綜采工作面煤礦機械設(shè)備常見故障研究

吳玉龍

（冀中能源股份有限公司東龐礦，河北 邢臺 054001）

煤炭行業(yè)是現(xiàn)階段宏觀經(jīng)濟中一項關(guān)鍵的能源供應(yīng)源，對于整個國民經(jīng)濟的發(fā)展和進步發(fā)揮了非常重大的促進作用。煤礦機械相關(guān)工程技術(shù)人員在當(dāng)前的煤炭資源開采過程之中，相關(guān)工程機械的應(yīng)用越來越普遍，這樣就顯著提高工作效率，不過煤礦領(lǐng)域的綜合開采工程機械裝置的應(yīng)用過程之中，機械裝置故障時有發(fā)生，給煤礦領(lǐng)域的工作效率帶來一定的負(fù)面影響，因此相關(guān)機械故障成因的研究和日常保養(yǎng)工作現(xiàn)階段已成為促進煤炭產(chǎn)業(yè)進步的主要途徑。

1 煤礦綜合開采工程機械日常保養(yǎng)和維護工作需要認(rèn)真落實的意義

煤礦綜合開采工程機械屬于現(xiàn)階段煤炭領(lǐng)域開采作業(yè)過程中的重要環(huán)節(jié)和支撐，如果出現(xiàn)設(shè)備的故障問題，將會使得煤炭領(lǐng)域的挖掘流程遭到非常嚴(yán)重的影響和延誤，造成挖掘開采任務(wù)的執(zhí)行效率顯著下降乃至挖掘開采作業(yè)被迫停止，煤礦機械相關(guān)工程技術(shù)人員經(jīng)過對于綜合開采工程機械設(shè)備的日常保養(yǎng)和維護相關(guān)工作的落實，就可以大幅度減少煤礦綜合開采工程機械設(shè)備故障問題產(chǎn)生的幾率，確保綜合開采工程機械裝置安全平穩(wěn)地工作，顯著提高煤炭領(lǐng)域挖掘開采任務(wù)的執(zhí)行效率[1]。

2 煤礦綜合開采工程機械多發(fā)故障的主要原因

2.1 機械本身結(jié)構(gòu)因素造成的故障

煤礦機械相關(guān)工程技術(shù)人員在煤炭資源的挖掘開采工作中，綜合開采工程機械設(shè)備的作業(yè)環(huán)境條件相對比較復(fù)雜，而且是在處于地下礦區(qū)空間中進行工作的，煤礦綜合開采工程機械設(shè)備的工作情況會受到特定環(huán)境的各類影響和制約，導(dǎo)致相關(guān)的潛在故障的出現(xiàn)。并且煤礦綜合開采工程機械裝置在工作過程之中，因為本身的磨損和消耗也可能造成特定零部件發(fā)生損壞和失效的情況，從而造成相關(guān)零部件所在的綜合開采工程機械設(shè)備對應(yīng)的結(jié)構(gòu)發(fā)生各類故障和問題，這就給煤礦企業(yè)挖掘開采任務(wù)的順利執(zhí)行帶來非常負(fù)面的影響[2]。

2.2 人為情況造成的相關(guān)故障

煤礦綜合開采工程機械設(shè)備在煤炭資源的挖掘開采過程中應(yīng)用時，煤礦機械相關(guān)工程技術(shù)人員必須要配備專門的工程機械設(shè)備操作人員來實施現(xiàn)場的操作，這樣才能確保全面地體現(xiàn)出煤礦行業(yè)綜合開采工程機械設(shè)備的各項挖掘和開采方面的功能。作為煤礦行業(yè)綜合開采工程機械設(shè)備工作的基礎(chǔ)，現(xiàn)場操作人員的職業(yè)能力及現(xiàn)場操作人員對于煤礦行業(yè)綜合開采工程機械設(shè)備的各項性能指標(biāo)的掌握程度，對于煤礦行業(yè)綜合開采工程機械設(shè)備操作過程中的規(guī)范性與合理性產(chǎn)生顯著的影響。在當(dāng)前的時代背景下，煤礦行業(yè)綜合開采工程機械設(shè)備操作過程中，可能有某些現(xiàn)場操作人員對于煤礦行業(yè)綜合開采工程機械設(shè)備的功能和指標(biāo)認(rèn)識不足的問題，對于工程機械裝置的實際操作水平相對低下，而且是依據(jù)現(xiàn)場操作人員自身曾經(jīng)的設(shè)備操作習(xí)慣來進行煤礦行業(yè)綜合開采工程機械設(shè)備的使用，因此在操作的時候，動作缺少相應(yīng)的規(guī)范性和合理性，這樣的操作習(xí)慣無形中加速了煤礦行業(yè)綜合開采工程機械設(shè)備不必要的損耗，增加了煤礦行業(yè)綜合開采工程機械設(shè)備故障出現(xiàn)的概率。

2.3 日常管理因素造成的故障

在煤礦行業(yè)綜合開采工程機械設(shè)備的日常應(yīng)用中，相關(guān)的管理人員需要嚴(yán)格地執(zhí)行相應(yīng)的管理標(biāo)準(zhǔn)，這樣才能切實保證煤礦行業(yè)綜合開采工程機械設(shè)備處于良好的工作狀態(tài)，有效減少煤礦企業(yè)綜合開采工程機械設(shè)備發(fā)生故障的幾率。不過在當(dāng)前的煤礦行業(yè)綜合開采工程機械設(shè)備的實際應(yīng)用過程之中，缺少科學(xué)合理的綜合開采工程機械管理方面的相關(guān)工作制度，管理工作的相關(guān)制度不夠完善，煤礦行業(yè)綜合開采工程機械設(shè)備在實際使用的過程中缺乏應(yīng)有的規(guī)范和約束，特別是在煤礦行業(yè)綜合開采工程機械設(shè)備應(yīng)用的過程中,缺少必要的日常養(yǎng)護制度有效落實，造成了煤礦行業(yè)綜合開采工程機械工作狀態(tài)的起伏和波動，煤礦行業(yè)綜合開采工程機械存在著帶病工作及超負(fù)荷運轉(zhuǎn)的嚴(yán)重安全問題，導(dǎo)致了煤礦行業(yè)綜合開采工程機械設(shè)備的過度損耗，最終造成煤礦行業(yè)綜合開采工程機械設(shè)備故障頻繁發(fā)生，不但給挖掘開采任務(wù)的順利執(zhí)行造成了比較嚴(yán)重的負(fù)面影響和制約，同時也給相關(guān)煤炭開采企業(yè)的實際經(jīng)濟效益帶來了大量不必要的損失。

3 綜合開采工作面工程機械設(shè)備的優(yōu)化和改進措施

3.1 采煤機裝置的改進方案

當(dāng)前在煤炭企業(yè)相關(guān)工程技術(shù)人員的攻關(guān)過程中，煤礦機械工程技術(shù)人員為了實現(xiàn)預(yù)防采煤流程中煤矸石物質(zhì)誤入調(diào)高油缸裝置及機身相關(guān)間隙之中，綜合開采隊伍經(jīng)過大量的研討，最終決定使用12 mm厚的鋼板進行護罩裝置的加工，加工好的護罩裝置采用可以伸縮的螺紋類型的支撐桿和頂板裝置實施固定操作，具體如圖1 所示。因為在設(shè)備的機身上沒有有效的固定點位，經(jīng)過相關(guān)工程技術(shù)人員的研究和討論，最終決定應(yīng)用反正扣裝置作為可伸縮類型的頂桿裝置，其中一頭采用焊接的方式固定在護罩上，另外一頭采用焊接的方式把鋼板當(dāng)成固定裝置和機身發(fā)生接觸，這樣操作之后整個結(jié)構(gòu)具有相對良好的穩(wěn)定及防松防脫的功能。經(jīng)過實際作業(yè)之后，相關(guān)工程技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)，采煤機裝置的調(diào)高油缸部位的管接頭的保護罩裝置發(fā)揮了顯著的防護功能，有效防止了采煤機裝置在作業(yè)進程中，相應(yīng)的調(diào)高油缸處的升降片部位裝置出現(xiàn)頂斷管接頭事故[3]。

圖1 煤礦機械采煤機裝置調(diào)高油缸部位管接頭處的保護罩主體結(jié)構(gòu)示意圖

3.2 刮板類型運輸機裝置特殊形狀的鏟煤板部位緊固方面的改進方案

現(xiàn)階段在煤炭企業(yè)相關(guān)工程技術(shù)人員的攻關(guān)過程中，煤礦機械相關(guān)工程技術(shù)人員為應(yīng)對刮板類型輸送機裝置的鏟煤板部位的初始固定螺絲過長，導(dǎo)致鏟煤操作過程中螺栓發(fā)生斷裂的問題，研究后對于M30T 規(guī)格的螺栓零件實施了改造操作，將初始狀態(tài)長度為120 mm 的螺栓加工為90 mm 的長螺栓零件，這樣既發(fā)揮了其固定的功能同時又能有效防止其和采煤機裝置的平板發(fā)生接觸問題。對于螺栓孔部位加上特定規(guī)格的墊片零件，能夠發(fā)揮強化固定的功能，應(yīng)用設(shè)備的孔徑及裝置的壁厚尺寸數(shù)值，煤礦機械相關(guān)工程技術(shù)人員采用了和其相互搭配的具有穩(wěn)定功能的墊片零件，這樣操作既能充分發(fā)揮墊片零件的固定作用，又可以充分發(fā)揮出螺栓零件的定位及防松防脫的功能。

3.3 煤礦機械轉(zhuǎn)載機的升級改進設(shè)計研究

3.3.1 在煤礦機械轉(zhuǎn)載機內(nèi)部設(shè)置拖纜機構(gòu)進行煤礦開采

通常狀況下煤礦機械相關(guān)工程技術(shù)人員在煤礦機械轉(zhuǎn)載機內(nèi)部增加了線纜槽裝置，與此同時為了方便井下綜采工作面現(xiàn)場操作人員的正常通行，煤礦機械相關(guān)工程技術(shù)人員在第一個刮板輸送機的前部設(shè)置了線纜拖架，并且將其使用電纜保護套包覆起來，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)保護及美觀的目的。煤礦機械相關(guān)工程技術(shù)人員基于理論力學(xué)與材料力學(xué)的承載自由落體理論，電纜能夠達到科學(xué)合理的線纜拖舉最大額定安全距離，進而發(fā)揮線纜拖舉的作用，煤礦機械轉(zhuǎn)載機內(nèi)部設(shè)置拖纜裝置系統(tǒng)原理圖如圖2 所示。

圖2 煤礦機械轉(zhuǎn)載機內(nèi)部設(shè)置拖纜裝置系統(tǒng)原理圖

3.3.2 針對煤礦機械轉(zhuǎn)載機內(nèi)部安裝警告報警系統(tǒng)的研究

通常狀況下煤礦機械相關(guān)工程技術(shù)人員為了確保在煤礦綜采工作面的生產(chǎn)施工作用安全，需要針對煤礦機械轉(zhuǎn)載機內(nèi)部安裝警告報警系統(tǒng)，該系統(tǒng)一般由語音識別警報裝置、紅外線傳感裝置及警告報警器構(gòu)成。煤礦機械相關(guān)工程技術(shù)人員采用了這套系統(tǒng)，安全性大大提高，只要人體一靠近設(shè)定的危險范圍，設(shè)備就會發(fā)出安全預(yù)警，使煤礦機械轉(zhuǎn)載機停止工作，進而實現(xiàn)了在最短的時間內(nèi)能夠避免安全隱患的發(fā)生。

3.4 煤礦機械帶式輸送機防止出現(xiàn)“跑偏”現(xiàn)象的改進設(shè)計

煤礦機械相關(guān)工程技術(shù)人員為了避免刮板輸送機出現(xiàn)“跑偏”的現(xiàn)象，需要針對煤礦增加一套防止“跑偏”的機械裝置，煤礦機械帶式輸送機激光防止發(fā)生跑偏的機構(gòu)結(jié)構(gòu)原理如圖3 所示。在煤礦機械刮板機輸送帶出現(xiàn)“跑偏”的過程中，煤礦機械相關(guān)工程技術(shù)人員可通過防跑偏托輥及紅外線竄跳啟停裝置及時進行調(diào)整，并通過聯(lián)鎖作用關(guān)閉輸送機電源，該裝置自動化水平高，這樣就能夠行之有效地防止煤礦機械帶式輸送機發(fā)生“跑偏”現(xiàn)象。

圖3 煤礦機械帶式輸送機激光防止發(fā)生“跑偏”的機構(gòu)結(jié)構(gòu)原理圖

4 煤礦綜采工作面機械裝置的日常維護保養(yǎng)解決方案

4.1 建立科學(xué)合理的維護保養(yǎng)制度，使現(xiàn)場操作人員實現(xiàn)規(guī)范化操作

在一般情況下，煤礦機械相關(guān)工程技術(shù)人員需要在遵守相關(guān)煤礦機械日常使用法規(guī)及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的模式下，確保煤礦井下綜采工作面相關(guān)煤礦機械，日常養(yǎng)護工作的效率及煤炭品質(zhì)?；诖?，我國絕大多數(shù)煤礦生產(chǎn)企業(yè)必須建立煤礦井下綜采工作面各種不同種類煤礦機械日常維護保養(yǎng)的相關(guān)制度，并以管理制度為基礎(chǔ)，對綜采機械設(shè)備的操作使用進行規(guī)范化要求，進而能夠最大限度地減少煤礦井下綜采面各種不同類型煤礦機械發(fā)生故障的幾率。

4.2 定期針對煤礦機械進行科學(xué)養(yǎng)護及高效保養(yǎng)

煤礦機械相關(guān)工程技術(shù)人員在需要定期針對煤礦井下綜采工作面的各種煤礦機械相關(guān)設(shè)備進行科學(xué)合理地巡查及保養(yǎng)。因為只有通過針對綜采相關(guān)煤礦機械設(shè)備進行行之有效的檢查，才能夠在最短的時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)綜采機械中存在的故障隱患，然后及時進行維修，避免故障隱患擴大，進而保證煤礦井下綜采工作面開采工作的正常進行。

4.3 操作人員培訓(xùn)工作必須落實到位，提高煤礦機械的生產(chǎn)效率

煤礦生產(chǎn)企業(yè)部分煤礦機械工程技術(shù)人員在使用煤礦機械的過程中，因為對于煤礦機械專業(yè)知識掌握的欠缺，對煤礦綜采機械設(shè)備的了解也非常有限，無法對綜采機械設(shè)備的運行狀態(tài)進行判斷，導(dǎo)致綜采機械故障無法盡早被發(fā)現(xiàn)。因此工程技術(shù)人員應(yīng)定期參加培訓(xùn)，提升其機械操控、維護能力，提高生產(chǎn)效率。

5 結(jié)束語

綜上所述，在一般情況下煤礦綜采工作面的煤礦機械作為現(xiàn)階段煤礦開采作業(yè)過程中的主要煤炭挖掘工具，其工作性能及工作狀態(tài)對于煤炭開采的工作效率及煤炭品質(zhì)起到了決定性的作用，煤礦生產(chǎn)企業(yè)煤礦機械相關(guān)工程技術(shù)人員必須落實維護保養(yǎng)機制，降低綜采機械設(shè)備故障的發(fā)生概率，爭取在最短的時間內(nèi)最大限度地提高煤礦綜采工作面相關(guān)煤礦機械的工作效率和煤炭品質(zhì)，進而大力推進現(xiàn)階段國內(nèi)煤礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與進步，為我國早日成為世界煤炭大國強國打下堅實的技術(shù)理論基礎(chǔ)。