忻州窯礦綜放工作面生產(chǎn)系統(tǒng)可靠性分析

摘 要：在我國近十幾年來，綜合放頂煤開采技術(shù)不斷發(fā)展，但是所研究的成果大多數(shù)集中在一般綜放及厚煤層放頂煤，對綜放工作面的研究涉及較少。本文在以往研究成果的基礎(chǔ)上通過運用系統(tǒng)可靠性計算模型，研究和分析綜合放頂煤工作面系統(tǒng)可靠性計算。

關(guān)鍵詞：綜放開采;生產(chǎn)系統(tǒng);可靠性

0 "引言

本文以忻州窯礦8927工作面設(shè)備配套選型研究為來源，深入研究特厚煤層大采高綜放面系統(tǒng)可靠性。8927綜放工作面北為礦界，南為實煤區(qū)。埋深將近270--370米，工作面走向長1620米，傾斜長125米，面積31097平方米。所采煤層為11#煤，巖性多為深灰色砂質(zhì)頁巖與細砂巖，含云母及煤線。煤層本區(qū)域較穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單結(jié)構(gòu)。煤厚9. 0米，傾角4°-6°。直接頂為頁巖及細砂巖，約4.33—6.97米。

1 8927工作面“三機”配套選型故障統(tǒng)計

通過對工作面的設(shè)備類別分析和設(shè)備故障類型、故障時間的分析，將2013年7月—10月共4個月內(nèi)工作面各設(shè)備的故障統(tǒng)計計算，得到總的故障次數(shù)618次，總的故障影響時間28459min，并對故障平均影響時間和各設(shè)備故障時間占總故障時間比例進行了計算。從計算可知，影響時間排序依次為采煤機、破碎機、順槽皮帶機、環(huán)境、煤倉、供水系統(tǒng)、前運輸機、液壓系統(tǒng)、制冷設(shè)備，工作面設(shè)備中故障影響時間最長的是后部運輸機，占故障時間的19.66%。由于統(tǒng)計時間段的關(guān)系，主煤倉影響有較大變化，在2011年7月份以前礦井有三個采區(qū)同時生產(chǎn)，礦井主井煤倉容量小，使得采區(qū)內(nèi)部煤倉經(jīng)常滿倉，據(jù)統(tǒng)計計算，7月以前煤倉故障是第一大的影響因素，7月份以后煤倉故障降為第六位影響因素。為了降低后部鏈板機的故障率，應(yīng)當(dāng)在檢修班加強對后部鏈板機的檢修力度，放煤過程要保持勻速，避免速度過快超過后部鏈板機的最大承載能力。合理布置巷道，優(yōu)化采區(qū)設(shè)計，合理加大工作面寬度和工作面走向長度，減少保護煤柱，減少盤采區(qū)煤量損失。放煤口邊緣造成的放煤死角煤損稱脊背損失，放煤的順序?qū)贡硴p失有比較大的影響，采用多輪順序，均勻放煤對減少脊背損失有一定積極作用。（表1）

2 8927工作面“三機”配套選型系統(tǒng)可靠性計算模型

生產(chǎn)系統(tǒng)中，針對每個生產(chǎn)環(huán)節(jié)，我們把從統(tǒng)計之日開始，至統(tǒng)計期間該環(huán)節(jié)第一次發(fā)生的故障，修復(fù)之后系統(tǒng)開始運行為第一次故障的修復(fù)循環(huán)。至下一次出故障系統(tǒng)恢復(fù)正常為第二次故障修復(fù)循環(huán)，以此類推直至統(tǒng)計之日止。循環(huán)之間時間上緊接相連，在每個循環(huán)中隨時間的推移，依此包含故障時間和無故障兩個連續(xù)的子環(huán)節(jié)。生產(chǎn)系統(tǒng)故障修復(fù)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖如1所示，其循環(huán)示意圖如1所示，圖中：

θ——故障時間;

Si——循環(huán)中無故障時間;

i——第i個故障修復(fù)循環(huán)：第i個環(huán)節(jié)平均無故障工作時間Si的倒數(shù)。

3 8927工作面“三機”配套選型系統(tǒng)可靠性參數(shù)計算

考察每個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的故障修復(fù)循環(huán)，根據(jù)系統(tǒng)維修度函數(shù)理論計算可靠性參數(shù)和可靠度如表2所示。

4 小結(jié)

4.1 統(tǒng)計期間工作面各類系統(tǒng)故障影響時間為28459min，占總生產(chǎn)班時間的23.13%。綜放工作面生產(chǎn)前期的后刮板運輸機、采煤機故障是最突出的影響因素，分別占總故障時間的19.66%和16.287%，平巷破碎機、皮帶運輸機及環(huán)境故障也都是影響生產(chǎn)的主要因素，分別占總故障時間的11.17%，11.05%和8.16%。后刮板機、采煤機、破碎機和皮帶機平均每次故障修復(fù)時間為159.6min，98.5min，35min和36min，生產(chǎn)系統(tǒng)前四個主要影響因素平均無故障時間分別為3585min，2751min，577min和1425min。工作面系統(tǒng)平均每生產(chǎn)班故障影響時間59min，占每班時間的16.4%。因此，改造生產(chǎn)系統(tǒng)薄弱環(huán)節(jié)、減少綜放工作面設(shè)備故障影響時間是提高生產(chǎn)系統(tǒng)可靠性的主要途徑。

4.2 通過對8927綜放面各子系統(tǒng)環(huán)節(jié)的分析，建立了一串聯(lián)系統(tǒng)可靠性結(jié)構(gòu)模型，進行了工作面系統(tǒng)有效度的測算，其有效度為0.835。工作面后運輸機是生產(chǎn)系統(tǒng)的最薄弱環(huán)節(jié)，其次是采煤機。在工作面內(nèi)，運輸系統(tǒng)是工作面生產(chǎn)系統(tǒng)最薄弱環(huán)節(jié)，包括后刮板機、破碎機、轉(zhuǎn)載機和平巷運輸機。通過研究，8927工作面各層次生產(chǎn)系統(tǒng)可靠性具有相當(dāng)潛力，加大主井煤倉和盤區(qū)煤倉容量，改善采煤機、工作面上下出口的工作狀況，降低工作面運輸系統(tǒng)的故障率，是改善8927工作面生產(chǎn)系統(tǒng)、提高可靠性達到增產(chǎn)的有效途徑。

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