（底事件），因長期未更換導(dǎo)致計數(shù)偏差。（四）智能診斷技術(shù)應(yīng)用1.專家系統(tǒng)：將煤礦工程師的故障處理經(jīng)驗（如“電機過載→檢查負(fù)載/散熱”“通信故障→排查總線接頭”）編碼為規(guī)則庫，結(jié)合實時監(jiān)測數(shù)據(jù)（電流、溫度、振動）自動匹配故障類型；2.振動分析：通過安裝在電機、減速器上的振動傳感器，采集頻譜數(shù)據(jù)，識別軸承磨損、齒輪斷齒等故障（如軸承故障特征頻率與振動頻譜峰值對應(yīng)）；3.紅外熱成像：快速檢測電纜接頭、接觸器、電機的溫度分布，定位接觸不良、過載發(fā)熱點，避免故障擴大。三、故障排除與修復(fù)技術(shù)（一）電機故障修復(fù)1.過載故障：清理電機冷卻風(fēng)道（去除煤塵、雜物），檢查負(fù)載端（如截割滾筒是否卡矸），復(fù)位熱繼電器；2.繞組故障：若為匝間短路，需拆除繞組重新繞制（采用F級絕緣漆處理）；若為接線端子松動，重新緊固并做絕緣防護(hù)；3.軸承故障：更換同型號軸承（注意軸承游隙匹配），安裝前加熱至____℃（避免硬敲損傷軸頸），裝配后加注鋰基潤滑脂（填充量為軸承腔的1/3-1/2）。（二）控制系統(tǒng)故障處理1.PLC程序異常：使用編程器上傳備份程序（需確認(rèn)程序版本與設(shè)備匹配），若參數(shù)丟失，參照技術(shù)手冊重新設(shè)置（如PID調(diào)節(jié)參數(shù)、通信波特率）；2.模塊故障：更換故障模塊（如數(shù)字量輸入模塊），更換前記錄模塊地址與接線，避免混淆；3.通信故障：檢查總線接頭（重新壓接或更換），測量終端電阻（Profibus總線通常為120Ω），調(diào)整變頻器載波頻率（降低諧波干擾）。（三）傳感器故障修復(fù)1.信號失真：編碼器齒輪磨損需更換齒輪組，壓力傳感器膜片堵塞可拆解清洗（注意防水密封）；2.線路故障：重新焊接傳感器接線端子，更換破損電纜（采用礦用阻燃電纜，接頭做硫化處理）；3.校準(zhǔn)調(diào)整：使用標(biāo)準(zhǔn)信號源（如4-20mA電流發(fā)生器）校準(zhǔn)傳感器輸出，確保測量精度。（四）電纜與連接故障處理1.絕緣破損：對小面積破損可纏繞絕緣膠帶（耐壓≥1kV），大面積破損需截除重接（采用防爆接線盒，做好防潮處理）；2.接頭松動：重新壓接電纜接頭（使用液壓鉗確保壓接牢固），涂抹導(dǎo)電膏降低接觸電阻；3.快插接頭故障：清理接頭內(nèi)煤塵，更換老化密封圈，插拔時確保對準(zhǔn)定位銷，避免暴力操作。四、電氣故障預(yù)防措施（一）日常維護(hù)優(yōu)化1.定期巡檢：每班檢查電纜拖拽裝置（如拖纜鏈）是否卡滯，電機冷卻風(fēng)扇是否正常，PLC模塊指示燈狀態(tài)；2.清潔除塵：每周用壓縮空氣清理控制柜、電機風(fēng)道的煤塵，避免粉塵堆積引發(fā)短路；3.緊固防腐：每月緊固電纜接頭、端子排，對裸露金屬件涂防銹漆，防止氧化松動。（二）電氣系統(tǒng)升級1.硬件優(yōu)化：更換高防護(hù)等級的接觸器（IP65）、阻燃抗拉伸電纜，加裝浪涌保護(hù)器抑制電磁干擾；2.散熱改進(jìn)：在控制柜內(nèi)加裝空調(diào)或熱交換器，將環(huán)境溫度控制在40℃以下，延長電氣元件壽命；3.冗余設(shè)計：對關(guān)鍵傳感器（如速度編碼器）采用雙路冗余，某一路故障時自動切換至備用通道。（三）人員技能提升1.操作培訓(xùn)：開展“采煤機電氣系統(tǒng)原理”“故障應(yīng)急處理”培訓(xùn)，要求操作人員掌握基本診斷方法（如萬用表使用）；3.案例分享：每月召開故障分析會，分享典型故障（如“電纜絕緣破損引發(fā)的漏電事故”）的處理過程，總結(jié)經(jīng)驗。（四）故障檔案管理建立每臺采煤機的故障檔案，記錄故障時間、現(xiàn)象、原因、處理措施、維修人員，定期統(tǒng)計故障類型占比（如電機故障占30%、電纜故障占25%），針對性優(yōu)化維護(hù)計劃（如對高頻故障的電纜接頭增加巡檢頻次）。結(jié)語采煤機電氣故障診斷與排除技術(shù)是一項兼具理論性與實踐性的工作，需結(jié)合現(xiàn)場經(jīng)驗