煤礦機(jī)電設(shè)備安裝拆除工藝優(yōu)化分析

郝友賓

（西山煤電集團(tuán)公司西銘礦，山西 太原 030052）

引言

煤炭資源的采掘與生產(chǎn)在我國工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有舉足輕重的地位，先進(jìn)的采掘設(shè)備是提高煤礦挖采效率的前提[1]。礦用機(jī)電設(shè)備安裝拆除工藝的水平和質(zhì)量直接關(guān)系到設(shè)備在后續(xù)能否安全可靠高效運(yùn)行，但機(jī)電設(shè)備大多結(jié)構(gòu)復(fù)雜零件繁多，在對其進(jìn)行裝卸時需要花費(fèi)大量的時間和人力[2]，而且井下環(huán)境等外界因素也會對施工帶來較大影響。為了保證礦用機(jī)電設(shè)備的安全可靠運(yùn)行和循環(huán)使用，就需要對這些設(shè)備的裝卸工藝進(jìn)行改進(jìn)，通過優(yōu)化策略提出更合理的方案，有效提升設(shè)備裝卸的質(zhì)量和效率[3]。

1 煤礦機(jī)電設(shè)備安裝拆除過程中存在問題

目前制約礦用機(jī)電設(shè)備安裝與拆除的質(zhì)量和效率的主要因素有兩大方面[4]：首先是內(nèi)在人為因素，如施工工具的落后、缺乏相關(guān)的專業(yè)技術(shù)人員、缺乏統(tǒng)一的安裝拆除標(biāo)準(zhǔn)等；其次是外界環(huán)境因素，如地質(zhì)情況、施工環(huán)境等影響。

1.1 內(nèi)在人為因素

1.1.1 前期的施工設(shè)計規(guī)劃存在缺陷

礦用機(jī)電設(shè)備的安裝與拆除環(huán)境都比較復(fù)雜，一般都在狹窄的巷道內(nèi)進(jìn)行[5]，而在初期的整體設(shè)計中，對各個巷道和切眼的設(shè)計并沒有與設(shè)備選型緊密結(jié)合，導(dǎo)致設(shè)備和安裝拆除場地存在脫節(jié)，使得最初的設(shè)計與實(shí)際設(shè)備匹配度較低。同時對于現(xiàn)場的規(guī)劃沒有長遠(yuǎn)眼光，每次的設(shè)計和改造只局限于當(dāng)時的任務(wù)和情況，最終導(dǎo)致多次重復(fù)施工。

1.1.2 缺乏設(shè)備安裝拆除標(biāo)準(zhǔn)化管理

目前對于礦用機(jī)電設(shè)備的安裝和拆除還沒有一套公認(rèn)的工藝或流程標(biāo)準(zhǔn)，在施工過程中許多如軌道鋪設(shè)、頂部支護(hù)等操作并無嚴(yán)格統(tǒng)一的規(guī)定，許多企業(yè)為了降低成本和加快進(jìn)度，忽略了對施工過程中安全和質(zhì)量的管理。

1.1.3 設(shè)備本身存在問題

采掘設(shè)備本身可能會存在質(zhì)量問題，如實(shí)際零件和圖紙存在較大誤差，如果在這種情況下對設(shè)備進(jìn)行安裝拆卸，不僅會影響設(shè)備后續(xù)的使用效果，甚至還存在安全隱患。

1.1.4 技術(shù)及人員問題

許多企業(yè)在安裝拆除施工中所使用的工具較為落后，在設(shè)備安裝和拆卸時仍然使用千斤頂、鏈條葫蘆等基礎(chǔ)設(shè)備。而且負(fù)責(zé)施工的工人缺少培訓(xùn)，技術(shù)能力水平低下，在進(jìn)行施工時可能留下安全隱患，還會影響到整體的施工進(jìn)度。

1.2 外界環(huán)境因素

目前大多數(shù)的井下機(jī)電設(shè)備的安裝拆卸都需要在狹窄傾斜的巷道內(nèi)進(jìn)行[6]，設(shè)備搬運(yùn)有一定難度，而且在搬運(yùn)過程中容易對設(shè)備造成劃傷碰傷，對施工人員的安全也有一定威脅。井下往往伴隨著大量粉塵等顆粒物質(zhì)，當(dāng)這些物質(zhì)附著在設(shè)備表面或進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部，會對機(jī)電設(shè)備運(yùn)行造成一定影響，嚴(yán)重的甚至?xí)l(fā)生爆炸。

2 機(jī)電設(shè)備安裝與拆除的優(yōu)化策略

2.1 規(guī)劃與設(shè)計優(yōu)化策略

在機(jī)電設(shè)備安裝拆卸工作進(jìn)行前，需要對井下施工條件和工作環(huán)境進(jìn)行綜合測量評估后再進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計規(guī)劃。評估內(nèi)容主要分為以下三點(diǎn)：第一，根據(jù)測量的實(shí)際環(huán)境數(shù)據(jù)對比選擇匹配度最高的設(shè)備；第二，根據(jù)施工環(huán)境確定設(shè)備的體積、重量、質(zhì)量、形狀等參數(shù)；第三，在設(shè)備安裝前根據(jù)實(shí)際環(huán)境提前考慮安裝和使用后拆除的便利性。在綜合分析到各個因素后，再進(jìn)行整體設(shè)計與規(guī)劃。

2.2 施工過程優(yōu)化策略

在進(jìn)行設(shè)備安裝時，施工過程要嚴(yán)格按照步驟依次進(jìn)行。首先是安裝運(yùn)輸軌道，安裝時要嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，優(yōu)先使用承重30 kg/m、軌距600 mm 的軌道，保證運(yùn)輸?shù)目煽啃?。軌道鋪設(shè)完成后需要連接控制系統(tǒng)、沿軌道安裝系統(tǒng)所需的線路和開關(guān)，保證線路的暢通；完善運(yùn)輸系統(tǒng)，裝好鋼絲繩。運(yùn)輸系統(tǒng)是機(jī)電設(shè)備裝卸工作的基礎(chǔ)設(shè)施，是施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，本文采用無極繩絞車牽引運(yùn)輸系統(tǒng)方案，可實(shí)現(xiàn)牽引力大、爬坡能力強(qiáng)、可靠性高的連續(xù)運(yùn)輸，圖1 為無極繩絞車運(yùn)輸系統(tǒng)。

圖1 無極繩絞車運(yùn)輸系統(tǒng)

在安裝液壓支架時，由于工作空間狹小的限制，也必須合理安排安裝順序。首先用運(yùn)輸板把支架底座搬運(yùn)至安裝平臺上，再將頂梁吊至底座的前部，然后再完成立柱的安裝，之后再按掩護(hù)梁、穿銷軸、頂梁、油缸的順序進(jìn)行安裝，最后將各個部分液壓管路連通。具體安裝順序見圖2。

圖2 液壓支架安裝順序

2.3 設(shè)備拆卸優(yōu)化策略

在采煤工作完成后，為了實(shí)現(xiàn)設(shè)備的循環(huán)利用，需對設(shè)備進(jìn)行及時拆除。在進(jìn)行拆除工作前，首先要保證頂部支護(hù)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，增加對頂板的管理，在工藝上可以采取聯(lián)合支護(hù)等方式保證支架強(qiáng)度達(dá)到要求；將絞車、回柱車等輔助設(shè)備固定在合理位置，確保設(shè)備不會發(fā)生滑動等情況[7]；檢查各開關(guān)和電源，保證供電正常。拆裝機(jī)也是影響設(shè)備拆卸效率的一大因素，拆裝機(jī)要完成設(shè)備起吊后X 軸、Y 軸、Z 軸三個方向的運(yùn)動，在移動設(shè)備時，對起吊后的設(shè)備姿態(tài)也有較高要求。傳統(tǒng)的起吊方式為單點(diǎn)起吊法，設(shè)備一旦起吊后無法再做姿態(tài)調(diào)整，而四點(diǎn)起吊法每個起吊點(diǎn)都可獨(dú)立控制，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備起吊后的姿態(tài)調(diào)整，效率和安全性也更高，圖3 為兩種起吊方式對比圖。

圖3 單點(diǎn)起吊法和四點(diǎn)起吊法

2.4 勞動組織優(yōu)化策略

由于煤礦作業(yè)的特殊性，礦用電機(jī)設(shè)備的安裝與拆除工作難度較大，對工作人員的要求也較高，且操作涉及到的工種較多，比如絞車操作員、采煤機(jī)操作員、皮帶機(jī)操作員、支架工、電鉗工等[8]，故需要對操作人員進(jìn)行專業(yè)的綜合素質(zhì)培訓(xùn)。具體優(yōu)化措施為：將操作人員按照不同職能進(jìn)行分組，明確員工的工作內(nèi)容和職責(zé)，分工明確，當(dāng)出現(xiàn)問題時，也可以迅速定位，便于解決問題和追責(zé)。其次要針對操作人員組織專業(yè)的培訓(xùn)，使其充分熟悉操作規(guī)程和安全措施，了解設(shè)備結(jié)構(gòu)性能，熟練掌握機(jī)械設(shè)備操作方法，熟悉施工現(xiàn)場環(huán)境，從而提高員工的綜合素質(zhì)和專業(yè)能力。

2.5 施工環(huán)境優(yōu)化策略

由于井下施工現(xiàn)場一般為狹窄、傾斜的場所，而且一般環(huán)境中含有大量粉塵，大大提高了工作難度，所以需要對工作環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。具體方案為：在頂部支護(hù)和地質(zhì)條件允許下，盡量擴(kuò)大施工現(xiàn)場的空間，提高工作面的高度和寬度；采用雙線運(yùn)輸巷道的方法，挖掘輔助運(yùn)輸巷道，提高運(yùn)輸效率，同時也減輕了操作人員的負(fù)擔(dān)；通過工作面結(jié)構(gòu)合理設(shè)計相應(yīng)設(shè)備提高井下的空氣流通度，降低粉塵等顆粒物質(zhì)濃度，改善工作環(huán)境。

3 結(jié)語

礦用機(jī)電設(shè)備的安裝對于拆除總體來說是一項(xiàng)難度較大、專業(yè)性較強(qiáng)、費(fèi)工費(fèi)時但是又十分必要的工作，對煤礦高效、安全地開采起著至關(guān)重要的作用。本文分析了目前機(jī)電設(shè)備安裝拆除工藝和方案中存在的問題和缺陷，并提出了對應(yīng)的優(yōu)化策略和解決方案，通過全過程、多方位的考量，保證了機(jī)電設(shè)備安裝拆除工作的安全高效，從而提高了煤礦開采效率。