煤矿机电设备的故障分析与维修策略.pdf

Ｓ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ Ｎ ｏ ． ６ １ ５ Ｊ ｕ ｌ ｙ ２ ０ ２ ０ 现 代 矿 业 Ｍ Ｏ Ｄ Ｅ Ｒ ＮＭ Ｉ Ｎ Ｉ Ｎ Ｇ 总 第６ １ ５ 期 ２ ０ ２ ０ 年 ７月第 ７期 孟 彬（ １ ９ ８ ７ ） ， 男， 工程师， ２ ７ ４ ７ ０ ０山东省菏泽市郓城县。 煤矿机电设备的故障分析与维修策略 孟 彬 （ 临沂矿业集团菏泽煤电有限公司） 摘 要 随着煤矿机械化进程的加快和现代化大型煤厂的建设， 对机械设备运行管控提出了更 高的要求。通过对国内外煤矿设备维修模式的发展和一些煤矿设备的节能现状的研究， 分析了山西 煤炭运销集团在设备管理、 设备使用维护、 检修等方面的情况， 研究了设备的使用状况和故障原因， 从 而确定优化策略。通过对机械设备的故障产生原因、 维护模式和维修方案等总结和论述， 为煤炭行业 生产和提质增效提供有利实践支撑。 关键词 煤炭 机械设备 煤矿机械化 运行管控 提质增效 Ｄ Ｏ Ｉ １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ４  ６ ０ ８ ２ ． ２ ０ ２ ０ ． ０ ７ ． ０ ８ ０ 随着经济的快速发展， 我国能源需求将持续增 长， 能源结构和油气资源方面短缺， 如何保障煤炭开 采设备良性运行是本文的研究内容。通过对国外煤 矿设备维修模式的发展和一些国外煤矿设备的节能 现状的研究， 分析了山西煤炭运销集团在设备管理、 设备使用维护、 检修等方面的情况， 研究了设备的使 用状况和故障原因， 从而确定优化策略［ １ ］。本研究 以误差分析理论为指导， 根据设备误差的含义对设备 进行分类， 并对设备的维护保养、 预防性维修和状态 维修方式进行研究， 通过故障设备维修模式的选择和 应用， 给出设备现场控制维修、 状态维修和外协维修 的策略， 对煤炭运销集团设备实际运行情况进行了研 究。 １ 故障分析 国外资产管理的快速发展， 特别是 ２ ０世纪 ８ ０年 代初矿业市场的萧条， 迫使各国矿业公司寻求和应用 新的生产管理体系， 并在现有生产管理中采取有效措 施， 降低生产成本， 提高经济效益［ ２  ３ ］。 从宏观上看， 煤矿机电设备缺陷显现主要在设备 投入使用早期和晚期。 （ １ ） 在早期运行期， 矿厂出现早期故障的可能性 很大， 第一次故障率很高， 但随着时间的推移， 故障率 迅速下降。机械产品的早期运行时间属于在生产线 的磨合阶段， 这段时间的长短取决于产品和系统的设 计和生产质量。在发生意外故障时， 设备进入意外故 障期， 故障率一般是稳定的， 并趋于固定的， 在此期间 故障多数是意外发生的， 在事故期间设备的故障率最 低且稳定， 煤矿机电设备的有效寿命也是从这时开始 计算的， 由于设计、 使用、 维护等方面的原因， 在意外 停机期间发生的事故多为设计、 使用、 维护不当造成 的， 故可尽量将错误率降到最低水平， 提高设计质量， 改进使用管理， 加强诊断和监测维护。 （ ２ ） 在设备使用后期， 由于设备部件的磨损、 疲 劳、 老化、 腐蚀等原因， 故障率开始上升。早期故障 期、 正常使用期和使用后期真实地反映了设备从运 行、 调试、 正常运行到大修或报废的变化规律。加强 设备的定期管理和维护， 可以降低偶发故障的发生频 率和持续时间， 采取正确的机电优化措施， 可以有效 的降低维修频率或减短维修时间， 以达到设备的最佳 利用效果， 见表 １ 。 表 １ 部分国家煤矿机电设备维修情况 国家设备维修情况主要企业 瑞典比较重视设备和原件的利用率卡罗尔采矿公司 南非通常在设备使用前进行预防和维修吉鲁纳矿业 美国 采用预防为主的策略， 有着完善的采 煤作业设备机械信息系统 亨德森矿业 在实际的生产中， 煤矿机电设备故障通常是由以 下 ４个原因造成的。 （ １ ） 机械故障。在运行中， 煤矿机械的部分零部 件甚至功能不全， 或在使用中内部零部件损坏， 降低 了煤矿机械的总工作效率， 同时降低了机器在使用过 程中的工作寿命， 导致整个系统失去稳定性， 不自觉 地增加了总体投入， 如果不能在机电设备使用过程中 控制热油和润滑油的消耗， 整个机器的热油使用量将 超过规定指标。此外， 在使用零件的过程中， 会出现 许多断裂、 变形和配套零件间隙增大的现象， 这也是 导致设备不稳定运行的原因之一。 （ ２ ） 控制系统出现故障。控制系统的故障概率 ２５２ 也很高， 煤矿的机械设备的控制主要是通过可编程序 控制器来进行的， 在使用过程中通常是可编程序控制 器和现场生产装置发生故障。煤矿机械中的机箱和 外部装置也很容易失效。 （ ３ ） 液压故障。使用煤矿机械时， 液压密封件和 液压元件会失效。进口煤矿机械经常出现磨损现象。 在密封的情况下， 使用国产煤矿机械时， 其液压元件 也会产生很大的磨损， 如果出现这种故障， 必须更换 一些液压元件， 为了恢复正常功能。 （ ４ ） 设备在运行过程中出现故障。新开发和完 工的设备将在研发生产期和测试期 ２个阶段进行检 查， 基本满足煤矿开采的要求， 在设备设计上进行了 优化， 在公差规划上进行了更合理的设计， 但随着使 用寿命的延长， 煤矿机电设备的故障率又在增加。机 器零件在长期使用后， 会逐渐老化、 模糊、 磨损、 腐蚀， 导致一些运行故障， 也会由于操作不当造成机电设备 故障， 造成零部件损坏， 此外还包括设备维修保养不 到位， 零件消耗过量造成停机、 配套电气设备电缆老 化、 线路泄漏等。 ２ 维护模式 （ １ ） 煤矿机电设备运行时的维护。煤矿的机电 设备通常是根据设备分类选择维修方式。设备可分 为关键设备、 主要设备和一般设备， 不同设备级别可 进行不同类型的维护， 关键设备必须进行预防性维护 和定期维护。通过对设备的状态分析和预防性维修， 将关键设备的运行检测情况标志并附在设备上。对 此类设备维护有五项优先任务， 即现场检查优先、 定 期维修优先、 维修资源优先， 故障管理优先， 定期维护 优先， 一般设备定期维护， 对关键部位进行预测性维 修， 对二次设备进行大致检修， 对这类设备进行分类 时要注意主风机、 主起重设备等， 这类设备一旦发生 故障， 会对生产人员造成较大的安全威胁， 按煤矿有 关规定， 必须进行必要的预防性维护。 （ ２ ） 通过经验和技术进行判断并维护［ ４ ］。有相 关经验的人员对煤矿机械设备的性能和结构有着深 入的理解， 通常可以更好地控制设备的运行。主要是 采取以下维护措施 第一， 通过机器的内部振动和机 器内部温度随着时间的推移而变化进行判断。第二， 在机器运行、 移动时仔细聆听采矿机器是否有异常声 音。第三， 检查机器内部是否有异味。第四， 用仪器 测量电压和电流。最后结合这 ４个步骤对整个煤矿 机械设备的运行情况进行综合分析， 在最短的时间内 更换问题零件。当然， 整个维修过程应由专业技术人 员完成。 （ ３ ） 设备的改进设计。最好的方法是在设备发 生太频繁故障的情况下， 对其进行改进设计。对安全 生产和经济效益有重大影响的设备， 如果可以采用状 态监测来检测故障征兆， 则应采用状态维修， 否则对 于连续生产线上没有更换机器的设备， 应进行预防性 维护和设计上的改进； 对安全和效率影响较小的设备 或备用机械设备， 可以在发生故障之后再进行维修； 对煤矿机电设备不能有效监测的设备， 应进行拖后处 理。 ３ 维修及规避策略 ３ ． １ 设备检修制度 ①采掘设施必须同时每队每天维护时间不少于 ４ｈ ， 换班时必须约定３ ０ｍ ｉ ｎ 的维修时间； 对于矿场开 拓队伍， 每天进行的维护时间不少于 ２ｈ 。②机电部 负责对开挖队的维护工作进行监督检查， 对不符合项 进行检查， 依照规定处罚， 有权责令停产、 强制修理。 ③根据 煤矿机电设备操作规程 的要求， 在全年不 少于 １ ２～ １ ５ｄ的节假日中， 相应单位在根据实际生 产情况， 安排节假日前后矿场的维修工作［ ５ ］。 ３ ． ２ 设备和维护系统一 ①机电部每月组织对设备进行全方面的检查， 重 点检查设备和零件库存情况， 包括正在运行的设备的 使用情况。②大型设施的拆除和转移， 必须由机电部 门按照标准流程体系实施。③设备在安装和移交后 ７ｄ 内， 安装单位， 设备维护单位以及机电部门必须 做好跟踪工作， 使设备尽快正常工作。④设备进行使 用要严格参照操作规程， 严禁违章作业和指挥。每个 人都有权制止任何违反规则的行为， 违反规则的作业 造成负面后果， 要对进行检查的相关人员进行问责。 ⑤各单位必须根据团队的职责情况， 明确相应的岗位 责任制、 操作程序和负责的工作内容。根据工信部的 岗位检查制度， 管理人员应该根据不同设备的相关要 求， 定期对工作人员的身体进行隐患排查， 如发现不 符合， 应及时通知有关人员处理。 ３ ． ３ 设备责任承包制 ①在设备安装和投入使用之前， 对整个矿井的所 有机电设备都必须进行系统的责任承包。②电气设 备的责任人必须是电工， 机械部件责任人必须是钳 工。生产班组可根据生产实际需要， 实行就近区域分 配责任制。③责任人必须及时检查机电设备的性能 和完整性， 每次检查和保养后， 必须记录在有关的操 作簿上， 必须对设备运行情况进行标志和记录， 如因 任何原因不能进行检查， 应安排其他人为其进行检 查， 以确保设备的安全运行。 ４ 结 语 煤矿的运行设备是一个由多种设备组成的复杂 系统， 维修工作还包括设备维修期间的计划、 材料、 管 理和运行， 这也涉及到了多学科的知（ 下转第２ ５ ６ 页） ３５２ 孟 彬 煤矿机电设备的故障分析与维修策略 ２ ０ ２ ０年 ７月第 ７期 瓦斯浓度开始变低， 而抽采纯瓦斯量下降更快， 说明 煤体瓦斯放散初速度大， 放散快， 煤体透气性也较好。 工作面前方煤体卸压瓦斯抽采情况如图 ３所示。 图 ３ 工作面前方煤体卸压瓦斯抽采情况 但从抽采队的实际调查得出 ３ ３ １ ０工作面前方 煤体卸压抽采的浓度在 １ ％ ～ ３ ％， 抽采负压为 １ ３～ １ ５ｋ Ｐ ａ ， 混合量为４～ ５ｍ ３／ ｍ ｉ ｎ ， 抽采纯瓦斯量为０ ． ０ ５ ～ ０ ． １ ３ｍ ３／ ｍ ｉ ｎ ， 平均０ ． ０ ９ｍ３／ ｍ ｉ ｎ ， 纯抽采量很低， 主 要原因是混合量很低， 现场用 ２根  ７ ５ｍ ｍ接抽抽采 钻孔， 管路断面很小； 另外用于卸压抽采的负压过高， 抽采浓度就变低。 （ ３ ） 上隅角插管抽采分析。矿井没有对 ３ ３ １ ０工 作面上隅角插管抽采测试记录的数据。 经询问现场 人员得到 ３ ３ １ ０工作面上隅角插管抽采的浓度在 ０  ６ ％ ～ １  ２ ％， 混合量为５ ６～ ６ ２ｍ ３／ ｍ ｉ ｎ ， 抽采纯瓦斯 量为 ０  ３ ７～ ０  ７ １ｍ ３／ ｍ ｉ ｎ ， 平均 ０  ５ ３ｍ３／ ｍ ｉ ｎ ， 上隅角 插管抽采瓦斯量比较低。这说明横川或者大直径钻 孔抽采采空区瓦斯效果较好。 ３ 结 语 ３ ３ １ ０综放工作面回采期间抽放效果较好， 上隅 角也没有出现瓦斯超限， 工作面完全 Ｕ通风方式情 况下利用边界回风巷使用“ 卸压带抽采 ＋上隅角插 管 ＋ 横川埋管抽采” 模式治理瓦斯， 适合王坡煤矿瓦 斯治理要求， 瓦斯抽采系统能力提高， 增加安全可靠 性， 瓦斯治理模式满足矿井安全生产需求。 参 考 文 献 ［ １ ］ 李朝军， 吴小刚． 崔木煤矿井下瓦斯抽采技术研究［ Ｊ ］ ． 煤炭工 程， ２ ０ １ ３ （ Ｓ １ ） ５ ５  ５ ７ ． ［ ２ ］ 刘云峰， 张巨峰， 谢亚东， 等． 高位钻孔采空区瓦斯抽采与洒浆 防灭火技术实践［ Ｊ ］ ． 煤炭科学技术， ２ ０ １ ３ （ ４ ） ５ ３  ５ ６ ． ［ ３ ］ 王 凯， 郑吉玉， 夏 威， 等． 工作面采动煤体卸压增透效应研 究与应用［ Ｊ ］ ． 煤炭科学技术， ２ ０ １ ４ （ ５ ） ６ ５  ７ ０ ． ［ ４ ］ 薛德平， 赵 杰， 范德兴． 低透气性煤层瓦斯综合治理技术实践 ［ Ｊ ］ ． 矿业安全与环保， ２ ０ １ ３ （ １ ） ８ １  ８ ４ ． （ 收稿日期 ２ ０ ２ ０  ０ ４  ０ ８ 櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄 ） （ 上接第 ２ １ １页） 可形成板结的抑尘路面， 最终达到 长时间抑尘的效果。 （ ３ ） 本抑尘剂可应用在铁矿、 煤矿、 石灰石等不 同类型露天矿山运输路面， 抑尘效率最高可达 ９ ８  ３ ％、 抑尘周期最长可达 ８ｄ 。 （ ４ ） 与传统洒水抑尘方法相比， 本抑尘剂节水效 果明显， 经济效益显著， 具有一定的推广应用前景。 参 考 文 献 ［ １ ］ 杜翠凤， 蔡嗣经， 蒋仲安． Ｙ Ｃ Ｈ抑尘剂抑制露天矿路面扬尘的实 验研究［ Ｊ ］ ． 北京科技大学学报， ２ ０ ０ ７ （ Ｓ ２ ） ４ ５  ４ ８ ． ［ ２ ］ 毕见丰． 大气粉尘对工程机械发动机的磨损和动力性的影响 ［ Ｊ ］ ． 科技创新导报， ２ ０ ０ ８ （ ８ ） １ ２ ４  １ ２ ５ ． ［ ３ ］ 徐海栋， 张雷波， 尹立峰， 等． 化学抑尘剂的研究现状及进展评 价［ Ｊ ］ ． 天津科技， ２ ０ １ ５ （ ６ ） １ ２  １ ５ ． ［ ４ ］ 邓兵杰， 谭卓英， 李季阳， 等． 复合型抑尘剂配方试验研究［ Ｊ ］ ． 现代矿业， ２ ０ １ ４ （ ３ ） ８ ７  ９ １ ． ［ ５ ］ 杜翠凤， 王 远， 卢俊杰， 等． 吸湿型路面抑尘剂配方研制及工 业试验［ Ｊ ］ ． 东北大学学报 自然科学版， ２ ０ １ ５ （ ３ ６ ） ８ ８ １  ８ ８ ３ ． ［ ６ ］ 艾封年． 复合型抑尘剂在城市道路的性能表征及其应用研究 ［ Ｄ ］ ． 兰州 兰州交通大学， ２ ０ １ ８ ． （ 收稿日期 ２ ０ ２ ０  ０ ５  ０ ８ 櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄 ） （ 上接第 ２ ５ ３页） 识， 包括管理、 经济、 技术和机械结 构等学科， 要做好煤炭机电设备的维修工作， 需要多 学科合作和讨论。很长时间煤炭生产的设备更新换 代一直处于低速发展阶段， 但随着我国现阶段的工业 技术发展和国外先进技术的引进， 煤矿机电设备会不 断地优化改良， 有必要与时俱进的通过先进的维修方 法来适应它们。 参 考 文 献 ［ １ ］ 张 毅． 煤矿机电设备故障及维修策略分析［ Ｊ ］ ． 能源与节能， ２ ０ １ ４ （ ５ ） ２ ８  ３ ０ ． ［ ２ ］ 尚志伟． 浅谈煤矿机电设备故障及维修策略［ Ｊ ］ ． 技术与市场， ２ ０ １ ４ ， ２ １ （ ５ ） １ ６ ６ ， １ ６ ８ ． ［ ３ ］ 张 峰， 刘 珍． 浅谈煤矿中机电设备的故障分析及维修技术 ［ Ｊ ］ ． 科技资讯， ２ ０ １ ４ ， １ ２ （ １ ３ ） １ ０ ３ ， １ ０ ６ ． ［ ４ ］ 张志飙． 煤矿机电设备故障分析及检修策略［ Ｊ ］ ． 中国新技术新 产品， ２ ０ １ ３ （ ２ ４ ） １ ０ ９ ． ［ ５ ］ 王 强． 煤矿机电设备常见故障分析及维修［ Ｊ ］ ． 科技信息， ２ ０ １ ２ ， ３ ４ ４ ０ ９ ． （ 收稿日期 ２ ０ ２ ０  ０ ４  ０ ８ ） ６５２ 总第 ６ １ ５期现代矿业２ ０ ２ ０年 ７月第 ７期