煤礦機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)及維護(hù)管理

謝靖波

（遼寧能源煤電產(chǎn)業(yè)股份有限公司，遼寧 沈陽 110122）

1 工程概況

遼寧能源煤電產(chǎn)業(yè)股份有限公司完成智慧化礦山建設(shè)，該項(xiàng)目原料利用率達(dá)到95%以上，原料處理能力可達(dá)98.7 萬t/a。煤礦機(jī)械設(shè)備的機(jī)泵振動(dòng)為d 級(jí)，水平方向17.225 mm/s，垂直方向18.839 mm/s，機(jī)泵的正常運(yùn)行受到影響。以“點(diǎn)檢”方式對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)和分析[1-4]，并結(jié)合精細(xì)化維護(hù)管理方式對(duì)煤礦機(jī)械設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)和維護(hù)管理。

2 煤礦機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)

2.1 煤礦機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)常用方法

（1）油液分析法

油液分析法是通過檢測(cè)機(jī)械設(shè)備油液中存在的磨損殘留物、泄漏物來進(jìn)行故障檢測(cè)與診斷的方法。但此方法要進(jìn)行取樣分析，不具備故障檢測(cè)與診斷的時(shí)效性。

（2）溫度傳感器監(jiān)測(cè)法

溫度傳感器監(jiān)測(cè)法是根據(jù)煤礦機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行過程中溫度上升的情況，判斷設(shè)備異常情況的方法。在此過程中，將傳感器與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)連接，可以實(shí)現(xiàn)溫度狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

（3）電流傳感器監(jiān)測(cè)法

電流傳感器監(jiān)測(cè)法是通過監(jiān)測(cè)機(jī)械設(shè)備的供電電流情況，判斷機(jī)械設(shè)備異常情況的方法。若在機(jī)械設(shè)備運(yùn)行過程中定子或轉(zhuǎn)子間發(fā)生摩擦、軸承磨損等，則導(dǎo)致定子電流異常。

（4）振動(dòng)監(jiān)測(cè)法

振動(dòng)監(jiān)測(cè)法是通過獲取機(jī)械設(shè)備的振動(dòng)頻譜，對(duì)機(jī)械設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析的監(jiān)測(cè)方法。在此方法下，工作人員可獲取機(jī)械設(shè)備的頻率、相位等參數(shù)，通過參數(shù)分析，可以精準(zhǔn)判斷出機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，找出設(shè)備故障根源。

利用振動(dòng)信號(hào)（如圖1）、頻譜圖對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析，可以根據(jù)設(shè)備正常運(yùn)行狀態(tài)和故障運(yùn)行狀態(tài)的能量差值，判斷出設(shè)備的故障特征頻段。

圖1 振動(dòng)信號(hào)特征能量值比較

2.2 煤炭機(jī)械設(shè)備監(jiān)測(cè)方法及點(diǎn)檢周期的確定

據(jù)上述分析可知，為更精準(zhǔn)掌握煤炭機(jī)械設(shè)備運(yùn)行情況及設(shè)備技術(shù)狀態(tài)信息數(shù)據(jù)，可以采用以“點(diǎn)檢”為基礎(chǔ)的綜合性設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)法，對(duì)煤炭機(jī)械設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)。

為突破預(yù)定周期維護(hù)管理的局限性，實(shí)時(shí)掌控設(shè)備狀態(tài)，需要對(duì)點(diǎn)檢周期進(jìn)行確定。

根據(jù)安全性原則，對(duì)點(diǎn)檢周期進(jìn)行分析和計(jì)算，建立公式：

式中：P為存在故障的概率；n為檢測(cè)次數(shù)。

設(shè)機(jī)械設(shè)備維護(hù)管理的點(diǎn)檢周期為Tc，則公式可簡(jiǎn)化為：

以本項(xiàng)目為研究對(duì)象，計(jì)算后的維護(hù)管理費(fèi)平均值為150 元/次，點(diǎn)檢維護(hù)管理成本平均值為13.5 元/次，則點(diǎn)檢周期為300 h。

3 煤礦機(jī)械設(shè)備維護(hù)管理

3.1 煤炭機(jī)械設(shè)備維護(hù)管理模型分析

為有效選擇機(jī)械設(shè)備維護(hù)管理策略，需要對(duì)設(shè)備修理停歇時(shí)間定額（工作日時(shí)間）Ts進(jìn)行明確，公式表示為：

式中：g表示為修理復(fù)雜系數(shù)的工時(shí)定額，h；F表示為修理復(fù)雜系數(shù)；m表示每日維修人員工作的班次；H、D、K分別表示每日工作班時(shí)間（h）、每工作班時(shí)間內(nèi)對(duì)某設(shè)備進(jìn)行修理的人數(shù)、修理工時(shí)定額完成系數(shù)（與修理工級(jí)別相關(guān)）；T0表示為附加停機(jī)時(shí)間，h。

根據(jù)維護(hù)管理成本定額，建立公式，表示為：

式中：Dz總表示單位維護(hù)管理復(fù)雜系數(shù)總工時(shí)定額，h/F；CgCa表示材料費(fèi)用總和，元/F；DF表示單位修理復(fù)雜系數(shù)修理費(fèi)用定額，元/F；NF表示每小時(shí)工資費(fèi)用，元/h；Jc表示沒消失分?jǐn)偟能囬g經(jīng)費(fèi)，元/h。

3.2 煤炭機(jī)械設(shè)備維護(hù)管理策略選擇

基于上述模型分析，結(jié)合維護(hù)管理等待時(shí)間、機(jī)械設(shè)備檢修、機(jī)械設(shè)備維修等要素的優(yōu)化配置，建立公式：

設(shè)機(jī)械設(shè)備故障概率為F0、F1、F2，則：

當(dāng)F取值在[0,F0]，或在[F1,F2]時(shí)，采用“等待”的策略；當(dāng)F取值在[F0,F1]時(shí)，采用“設(shè)備檢修”的策略；當(dāng)F取值在[F2,1]時(shí)，采用“設(shè)備維修”的策略。

3.3 做好維護(hù)管理工作的有效策略

3.3.1 做好預(yù)測(cè)性維護(hù)管理工作

預(yù)測(cè)性維護(hù)管理工作是設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)性工作，對(duì)煤炭機(jī)械設(shè)備安全、穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。若維護(hù)管理人員在預(yù)測(cè)性維護(hù)管理工作中發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行異常情況，要及時(shí)采取有效措施對(duì)設(shè)備進(jìn)行維修，以降低設(shè)備故障影響，節(jié)約設(shè)備維護(hù)管理成本。同時(shí)，遼寧能源煤電產(chǎn)業(yè)股份有限公司的相關(guān)維護(hù)管理人員要針對(duì)設(shè)備故障所映射的問題，制定適宜維修方案，以延長(zhǎng)機(jī)械設(shè)備使用壽命，為煤炭機(jī)械設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行作出保障。

3.3.2 把好設(shè)備維護(hù)管理質(zhì)量關(guān)

首先，遼寧能源煤電產(chǎn)業(yè)股份有限公司要積極更新設(shè)備維護(hù)管理理念，提高對(duì)設(shè)備維護(hù)管理的重視程度。其次，公司的維護(hù)管理人員要對(duì)出現(xiàn)問題的備件進(jìn)行更換，并對(duì)可利用備件進(jìn)行維修管理。同時(shí)，要規(guī)范機(jī)械設(shè)備操作流程，制定適宜的設(shè)備維護(hù)管理制度。最后，設(shè)備維護(hù)管理人員要對(duì)機(jī)械設(shè)備運(yùn)行相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄和歸檔。

3.3.3 提高維護(hù)人員的整體水平

為提高設(shè)備維護(hù)管理工作效率與質(zhì)量，遼寧能源煤電產(chǎn)業(yè)股份有限公司要加強(qiáng)安全培訓(xùn)工作、思政教育工作，促使煤礦機(jī)械設(shè)備維護(hù)管理工作更高質(zhì)量的進(jìn)行。同時(shí)，要重視人才引進(jìn)與培養(yǎng)工作，定期對(duì)維護(hù)管理人員進(jìn)行培訓(xùn)和技術(shù)測(cè)試、考察，維護(hù)管理人員對(duì)機(jī)械設(shè)備相關(guān)知識(shí)的掌握情況，在提高維護(hù)管理人員故障診斷與處理能力、素質(zhì)能力的基礎(chǔ)上，做好機(jī)械設(shè)備維護(hù)管理工作，延長(zhǎng)機(jī)械設(shè)備使用壽命。

4 結(jié)語

煤礦機(jī)械設(shè)備是煤礦企業(yè)經(jīng)營(yíng)發(fā)展的核心，狀態(tài)監(jiān)測(cè)可以科學(xué)反映出煤礦機(jī)械設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，有助于工作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障，并預(yù)知故障位置，對(duì)提高設(shè)備運(yùn)行效率、節(jié)約設(shè)備維修管理成本及提高煤礦開采安全性等有至關(guān)重要的作用。實(shí)踐過程中，要對(duì)設(shè)備特征、運(yùn)行環(huán)境等方面進(jìn)行分析，并選擇適宜監(jiān)測(cè)方法和維護(hù)管理策略。為進(jìn)一步保障機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，煤礦企業(yè)要不斷提升維護(hù)管理人員綜合素質(zhì)能力，做好預(yù)測(cè)性設(shè)備維護(hù)管理工作，切實(shí)把好設(shè)備維護(hù)管理質(zhì)量關(guān)，實(shí)現(xiàn)煤礦企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益的雙贏。