煤礦機(jī)電設(shè)備故障分析及應(yīng)對(duì)措施

班壽濱

冀中能源股份有限公司邯鄲云駕嶺礦 河北邯鄲 056301

任何事物均有兩面性，煤礦機(jī)電設(shè)備的廣泛應(yīng)用一方面使得煤礦生產(chǎn)效率得以大幅提升，另一方面則使得煤礦機(jī)電設(shè)備維修工作面臨的壓力進(jìn)一步增大。與此同時(shí)，因?yàn)槊旱V環(huán)境的特殊性，煤礦機(jī)電設(shè)備處在惡劣的環(huán)境中高負(fù)荷工作，內(nèi)部零件老化速度必然加快，故障自然在所難免[1]。為有效保障煤礦生產(chǎn)效率，加強(qiáng)煤礦機(jī)電設(shè)備故障診斷及維修勢(shì)在必行。

1 煤礦機(jī)電設(shè)備的特點(diǎn)

煤礦機(jī)電設(shè)備不同于一般的機(jī)電設(shè)備，其作業(yè)環(huán)境惡劣、運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，因此相較于普通機(jī)電設(shè)備來(lái)說，其特點(diǎn)更加突出，主要表現(xiàn)在以下方面：一是設(shè)備具有防爆性。當(dāng)前，我國(guó)煤礦的采煤工作面基本上都是在地下300m甚至是更深的區(qū)域，工作環(huán)境的空氣濕度相對(duì)比較大，設(shè)備容易被外界所腐蝕，為了保證煤礦開采工作的安全性，因此通常需要煤礦機(jī)電設(shè)備都具有一定的防爆性能，但是該性能卻容易使得設(shè)備的拆裝難度加大，因此可能會(huì)增加機(jī)電設(shè)備的故障。二是采掘設(shè)備種類型號(hào)多，數(shù)量大[2]。當(dāng)前，隨著科技的不斷發(fā)展和進(jìn)步，高性能的機(jī)電設(shè)備得以應(yīng)用到煤礦生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)之中，煤礦開采效率大幅度提升。但是由于煤礦開采環(huán)境復(fù)雜多樣，不同地質(zhì)條件對(duì)于煤礦開采的要求也存在著巨大的差異，因此采掘設(shè)備種類型號(hào)呈現(xiàn)出多樣化的趨勢(shì)。三是國(guó)產(chǎn)機(jī)電設(shè)備數(shù)量使用頻率顯著增加。相對(duì)于國(guó)外進(jìn)口煤礦機(jī)電設(shè)備來(lái)說，國(guó)產(chǎn)煤礦機(jī)電設(shè)備的優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在價(jià)格便宜，因此對(duì)于許多中小型煤礦企業(yè)來(lái)說，出于資金的考慮，其選擇國(guó)產(chǎn)機(jī)電設(shè)備的頻率提升。但是需要注意的是，近些年來(lái)，隨著科技的不斷發(fā)展和進(jìn)步，國(guó)產(chǎn)機(jī)電設(shè)備的綜合性能雖然得到了顯著提升，但是其在多個(gè)方面依然難以與進(jìn)口機(jī)電設(shè)備相提并論，在使用期間其故障發(fā)生頻率較高。

2 故障判斷與維修技術(shù)的發(fā)展

故障判斷與維修技術(shù)的問世并不算太晚，在上個(gè)世紀(jì)，計(jì)算機(jī)剛剛得到大眾的重視并且開始發(fā)展的時(shí)候，故障判斷與維修技術(shù)是伴隨著計(jì)算器一起發(fā)展起來(lái)的產(chǎn)物。故障判斷與維修技術(shù)的創(chuàng)造者是當(dāng)時(shí)美國(guó)汽車行業(yè)的大哥，美國(guó)通用汽車公司創(chuàng)造的，隨著幾十年來(lái)的發(fā)展，故障判斷與維修技術(shù)被越來(lái)越多人所重視，也就補(bǔ)充的更加的完善。故障判斷與維修技術(shù)水平的不斷提高，引得一些歐洲國(guó)家瞄準(zhǔn)了這塊大蛋糕，開始將故障判斷與維修技術(shù)引渡回國(guó)，應(yīng)用在一些工業(yè)領(lǐng)域上。當(dāng)時(shí)正處于故障判斷與維修技術(shù)發(fā)展的初期，遠(yuǎn)沒有現(xiàn)在這般完善，其控制系統(tǒng)也是一些很簡(jiǎn)單的元件，只能實(shí)現(xiàn)一些簡(jiǎn)單的順序控制。這種情況一直持續(xù)到了80年代，這段時(shí)間可謂是故障判斷與維修技術(shù)的黃金年代，故障判斷與維修技術(shù)在這段時(shí)間迎來(lái)了蓬勃發(fā)展。煤礦機(jī)電設(shè)備的維修和診斷技術(shù)憑借自己獨(dú)特的特點(diǎn)，高安全性、掌握簡(jiǎn)單、運(yùn)用靈活等優(yōu)勢(shì)，使故障判斷與維修技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備故障判斷與維修中的實(shí)用性和覆蓋率都名列前茅。在故障判斷與維修技術(shù)應(yīng)用中，通常會(huì)被運(yùn)用到順序控制，順序控制也是故障判斷與維修技術(shù)的核心環(huán)節(jié)，開關(guān)控制和相關(guān)的閉環(huán)控制環(huán)節(jié)。在這其中，故障判斷與維修技術(shù)的順序控制不可忽至，這是故障判斷與維修技術(shù)的核心，也是很多企業(yè)重視和利用的一點(diǎn)[3]。

3 煤礦機(jī)電設(shè)備故障分析

3.1 機(jī)電設(shè)備磨合期的產(chǎn)品性能問題

煤礦機(jī)電設(shè)備的運(yùn)用初期，通常是設(shè)備的磨合期，此階段出現(xiàn)的故障問題多以產(chǎn)品本身性能、質(zhì)量有關(guān)系。這段時(shí)期故障發(fā)生的概率較高，由于機(jī)電設(shè)備處于磨合期，很多問題會(huì)在此階段顯現(xiàn)。但是磨合期發(fā)生的故障問題并非全是產(chǎn)品性能和質(zhì)量問題，同時(shí)會(huì)因?yàn)槟ズ掀谶\(yùn)用方式不良或操作水平等問題出現(xiàn)故障，當(dāng)然這種情況比較少見，多以產(chǎn)品本身性能或者制造缺陷問題為主[4]。

3.2 通風(fēng)機(jī)電機(jī)散熱功能比較弱

要保證通風(fēng)機(jī)正常工作，電機(jī)是很重要的一部分，并且通風(fēng)機(jī)對(duì)電機(jī)的要求標(biāo)準(zhǔn)很高。由于通風(fēng)機(jī)的電機(jī)和驅(qū)動(dòng)機(jī)直接關(guān)聯(lián)，就必須保證電機(jī)具有強(qiáng)大的隔爆功能，電機(jī)通常安裝在密閉的罩內(nèi)，但是密封罩內(nèi)的空間狹小，并且通風(fēng)機(jī)在煤礦開采工作中一直運(yùn)行持續(xù)工作的時(shí)間較長(zhǎng)，導(dǎo)致產(chǎn)熱量大，產(chǎn)熱量大而散熱不暢，就會(huì)導(dǎo)致電機(jī)內(nèi)的溫度較高。另外礦井內(nèi)的風(fēng)流摻雜有高濃度的粉塵和有害氣體，更限制了電機(jī)的散熱，長(zhǎng)時(shí)間讓電機(jī)處于高溫狀態(tài)，會(huì)導(dǎo)致砸圈燒毀，砸圈一旦燒毀就會(huì)給礦井內(nèi)的通風(fēng)工作造成嚴(yán)重影響，并且還會(huì)影響煤炭的供應(yīng)。

3.3 機(jī)電設(shè)備運(yùn)用中期的偶發(fā)性故障

在機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行中期發(fā)生的故障問題多為偶發(fā)性的故障，比較少見。此階段的機(jī)電設(shè)備已經(jīng)過渡到良好的磨合狀態(tài)，也就是技術(shù)人員所說的穩(wěn)定時(shí)期。這個(gè)階段的機(jī)電設(shè)備在運(yùn)用的過程中相對(duì)比較穩(wěn)定，從而形成了機(jī)電設(shè)備工作的最佳時(shí)期。但是不代表不會(huì)出現(xiàn)故障問題，部分機(jī)電設(shè)備會(huì)出現(xiàn)偶發(fā)性的問題故障，這種情況發(fā)生概率較低，偶發(fā)性的問題故障主要是使用與操作不當(dāng)或維修養(yǎng)護(hù)工作不足等原因造成的。此階段發(fā)生隨機(jī)性的故障問題是完全可以避免的。

4 煤礦機(jī)電設(shè)備故障的應(yīng)對(duì)措施

4.1 提升機(jī)電人員維修專業(yè)能力

機(jī)電專業(yè)人員的專業(yè)能力與技術(shù)水平是解決煤礦機(jī)電設(shè)備故障問題的基礎(chǔ)元素。只有機(jī)電技術(shù)人員具有較強(qiáng)的專業(yè)能力，才可保證煤礦機(jī)電設(shè)備故障問題第一時(shí)間被準(zhǔn)確分析及解決。因此，加強(qiáng)機(jī)電技術(shù)人員的專業(yè)能力與綜合素養(yǎng)是極為重要的。對(duì)此，相關(guān)煤礦企業(yè)在選擇與聘請(qǐng)技術(shù)人員期間，要以較高的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選擇，保證技術(shù)人員的基本素養(yǎng)。另外，要加強(qiáng)對(duì)機(jī)電技術(shù)人員進(jìn)行專業(yè)能力的培訓(xùn)與考核，從而提升其專業(yè)能力，使其在原本技能上得到有效提升[5]。

4.2 預(yù)防故障的產(chǎn)生

如果通風(fēng)機(jī)發(fā)生故障，將會(huì)造成不堪設(shè)想的后果。所以為了保證煤礦開采工作的順利進(jìn)行，我們必須確保通風(fēng)機(jī)正常工作。首先，我們可以做的就是在機(jī)器故障之前及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)止損，避免機(jī)器癱瘓。這就要求相關(guān)人員做好日常維護(hù)工作，確保機(jī)器24小時(shí)有人專人現(xiàn)場(chǎng)值班管理，時(shí)刻觀察主通風(fēng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，一旦發(fā)現(xiàn)異常，就要趕緊弄清楚原因并及時(shí)處理，如果找不到原因就要考慮切換到另一臺(tái)通風(fēng)機(jī)，并對(duì)故障風(fēng)機(jī)進(jìn)行檢修。除此之外，在平時(shí)也要對(duì)通風(fēng)機(jī)進(jìn)行定期檢修，檢修的時(shí)候要確保一臺(tái)機(jī)器正常運(yùn)作，另一臺(tái)機(jī)器完好無(wú)損。

4.3 全面提高機(jī)械設(shè)備操作人員的專業(yè)素質(zhì)

煤炭公司要定期對(duì)機(jī)械設(shè)備的操作人員進(jìn)行專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)，提高煤礦機(jī)械設(shè)備操作人員和檢修人員的理論知識(shí)水平，掌握先進(jìn)的設(shè)備機(jī)械設(shè)備操作規(guī)范和維護(hù)保養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)，在實(shí)際的工作中要從日常的使用和檢修兩方面降低設(shè)備的故障率，保障機(jī)械設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的開機(jī)率，除此之外煤炭企業(yè)還應(yīng)該實(shí)行崗位責(zé)任制，每個(gè)機(jī)械操作人員和機(jī)械維護(hù)人員都有設(shè)備故障診斷、故障排除和故障預(yù)防能力和職責(zé)[6]。

4.4 采取隔離防護(hù)措施

要保證礦井內(nèi)正常通風(fēng)，就要確保通風(fēng)機(jī)正常工作。所以就要求對(duì)通風(fēng)機(jī)風(fēng)道進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)，盡早發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)解決故障問題，對(duì)鋼絲進(jìn)行全面的監(jiān)測(cè)，避免出現(xiàn)腐蝕等問題，確保鋼絲的強(qiáng)度。觀測(cè)限位開關(guān)，確保其良好狀態(tài)，通風(fēng)機(jī)螺栓檢測(cè)要及時(shí)有通過安裝節(jié)能型通風(fēng)機(jī)消音組件，有效降低風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)噪音。

4.5 加強(qiáng)對(duì)煤礦機(jī)械設(shè)備的日常維護(hù)力度

首先，機(jī)械設(shè)備操作人員一定要在設(shè)備使用之前對(duì)設(shè)備給予全面的檢查后，確定符合使用標(biāo)準(zhǔn)才能夠?qū)⒃O(shè)備移交操作人員；第二，需要定期完成機(jī)械與設(shè)備日常檢查。檢修人員需要從技能與專業(yè)的知識(shí)層面強(qiáng)化自身的責(zé)任感，同時(shí)切實(shí)的完成好對(duì)故障的日常診斷以及對(duì)機(jī)械設(shè)備日常的維護(hù)工作；第三，煤礦企業(yè)每天都要求針對(duì)煤炭機(jī)械設(shè)備的實(shí)際的運(yùn)行情況進(jìn)行檢查和結(jié)果記錄。工作人員還需要針對(duì)存在的問題進(jìn)行討論，采取這樣的方式去完成計(jì)劃的制定[7]。

4.6 做好機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行檢查

在對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行維護(hù)時(shí)，首先要做的就是對(duì)設(shè)備外觀進(jìn)行檢查。重點(diǎn)要檢查機(jī)械設(shè)備的外觀完整性和關(guān)鍵部件的磨損情況。在機(jī)械設(shè)備運(yùn)行過程中，一些外部原因很可能造成機(jī)械設(shè)備外觀的損壞，例如較大的巖塊砸到設(shè)備上，造成設(shè)備的外觀損壞。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)外觀損壞時(shí)，要根據(jù)損壞情況對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判斷。若外觀損壞影響到設(shè)備的運(yùn)行，則應(yīng)立即處理，以免引發(fā)嚴(yán)重的機(jī)械設(shè)備故障。磨損是機(jī)械設(shè)備運(yùn)行過程中最為常見的情況。磨損一般可以分為正常磨損和異常磨損。正常磨損是由設(shè)備正常使用引起的，而異常磨損則是由設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)異常引起的。在檢查磨損時(shí)，要對(duì)磨損程度進(jìn)行準(zhǔn)確判斷。對(duì)于異常磨損，要及時(shí)找出原因并進(jìn)行處理，最大程度降低發(fā)生故障的可能性。及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備中卡入的異物情況。采煤機(jī)、液壓支架及刮板機(jī)是煤礦生產(chǎn)中重要的機(jī)械設(shè)備，在運(yùn)行過程中有很大概率會(huì)卡入巖塊或煤塊。若不及時(shí)處理，則設(shè)備很可能受力不均勻，發(fā)生損壞。通過檢查可有效避免機(jī)械設(shè)備卡入異物引起的斷裂等故障。

4.7 提高設(shè)備采購(gòu)入

我國(guó)出臺(tái)的《煤礦安全規(guī)程》當(dāng)中明確指出，為了提高煤礦生產(chǎn)的安全性，保障監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行，對(duì)于已經(jīng)落后的設(shè)備應(yīng)當(dāng)及時(shí)給予淘汰處理，進(jìn)行更新?lián)Q代。如果設(shè)備的保護(hù)措施不完善，則要按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行嚴(yán)格保護(hù)，不符合要求者必須進(jìn)行更換。在機(jī)電設(shè)備的選擇上，需要選擇技術(shù)先進(jìn)、且有節(jié)能優(yōu)勢(shì)的產(chǎn)品，以替代原有的設(shè)備。并組織技術(shù)人員，按照礦井生產(chǎn)的實(shí)際需要來(lái)改造技術(shù)設(shè)備，提高設(shè)備的使用性能。同時(shí)基于先進(jìn)的工藝，對(duì)作業(yè)面的個(gè)數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格控制，從而遏制事故發(fā)生，減少事故發(fā)生源，提高礦井生產(chǎn)的安全性[8]。在采煤機(jī)、變電所監(jiān)控系統(tǒng)以及絞車變頻調(diào)速設(shè)備等關(guān)鍵部位，需要及時(shí)更新，給安全生產(chǎn)帶來(lái)保障。

4.8 定期更換機(jī)械設(shè)備的零部件

在機(jī)械設(shè)備使用過程中，一些零部件會(huì)因老化或磨損而失去作用，運(yùn)行狀態(tài)會(huì)受到影響。為了使設(shè)備保持一個(gè)較好的運(yùn)行狀態(tài)，應(yīng)在零部件失去作用之前對(duì)其進(jìn)行更換。液壓支架的密封圈是液壓支架的重要零件，長(zhǎng)期使用很容易老化，需要定期更換以免密封失效導(dǎo)致漏油。采煤機(jī)的截齒在割煤過程中會(huì)不斷磨損，磨損到一定程度后不能再進(jìn)行高效截割。為此，必須對(duì)截齒進(jìn)行更換，以免損壞采煤機(jī)。在進(jìn)行零件設(shè)備更換時(shí)，一定要選擇合適的周期。更換周期過短，會(huì)導(dǎo)致零件更換費(fèi)用過高；更換周期過長(zhǎng)，則會(huì)導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備發(fā)生故障。零件的更換周期需要根據(jù)設(shè)備的使用情況來(lái)確定，這使得設(shè)備的維護(hù)變得復(fù)雜。

4.9 預(yù)防故障的產(chǎn)生

如果通風(fēng)機(jī)發(fā)生故障，將會(huì)造成不堪設(shè)想的后果。所以為了保證煤礦開采工作的順利進(jìn)行，我們必須確保通風(fēng)機(jī)正常工作。首先，我們可以做的就是在機(jī)器故障之前及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)止損，避免機(jī)器癱瘓。這就要求相關(guān)人員做好日常維護(hù)工作，確保機(jī)器24小時(shí)有人專人現(xiàn)場(chǎng)值班管理，時(shí)刻觀察主通風(fēng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，一旦發(fā)現(xiàn)異常，就要趕緊弄清楚原因并及時(shí)處理，如果找不到原因就要考慮切換到另一臺(tái)通風(fēng)機(jī)，并對(duì)故障風(fēng)機(jī)進(jìn)行檢修。除此之外，在平時(shí)也要對(duì)通風(fēng)機(jī)進(jìn)行定期檢修，檢修的時(shí)候要確保一臺(tái)機(jī)器正常運(yùn)作，另一臺(tái)機(jī)器完好無(wú)損。

5 結(jié)語(yǔ)

伴隨著當(dāng)前智能化與自動(dòng)化技術(shù)的快速成熟發(fā)展，煤礦機(jī)械設(shè)備將向著自動(dòng)化、智能化和智慧化的方向發(fā)展，但是在自動(dòng)化、智能化建設(shè)中不能忽視煤礦機(jī)械設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)。只有處理好生產(chǎn)和檢修的關(guān)系，加上維護(hù)保養(yǎng)及技術(shù)手段降低設(shè)備故障率，才能提高煤炭生產(chǎn)效率。