煤礦機(jī)電設(shè)備維修管理現(xiàn)狀及改善措施研究

張福勝

（山西朔州山陰金海洋南陽坡煤業(yè)有限公司，山西 朔州036901）

雖然煤炭行業(yè)整體的發(fā)展水平相對于先前有了較大的進(jìn)步，但是從具體各項工作開展情況來看，仍舊存在著較大的提升空間。例如，在進(jìn)行煤礦機(jī)電設(shè)備維修管理的過程中，隨著各種類型的現(xiàn)代化大型機(jī)電設(shè)備的不斷應(yīng)用，不僅給煤礦機(jī)電設(shè)備維修技術(shù)提出了更高要求，同時對具體的管理模式也提出了更高要求，需要從維修技術(shù)、管理模式、節(jié)能降耗、人員素質(zhì)提升等方面采取綜合性的措施給予改善，才能實(shí)現(xiàn)煤礦機(jī)電設(shè)備維修管理水平的可持續(xù)增強(qiáng)。

1 當(dāng)前煤礦機(jī)電設(shè)備維修管理現(xiàn)狀

首先，從目前來看，對于煤礦機(jī)電設(shè)備維修管理的重視程度依然不夠，很多的理念和技術(shù)還是比較落后，這樣就導(dǎo)致我國的煤礦機(jī)電設(shè)備維修管理水平與發(fā)達(dá)國家之間存在較大差距。這些問題不僅阻礙我國煤礦機(jī)電設(shè)備維修管理水平的發(fā)展，而且還無法滿足我國煤礦企業(yè)總體水平提升。

其次，在煤礦機(jī)電設(shè)備維修管理過程中，必須要建立完善的監(jiān)督管理機(jī)制，但是部分煤礦企業(yè)所需的監(jiān)督管理機(jī)制不夠健全完善。同時煤礦企業(yè)的管理者監(jiān)督不到位，導(dǎo)致監(jiān)管部門的設(shè)置流于形式，難以有效發(fā)揮出管理和監(jiān)督的作用。

最后，煤礦企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)為追求任務(wù)的迅速完成，經(jīng)常不顧實(shí)際強(qiáng)制要求工人加班趕工作進(jìn)度，罔顧煤礦自身的規(guī)律，盲目追求任務(wù)完成，致使機(jī)電設(shè)備維修管理完成之后的仍舊存在一定隱患。從煤礦機(jī)電設(shè)備維修管理人員的構(gòu)成來看，文化素質(zhì)普遍低下并且不固定，難以進(jìn)行穩(wěn)定的技術(shù)與安全培訓(xùn)。

2 提升煤礦機(jī)電設(shè)備維修管理效果的相關(guān)對策

2.1 全面做好煤礦機(jī)電設(shè)備維修工作

由于煤礦井下機(jī)電設(shè)備類型較多，使用環(huán)境也較為惡劣，容易出現(xiàn)各種類型的問題，全面及時的將出現(xiàn)的故障第一時間維修到位，對于保證煤礦機(jī)電設(shè)備的使用效果非常關(guān)鍵。本次以做好煤礦電牽引采煤機(jī)的維修為案例，分析如何更好的提升煤礦機(jī)電設(shè)備維修工作實(shí)效。

從當(dāng)前電牽引采煤機(jī)的使用情況來看，總體的使用效果較好，但截割電機(jī)容易出現(xiàn)各種類型的故障，給采煤機(jī)的正常運(yùn)行帶來了較大的負(fù)面影響，因此，在對采煤機(jī)進(jìn)行維修管理的過程中，應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)做好電牽引采煤機(jī)截割電機(jī)的維修管理工作。在具體實(shí)施的過程中，首先是在裝配軸承時，存在過緊問題。從當(dāng)前截割電機(jī)使用的軸承來看，前端電機(jī)較常采用NU228/C3，后端常使用的電機(jī)是6328/C3，從這兩個軸承的使用情況來看，較常出現(xiàn)問題的是前端電機(jī)軸承。在安裝電機(jī)軸承時，軸承外部和軸承座、軸承內(nèi)經(jīng)和軸承之間的配合較為關(guān)鍵。若配合較為松，在配合的位置會有相對滑動問題，也就是出現(xiàn)了蠕變。見圖1。在出現(xiàn)了蠕變后，配合面出現(xiàn)的磨損情況將隨之增加，給軸承座、軸帶來的損傷明顯。截割部分的電機(jī)多數(shù)為防爆電機(jī)，這類電機(jī)軸承結(jié)合面和轉(zhuǎn)軸的尺寸應(yīng)當(dāng)超過軸承內(nèi)圈直徑0.02mm 左右為宜。若在安裝時，超過了這個尺寸，軸承內(nèi)圈在工作時，受到強(qiáng)力套入軸徑的作用，軸承內(nèi)滾道和滾珠之間的間隙會被明顯縮小，扭矩出現(xiàn)明顯提升，其中的摩擦也會隨之增加，這就導(dǎo)致軸承在使用的過程中，會出現(xiàn)運(yùn)行溫度不斷增加的情況，由于疲勞和磨損帶來的損耗非常明顯，軸承也就加快了損傷。從這類事故情況來看，輕者可以在滾道底部形成較為嚴(yán)重的球形磨損軌跡，如果嚴(yán)重則可以導(dǎo)致軸承內(nèi)滾珠、外圈及內(nèi)圈出現(xiàn)剝皮與裂口問題。為了防止這種情況的出現(xiàn)，或者在出現(xiàn)了這種情況之后，維修人員應(yīng)當(dāng)對電機(jī)轉(zhuǎn)軸軸承結(jié)合面和軸承內(nèi)部圈尺寸做好調(diào)整，對于其中的盈量針對性的降低，從而將軸承圈內(nèi)部的輻向間隔有效恢復(fù)，防止出現(xiàn)截割電機(jī)檢修后又出現(xiàn)類似問題的情況。此外，軸承潤滑脂的維護(hù)與管理也較為關(guān)鍵。當(dāng)前井下的工作環(huán)境仍舊相對惡劣，電牽引采煤機(jī)的工作環(huán)境更是嚴(yán)重，特別是截割電機(jī)整體的散熱效果較差，又處于24 小時運(yùn)行狀態(tài)，軸承在使用過程中容易出現(xiàn)溫度過高的問題。隨著軸承溫度長時間處于高位，潤滑脂出現(xiàn)損失的概率增加明顯。在截割電機(jī)高速度運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中，若潤滑脂有老化問題出現(xiàn)，在較長的時間內(nèi)沒有得到及時更換，潤滑脂就會出現(xiàn)變質(zhì)問題，截割電機(jī)軸承在長時間的高溫狀態(tài)下，軸徑、套圈及滾動體就會變?yōu)樗{(lán)色或者褐色。在出現(xiàn)這種故障后，維修技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)截割電機(jī)所處于的環(huán)境因素、運(yùn)行時間等，確保潤滑脂能夠得到及時有效的補(bǔ)充。在截割電機(jī)工作的過程中，對于潤滑脂是否存在流失的問題做好觀察，在出現(xiàn)了潤滑脂流失的情況后，對于軸承的運(yùn)行情況做好觀察，確保潤滑脂能夠得到及時補(bǔ)充。在補(bǔ)充潤滑脂時，對于潤滑脂的數(shù)量等進(jìn)行嚴(yán)格把控，一般情況下，加入的潤滑脂應(yīng)當(dāng)占據(jù)1/2 左右的軸承腔，在截割電機(jī)運(yùn)行8000h 左右時，補(bǔ)充潤滑脂一次。在運(yùn)行15000h 左右時，更換潤滑脂一次。在使用潤滑脂時，不能出現(xiàn)兩種潤滑脂混用的問題，主要考慮是，兩種潤滑脂在具體成分上存在差異，在具體工作中，不能有效融合到一起，影響到潤滑脂的工作品質(zhì)，嚴(yán)重情況下會導(dǎo)致軸承落架的問題。從當(dāng)前截割電機(jī)使用情況來看，容易出現(xiàn)電機(jī)匝間故障。導(dǎo)致其出現(xiàn)的原因主要有：

首先，截割電機(jī)在較長時間工作中，因?yàn)槔@組出現(xiàn)了損傷，而影響到其絕緣效果。

其次，是鐵芯、絕緣及導(dǎo)線膨脹系數(shù)有差異，在電動機(jī)啟停的過程中，冷熱交替問題，影響到絕緣性能。

最后，由于交變磁場的作用，各種類型的振動情況影響到截割電機(jī)的絕緣效果。針對截割電機(jī)出現(xiàn)的匝間短路故障問題，維修技術(shù)人員在日常的工作中，應(yīng)當(dāng)定期對匝間阻值進(jìn)行測量，在出現(xiàn)了阻值下降的問題后，應(yīng)當(dāng)及時有效的采取措施進(jìn)行控制。

圖1 電牽引采煤機(jī)截割電機(jī)軸承游隙圖

2.2 提升煤礦機(jī)電設(shè)備維修管理工作的節(jié)能水平

綠水青山就是金山銀山，根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，煤炭行業(yè)屬于高耗能行業(yè)，其中超過一半的能源消耗就是機(jī)電消耗，在煤礦的所有支出中，耗電支出所占的比重接近20%，甚至更高。因此，在煤礦機(jī)電設(shè)備維修管理的過程中，必須采取針對性的節(jié)能措施，不能僅注重維修，還需從維修管理的高度推動整個維修管理工作高質(zhì)高效開展。

2.2.1 壓縮供配電線路電網(wǎng)損耗

不論是煤礦配電系統(tǒng)，還是居民用電配電系統(tǒng)，由于配電線路帶來的電能損耗不可避免，但可從設(shè)計環(huán)節(jié)，將該部分的損耗降低到最低。在具體設(shè)計時，需要對煤礦配電線路中電流和電阻進(jìn)行科學(xué)配置，在設(shè)計過程中，需對供電半徑、導(dǎo)線的橫截面、負(fù)荷中心距離等方面進(jìn)行充分考慮。具體設(shè)計時，可參考如下公式：

式中：ρ 為電阻材料的電阻率（歐·厘米）；L 為電阻體的長度（厘米）；A 為電阻體的截面積（平方厘米）。從上式中可看出，隨著輸電距離的增加，導(dǎo)線的電阻在增加，隨著輸電導(dǎo)線橫截面積的下降，電阻隨之降低。因此，若在設(shè)計時，導(dǎo)線的材料固定，則應(yīng)當(dāng)從電線的長度及橫截面積兩個方面出發(fā)，最大限度的減少導(dǎo)線的電阻。同時，如果配送電的距離相同，導(dǎo)線橫截面積也相同，則需要盡量選擇電阻率較小的導(dǎo)線，從而有效減少配電線路的電能損耗。此外，純金屬的電阻率通常較小，合金的電阻率相對較大，其中銀金屬的電阻率最小，但是整體的成本增加明顯。因此，在設(shè)計時，應(yīng)當(dāng)綜合考慮配電線路能耗和材料的購置成本，做好兩者之間的平衡。此外，在部分情況下，還需要將無功補(bǔ)償裝置安裝到對應(yīng)的地點(diǎn)。

2.2.2 降低煤礦電氣設(shè)備耗能

電氣設(shè)備作為煤礦能耗的重要組成部分，隨著煤礦生產(chǎn)現(xiàn)代化水平的不斷提升，電氣設(shè)備使用的數(shù)量和規(guī)模也在隨之增加。在供配電系統(tǒng)設(shè)計過程中，對于井下的自然條件應(yīng)當(dāng)充分考慮，用電方案應(yīng)當(dāng)與開采工作面、掘進(jìn)工作面及礦山機(jī)械自動化程度相匹配，根據(jù)煤礦企業(yè)的產(chǎn)能確定出合理的電氣設(shè)備，做好保護(hù)生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)適用并重。對于電氣設(shè)備無功運(yùn)行情況應(yīng)當(dāng)最大限度的避免，部件的摩擦系數(shù)最大限度的實(shí)現(xiàn)減少，達(dá)到節(jié)電增效的效果。

2.2.3 降低煤礦變壓器的能耗

變壓器是煤礦供配電系統(tǒng)中的主要組成部件，特別是隨著各種大型設(shè)備投入到生產(chǎn)一線，所需的供電電壓更高，變壓器的使用數(shù)量更大，全面做好科學(xué)合理的降低變壓器的能耗非常關(guān)鍵。在設(shè)計過程中，應(yīng)當(dāng)提升變壓器的工作效率負(fù)荷在50%左右，這對于提升變壓器工作效率明顯，在設(shè)計時，應(yīng)當(dāng)將變壓器空載能耗與負(fù)載能耗之間的差距減少，同時，對于過載變壓器和輕載變壓器之間應(yīng)當(dāng)做好互相切換，這對于提升變壓器的節(jié)能效果明顯。此外，電動機(jī)作為煤礦供配電系統(tǒng)的重要耗能部件，對于電動機(jī)的使用效率應(yīng)當(dāng)最大限度的提升，確保電動機(jī)在科學(xué)合理的狀態(tài)下運(yùn)行，降低電動機(jī)無功運(yùn)行的情況，對于電容器科學(xué)配置。

2.2.4 降低煤礦照明設(shè)備能耗

在煤礦井下開采過程中，需要的照明設(shè)備較多，雖然單個照明設(shè)備能耗量并不大，但是由于井照明設(shè)備使用較多，其總體占據(jù)到整個煤礦能耗的總量較大。在對煤礦供配電系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計時，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)能力選擇照明設(shè)備，全面增強(qiáng)對燈具的管理，特別是對耗電量較多或者已經(jīng)明顯老化的燈具必須進(jìn)行及時更換，盡量選擇節(jié)能型燈具。此外，對于井上燈具的使用，嚴(yán)格防止出現(xiàn)長明燈的使用，最大限度的對自然光的利用。

2.2.5 降低煤礦通風(fēng)系統(tǒng)能耗

通常情況下，通風(fēng)系統(tǒng)在煤礦內(nèi)電能的消耗占據(jù)到總電能消耗的15%左右，通風(fēng)系統(tǒng)除正常的能耗之外，影響通風(fēng)系統(tǒng)能耗的主要因素是系統(tǒng)內(nèi)的風(fēng)阻和系統(tǒng)出現(xiàn)的漏風(fēng)問題。分析當(dāng)前煤礦通風(fēng)系統(tǒng)來看，通風(fēng)系統(tǒng)利用不高是重要原因之一。在設(shè)計的過程中，應(yīng)當(dāng)對煤礦通風(fēng)機(jī)進(jìn)行針對性的調(diào)整與改造，特別是隨著煤礦產(chǎn)能的不斷提升，對于通風(fēng)系統(tǒng)的通風(fēng)能力及有效性提出了較高的要求。在設(shè)計通風(fēng)機(jī)的通風(fēng)能力時，必須與煤礦所需的通風(fēng)要求相匹配，不能出現(xiàn)“小馬拉大車”也不能出現(xiàn)“大馬拉小車”的問題，這些問題均是對煤礦配電系統(tǒng)工作的有效性是非常不利的。

2.3 將PDCA 循環(huán)管理模式應(yīng)用到煤礦機(jī)電設(shè)備維修管理中

PDCA 循環(huán)管理模式包含有計劃、執(zhí)行、檢查及處理等4 個階段，在機(jī)電設(shè)備維修管理中為一個完整的循環(huán)管理模式。在不斷的循環(huán)過程中發(fā)現(xiàn)問題，剖析問題原因，并將已經(jīng)出現(xiàn)的問題解決，在持續(xù)不斷的循環(huán)過程中，實(shí)現(xiàn)不斷總結(jié)、不斷提升，推動機(jī)電設(shè)備維修管理工作循環(huán)提高。

2.3.1 計劃階段

在PDCA 循環(huán)管理模式中，計劃階段是機(jī)電設(shè)備維修管理的重頭戲。在機(jī)電設(shè)備維修管理計劃階段，需要為各項工作的開展制定出周密細(xì)致的規(guī)劃，例如，在維修進(jìn)度管理過程中具體應(yīng)用PDCA 循環(huán)管理模式時，可選擇使用S 形曲線法、橫道圖比較法、前鋒線比較法等將機(jī)電設(shè)備維修管理的計劃進(jìn)度和實(shí)際進(jìn)度進(jìn)行對比，從而找出機(jī)電設(shè)備維修管理具體進(jìn)度存在的偏差。在找出機(jī)電設(shè)備維修管理進(jìn)度存在的偏差后，關(guān)鍵要做好進(jìn)度出現(xiàn)偏差的原因，可選擇使用因果分析法、專家意見法等對問題出現(xiàn)的原因進(jìn)行分析，從而對出現(xiàn)的問題進(jìn)行針對性的解決。特別是當(dāng)前煤礦機(jī)電設(shè)備維修管理工作量較大、工作條件相對復(fù)雜，給機(jī)電設(shè)備維修管理進(jìn)度可能產(chǎn)生影響的因素也相對較多，充分認(rèn)識與預(yù)估機(jī)電設(shè)備維修管理在推進(jìn)過程中可能產(chǎn)生影響的相關(guān)因素，在設(shè)計環(huán)節(jié)采取針對性的措施，確保機(jī)電設(shè)備維修管理按照既定的計劃推進(jìn)。在對可能影響機(jī)電設(shè)備維修管理的因素進(jìn)行分析后，從所有的因素中，結(jié)合機(jī)電設(shè)備維修管理實(shí)際，篩選確定出主要因素，這個過程中，可選擇使用排列圖法，將各種類型的因素分為：一般因素、次要因素及主要因素，將有限的資源集中在主要矛盾上，針對性的采取相關(guān)的措施。

2.3.2 執(zhí)行階段

執(zhí)行階段是PDCA 循環(huán)管理模式的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是將設(shè)計階段的具體設(shè)計實(shí)現(xiàn)的過程中。在機(jī)電設(shè)備維修管理具體執(zhí)行時，可機(jī)電設(shè)備維修管理部分為決策層、監(jiān)督層及業(yè)務(wù)實(shí)施層，在該過程中，抓好業(yè)務(wù)實(shí)施部門的考核和監(jiān)督工作，對于推進(jìn)落實(shí)機(jī)電設(shè)備維修管理每項任務(wù)非常關(guān)鍵。在具體操作時，可選擇使用評比、檢查及相關(guān)單位反饋的形式，加大對具體實(shí)施部門的監(jiān)控力度，抓好與計劃落實(shí)和實(shí)際進(jìn)度的對比。

2.3.3 檢查階段

以計劃階段制定的詳細(xì)計劃內(nèi)容作為標(biāo)尺，對照各項計劃內(nèi)容，對機(jī)電設(shè)備維修管理進(jìn)行跟蹤檢查、平行檢驗(yàn)及現(xiàn)場抽查，充分考慮煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)中相關(guān)單位反饋的信息，選擇使用S形曲線法、橫道圖比較法等對執(zhí)行階段各項任務(wù)執(zhí)行情況進(jìn)行檢查。為了確保各項檢查工作能夠發(fā)揮到應(yīng)有的成效，在檢查之前，應(yīng)當(dāng)制定出科學(xué)周密的檢查計劃，并做好對檢查計劃的研判，確保各項檢查計劃能夠符合具體檢查工作的要求，通過檢查真正發(fā)現(xiàn)各項任務(wù)具體落實(shí)過程中存在的問題，從而為制定下步整改措施打下基礎(chǔ)。

2.3.4 處理階段

處理階段就是將上個階段發(fā)現(xiàn)的問題，結(jié)合機(jī)電設(shè)備維修管理實(shí)際，采取針對性的措施將問題解決。同時，還需要總結(jié)問題出現(xiàn)的原因，吸取問題出現(xiàn)的教訓(xùn)。該階段的最終成效體現(xiàn)在對標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂上，具體的標(biāo)準(zhǔn)包含有管理制度與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)兩個方面。若不能從制度和標(biāo)準(zhǔn)的層面上實(shí)現(xiàn)提升，PDCA 循環(huán)管理模式效用的發(fā)揮將大打折扣。處理階段在整個PDCA 循環(huán)管理模式中發(fā)揮著承上啟下的作用，該階段管理質(zhì)量的高低將會直接影響到整個機(jī)電設(shè)備維修管理循環(huán)是否能夠高效持續(xù)下去。在具體操作時，對上個階段得到的檢查結(jié)果進(jìn)行全面的分析，找出工作總時差、進(jìn)度總偏差、自由時差等方面的關(guān)系，充分考慮機(jī)電設(shè)備維修管理總工期及后續(xù)工作實(shí)際需求，并剖析出現(xiàn)的偏差或者問題給機(jī)電設(shè)備維修管理后期可能帶來的影響。通過采取針對性的措施，將已經(jīng)存在的不足較好的彌補(bǔ)，確保機(jī)電設(shè)備維修管理能夠按照既定的計劃持續(xù)有效推進(jìn)。通過該階段對各項管理制度的完善，實(shí)現(xiàn)對機(jī)電設(shè)備維修管理推進(jìn)過程的控制和管理，并將本階段的成效及時應(yīng)用到下階段的循環(huán)中，促進(jìn)機(jī)電設(shè)備維修管理工作進(jìn)入到良性的運(yùn)行狀態(tài)。

3 結(jié)論

綜上分析，雖然煤礦機(jī)電設(shè)備維修管理整體的工作效能相對于先前有了較大的提升，但是從維修管理工作的具體運(yùn)行情況來看，其在很多方面還有著較大的提升空間，容易出現(xiàn)的各種類型問題也相對較多，嚴(yán)重影響到維修管理工作質(zhì)效。因此，這就需要煤礦企業(yè)全面認(rèn)識到煤礦機(jī)電設(shè)備維修管理中容易出現(xiàn)的各種類型問題，采取針對性的措施，全面做好煤礦機(jī)電設(shè)備維修管理工作，更好提升煤礦機(jī)電設(shè)備的工作效果。