煤矿机电设备故障分析案例

引言煤矿机电设备是矿井生产的核心支撑，其稳定运行直接关系到安全生产与经济效益。机电设备故障不仅会导致生产中断、维修成本增加，还可能引发安全事故。本文选取刮板输送机断链故障与提升机制动失效故障两个典型案例，从故障现象、成因剖析、处理措施及预防策略四方面展开分析，为煤矿机电设备的运维管理提供实践参考。案例一：刮板输送机断链故障分析1.故障现象某矿1201综采工作面SGZ764/630型刮板输送机在割煤作业中突然停机，PLC控制系统显示“过载保护动作”。现场检查发现：中部槽内刮板卡死，牵引链条在链轮啮合处断裂，断裂面呈疲劳磨损特征（存在多处细小裂纹扩展痕迹）。故障导致工作面停产4小时，直接影响原煤产量约800吨。2.原因剖析（1）设计与选型缺陷链条选型未充分考虑工作面“大采高、硬煤岩”工况，实际运行中链条动载荷超出设计许用应力15%（经力学模拟验证）。链轮齿形磨损后未及时修正，导致链条与链轮啮合时冲击力增大。（2）安装与维护疏漏安装时链条张紧度调整不当（张紧油缸行程仅为设计值的60%），运行中链条频繁“跳牙”，加剧链节磨损；日常巡检未采用无损检测（如磁粉探伤），链节疲劳裂纹未被提前发现；刮板输送机与破碎机衔接处未设置“大块矸石检测装置”，大块物料卡阻导致瞬时过载。（3）操作与管理因素割煤工为追求进度，强行通过“夹矸层”，导致负载突变；设备台账未记录链条更换周期，超期服役（实际运行时间已达设计寿命的1.2倍）。3.处理措施（1）紧急处置停机断电，使用液压剪切断卡死段链条，清理中部槽内矸石与变形刮板；更换备用链段（长度匹配原链条节距），调整张紧油缸行程至设计值（120mm），试运行30分钟无异常后恢复生产。（2）深度整改对链轮进行激光熔覆修复（修复后齿形精度达IT8级），更换磨损超标的刮板；在破碎机入口加装“红外+称重”双检测装置，自动识别并破碎大块物料（粒径＞300mm时触发破碎）；对全机链条进行磁粉探伤，更换3处存在疲劳裂纹的链节。4.预防策略技术优化：根据工况重新选型链条（许用应力提升20%），加装链条张力传感器（实时监测张力波动，超限自动报警）；管理升级：建立“链条-链轮”联检制度，每500小时用超声波探伤仪检测链节，每1000小时测量链轮齿形磨损量；培训强化：开展“负载突变应急处置”专项培训，禁止强行通过硬夹矸层，遇阻时优先调整割煤工艺。案例二：提升机制动失效故障分析1.故障现象副井JKMD-3.2×4型多绳摩擦提升机在重载下放（载重16吨）时，减速阶段制动闸瓦持续过热冒烟，制动力矩不足导致停车距离超出规程要求（设计停车距离15m，实际达22m），存在坠罐风险。2.原因剖析（1）制动系统参数失准闸瓦间隙超差（设计值0.5~0.8mm，实际达1.2mm），导致制动时活塞行程不足，闸瓦与制动盘贴合不充分；液压站溢流阀设定压力偏低（设计压力6.3MPa，实际5.8MPa），制动力输出不足。（2）磨损与老化问题闸瓦摩擦材料磨损超限（剩余厚度仅5mm，设计最小厚度10mm），摩擦系数从0.45降至0.32；制动盘表面存在2处深度＞0.5mm的沟痕，加剧闸瓦磨损与热量积聚。（3）控制系统缺陷减速阶段速度给定曲线未与制动力匹配，导致“超速-强制动-过热”恶性循环；温度传感器故障（误报闸瓦温度65℃，实际达180℃），未触发保护停机。3.处理措施（1）即时修复调整闸瓦间隙至0.6mm（使用塞尺逐片校准），更换溢流阀并重新设定压力至6.3MPa；更换全部闸瓦（采用新型陶瓷基摩擦材料，摩擦系数提升至0.48），车削修复制动盘沟痕（表面粗糙度达Ra1.6μm）。（2）系统优化重新编写PLC控制程序，优化减速阶段速度-制动力匹配曲线（速度从4m/s降至0时，制动力线性增长）；更换耐高温型温度传感器（量程0~300℃），增设“闸瓦温度超150℃自动抱闸”保护逻辑。4.预防策略周期维护：每3个月测量闸瓦间隙与制动盘跳动量，每6个月更换液压油并清洗滤芯；状态监测：加装制动盘红外热像仪（实时监测温度分布），建立“制动力矩-闸瓦磨损”关联数据库；应急演练：每月开展“制动失效应急处置”演练，确保司机能在30秒内启动二级制动与安全回路。总结与启示煤矿机电设备故障具有诱因复杂、后果严重的特点，需从“技术-管理-操作”三维度构建防控体系：1.技术层面：推广“故障树分析（FTA）”与“状态监测（振动、温度、张力传感）”技术，提前识别潜在故障；2.管理层面：建立“设备全生命周期台账”，将故障分析结果纳入“技改计划”（如案例一中的链条选型优化）；3.操作层面：强化“人机协同”培训，