摘要：本文分析了EBZ-160S型掘进机存在的问题和工作原理，提出改进方法，最后评价了其改进后的效果。
关键词：掘进机；电控系统；问题；改进
引言：煤矿井下巷道掘进生产，如今都多使用了掘进机。然而，在生产使用过程中，有些掘进机就暴露了一些问题。比如有的运行期间容易损坏零部件，有的工作效率不能充分发挥，有的配套服务设施复杂，且维护材料投入大，有的甚至安全保护性能差等。在此，就以EBZ-160S/1140型悬臂式掘进机为例加以分析说明。该掘进机工作性能良好，保护理念也比较先进，且工作效率较高。但是，掘进施工期间，它对供电电缆的质量要求较高，投入的成本较大。经分析认为，在不损坏控制理念基础上，改进降低掘进成本的投入很有必要。为此，提出了对先导回路做出创新改进的意见。经验证，效果较好，达到了改进的目的和效果。
1.掘进机存在的问题
掘进生产期间，随着掘进面的不断向前推进，由于需要急停切断上级的开关，此时掘进机就需要大量地使用了UCPQ3×50+1×16+3×6型7芯电缆，进而导致了掘进成本的大幅增加。如果减少7芯电缆的投入量，那么上级开关就要随掘进面的延伸而不断前行移动，但是此举是不可能的。如此开关随之前延，明显增加了工人的劳动强度，况且开关的不断移动，伴随电缆也不断增加，同时还会给电气设备的正常安全运行带来了隐患，并增加了维修的难度。由此可见，随着掘进面的不断向前延伸，而掘进机所存在的缺点也就充分暴露出来了。
2.掘进机电控系统的创新改进
2.1 掘进机电控系统原理及特点
1）掘进机的工作原理分析。该型号的掘进机的工作原理。见图l所示。①送电程序：当按下电控箱上的“主启”按钮时，通过供电电缆的控制芯线，实现远距离接通(用户)前级防爆开关(PJ点闭合，PJ为前级开关自保接点)，此时电控箱隔离开关的上方进线端有电。合上隔离开关GK，控制变压器有电(图未表现)，即可进行其他操作。②停电程序：在停电时，按下电控箱上“主停”按钮即可。在机械设备或人身处于危险状态时，可在图1中的三处任意按下“急停”按钮。此时远距离就可分断前级开关，实现电控箱断电，电动机全部实现了停止运行。
2）掘进机电动机的控制方法分析。①该掘进机控制系统功能的设计理念是符合《煤矿安全规程》、《机电设备质量安全标准》规定要求的，就是说先启动主泵电机后才可启动截割电机，其之间有互锁功能。②主油泵电机的控制方式。启动过程：按下“油泵”启按钮时，PLC输入点XO03，输出点Y005闭合并进行自保。此时继电器JC2吸合，待油泵电机的接触器MC2吸合，再接通主回路ACl140V电源，主油泵电机就开始运转。启动之后，操纵升降、回转、行走、铲板等液压手柄，这时各机构实现相应的动作。停止过程：按下“油泵”停按钮时，PLC输人点XO04动作，使输出点YO05断开，此时继电器JC2断开，进而接触器MC2断电，这样主油泵电动机就停止运转了。
3）掘进机电控系统主要特点。根据以上分析可知，在按下掘进机电控箱上的主启按钮时，上级开关吸合上电，自保接点PJ就闭合；松开主启按钮时，上级开关就自保供电，隔离开关GK电源侧(上方)有电；在按下主停按钮时，合上隔离开关GK，掘进机内部的工作变压器有电工作，此时的PLC工作电压交流220V上电，再经电源模块整流为DC24V为PLC内部接点提供工作电压。据此分析。掘进机电控系统也有两个明显的优点：一是控制系统由PLC全程监控，系统工作准确、可靠，且保护功能齐全。这里PLC通过接收高低压电平信号经过逻辑运算后，再经过数字或模拟的输入输出，从而实现控制各种动作；二是所有的急停开关能全部分断上级开关。它切断电源迅速，从而有效减小了事故的范围扩大，并保证人员不带电操作与检修，进而确保了人员和设备的安全可靠运行。
2.2 掘进机电控系统创新改造方法
根据掘进机电控系统原理，以及现场的工作情况，结合《煤矿安全规程》和《煤矿机电设备质量标准》要求，为了能有效地降低掘进施工电缆投入，并能降低工人的劳动强度和维修难度，又不影响原机的性能。对此，我们仔细对照图纸分析和研究，认为修改先导回路即可解决这些问题。
由于PLC内部工作控制电压是DC24V，它属于本质安全型。掘进机的先导回路中，所有的急停开关都是使用的常闭接点，且依据掘进机的设计理念和功能运行，即“先启动主油泵电机后方可启动截割电机，其之间设置互锁”，还有“主油泵电机启动运转后，操纵升降、回转、行走、铲板等液压手柄，各机构才能相应动作”等。如果把先导回路的接点X1，X2断开，直接串接至油泵停的PLC控制回路中42(X005)和汇流线38(DC24V，COM)，再把先导回路中的主启按钮改接成常闭点。如此油泵房就变为主启的功能，既控制油泵启，又接通了先导回路，同时还不影响功效。此时只要按下油泵停或所有急停按钮中的任意一个按钮，那么PLC输入端X004都能够接收到信号由高电平转为低电平输入，再经过运算发出指令使PLC输出端口Y005断开，进而使继电器JC2断开，油泵就停止工作。相继MC1断开，截煤电机也掉电，整个掘进机便停止了工作，使油泵电机和截煤电机进入了互锁状态。中间的工作都是由PLC接收到停止指令后，经过预先编程程序来执行完成的。掘进机电控系统改造后的工作原理，见图2所示。
3.掘进机电控系统改进后的应用效果评价
该掘进机电控系统改造后，经过在井下掘进现场投入使用，其工作效果非常好。掘进机在工作过程中，也未出现电控故障，掘进生产能比较顺利进行。如此改造后，大大降低了工人的维修劳动强度和难度，虽然不能切断整个掘进机的电源(隔离开关进线端有电)，但是不违反“专人停送电制度”和“严禁带电维修和搬迁电气设备制度”等规定。改造后千米巷道能大大节省7芯电缆与4芯电缆的差价（350元计算），节省电缆投入费用达35万元以上。显然，其改造后效果是非常好的。
结束语：通过本例对掘进机电控系统的实际改造可知，在不影响掘进机电控系统性能的基础上，有效减少了掘进电缆投入量，大大降低了掘进施工成本。同时，工人的劳动强度和维修难度降低，进而实现了效率和安全程度提高的效果。
参考文献：
[1]林勇.EBZ-160S/1140掘进机组先导回路的改造[J].科技情报开发与经济，2009，17：227-228.
[2]董友林.掘进机电控系统改造[J].黑龙江科技信息，2013,5:70.