3. 故障定位的安全规范与作业准备

综采工作面液压支架电液控制系统的故障定位,绝大多数情况下需要在井下带电或邻近带电设备的环境中进行。支架控制器、驱动器、传感器、电磁先导阀以及沿工作面敷设的通信电缆,都处在采煤机、刮板输送机、喷雾降尘和顶板淋水的共同作用下,作业空间狭窄、照明有限、粉尘与潮气重。因此,故障定位的第一道关口不是"能不能查出问题",而是"能不能安全地查"。任何一次误送电、误动作或带电开盖,都可能造成支架误升误降、人员挤压或瓦斯引爆。本节围绕井下电气作业安全规程、防爆要求、停机闭锁流程以及工器具与图纸资料准备四个方面,说明故障定位作业前必须落实的安全与技术条件。

一、井下电气作业安全规程的落地要点

《煤矿安全规程》对井下电气作业有明确约束,落到电液控制故障定位这一具体场景,需要把握几条硬性要求。第一是持证与监护:从事电气检修的人员必须取得煤矿井下电气作业资格,作业时至少两人一组,一人操作、一人监护,监护人不得兼做其他工作,且必须熟悉该工作面供电系统与支架控制回路的停送电范围。第二是停送电制度:检修电气设备必须停电,并执行"谁停电、谁送电"的专人负责制,严禁约时停送电或电话口头约定送电。第三是验电与放电:对可能存有残余电荷的回路,停电后须验电、放电、接地,再行作业。第四是瓦斯检查:在采煤工作面、回风巷等地点打开电气设备前,必须先检查作业地点瓦斯浓度,只有在其低于规定限值(一般按1%以下掌握,具体以本矿作业规程为准)时方可开盖。

需要特别强调的是,电液控制系统虽然工作电压多为本安或低压直流,但支架控制器与驱动器之间、驱动器与电磁先导阀之间往往存在多路供电与信号混排,且系统与工作面运输机、采煤机存在闭锁联动。检修人员若只按"低压设备"对待而省略停电闭锁,极易在系统自动跟机或邻架操作时被误动作伤害。因此,凡涉及拆接控制器、驱动器、传感器接线的作业,一律按电气检修对待。

二、防爆要求与开盖作业控制

井下电液控制设备多为隔爆型或本安型。隔爆型设备依靠外壳承受内部爆炸而不引燃外部瓦斯,其隔爆面、紧固螺栓、密封圈、电缆引入装置都是防爆性能的组成部分。故障定位中常见的违规是:为图方便少装螺栓、用普通螺栓替代专用螺栓、隔爆面沾有煤泥未清理即合盖、电缆引入装置的密封圈缺失或用胶带缠绕代替。这些做法会直接破坏隔爆性能,即使当次故障排除了,也留下了重大隐患。

开盖作业应遵循"先断电闭锁、后开盖检查"的顺序,开盖后要保护好隔爆面,防止磕碰和煤粉污染;检查完毕合盖前,须清点螺栓数量、确认密封圈完好、紧固力矩均匀,并恢复"严禁带电开盖"警示标识。本安型设备则要重点关注本安回路与非本安回路的接线是否混接、关联设备是否匹配,避免因误接导致本安性能失效。

严禁在未停电闭锁、未检查瓦斯的情况下打开任何隔爆腔体;严禁短接或甩掉闭锁、急停、瓦斯电闭锁等安全回路进行"试车"式排查。

三、停机闭锁流程:把"不会动"变成确定状态

故障定位前必须让被检支架及其关联设备进入确定的静止状态。规范做法是:先在支架控制器上停止自动跟机与成组操作,将本架及邻架切换到手动或闭锁位;再停止工作面刮板输送机、采煤机,并在其控制点挂牌闭锁;随后断开支架控制系统的供电,执行停电、验电、闭锁挂牌。挂牌应注明停电人、时间、作业内容,钥匙或牌由停电人随身保管。作业结束后,按"谁停电、谁送电"原则,确认人员撤离、设备具备送电条件后,方可摘牌送电,并逐台恢复自动功能。

下图给出了一次典型故障定位作业从停机到恢复的闭锁与安全状态流转关系,可作为现场执行时的对照。

故障定位作业的停机闭锁与安全状态流转 ① 停止自动/成组 本架及邻架切手动 ② 关联设备闭锁 运输机/采煤机挂牌 ③ 停电验电闭锁 挂牌·钥匙随身 ④ 瓦斯检查 合格后开盖 故障定位作业区(已闭锁状态) 外观与接线检查 隔爆面·密封圈·螺栓 电缆引入·插头 供电与信号测量 电压·回路通断 传感器信号比对 部件替换验证 控制器/驱动器/阀 同型号互换 记录与标识 故障点·处理措施 更换件编号 ⑤ 清点与合盖 螺栓·密封·力矩 ⑥ 人员撤离确认 具备送电条件 ⑦ 摘牌送电 谁停电谁送电 ⑧ 功能恢复 逐台试自动 禁止:带电开盖 / 短接闭锁 / 约时送电 任一违规即中止作业,重新执行闭锁

四、工器具与图纸资料的准备

电液控制故障定位对工器具的要求比一般机械检修更细。基本配置包括:经检验合格的数字万用表(具备直流电压、通断、二极管档,量程覆盖本安回路电压)、钳形电流表(用于驱动器输出电流的间接判断)、专用套筒与内六角(隔爆腔紧固螺栓不得用活动扳手随意施力)、力矩扳手(按设备说明书规定力矩复紧)、绝缘胶带与冷压端子、防爆密封圈备件、便携式瓦斯检测仪、验电笔、临时接地线,以及照明用具和防尘罩布。所有仪表须在检定有效期内,入井前检查外观与电池电量。

图纸资料方面,至少应携带:工作面供电系统图、支架电液控制系统原理图与接线图、控制器与驱动器端子定义表、通信拓扑(架间电缆走向与地址分配)图、设备说明书中的故障代码表,以及本工作面的作业规程与停送电制度。实际排查中,很多"疑难故障"其实是地址冲突、终端电阻缺失或接插件针脚定义看错造成的,手边有准确的接线图和地址表,往往比反复换件更有效。

建议在井上先把本节涉及的图纸按"供电—通信—执行"三类分袋装好,并对关键端子拍照留存;井下光线差、图纸易污损,提前准备可显著缩短排查时间。

五、作业准备的检查闭环

把上述要求整合成一张可执行的作业前确认表,能有效避免遗漏。下表为示例格式,各矿可结合本工作面实际增删。

确认项 合格判据(示例) 确认方式
人员资格与监护 持证电工不少于2人,明确操作人与监护人 班前会点名、证件核对
瓦斯浓度 作业地点瓦斯低于规定限值 便携仪实测并记录
停机闭锁 本架及邻架手动/闭锁,运输机、采煤机挂牌 现场确认、挂牌拍照
停送电 已停电、验电、挂牌,钥匙由停电人保管 验电笔复验、牌面签字
仪表工器具 万用表等在检定有效期内,备件齐全 入井前逐件清点
图纸资料 供电图、接线图、端子表、故障代码表齐备 按清单核对
防爆件状态 隔爆面完好、密封圈齐全、螺栓专用 开盖前后各检查一次

需要提醒的是,安全规范与作业准备不是故障定位的"前置形式",而是定位结论可靠性的组成部分。在闭锁不到位、防爆被破坏、图纸缺失的条件下得出的"故障点",往往只是表象;只有把停机闭锁、防爆控制、仪表校验和资料核对都落实到位,后续的测量数据、替换验证和故障判定才具备可复现、可追溯的基础。