煤礦機(jī)電運(yùn)輸常見故障及防范對策分析

王少雷

（烏審旗圖克鎮(zhèn)門克慶煤礦，內(nèi)蒙古鄂爾多斯 017300）

我國經(jīng)濟(jì)的中高速發(fā)展將帶來能源需求的持續(xù)性增長，煤炭是我國重要的基礎(chǔ)能源。保守預(yù)計(jì)2022—2025 年期間，煤炭消費(fèi)量將保持年均2.07%的增長，煤炭的戰(zhàn)略屬性與“壓艙石”作用更加突出。煤礦安全是我國煤炭工業(yè)又好又快發(fā)展的重要前提和基礎(chǔ)。煤礦開采具有周期長、環(huán)境復(fù)雜、投資大等特點(diǎn)，因此煤礦事故的類型多樣，而且很多設(shè)備會出現(xiàn)習(xí)慣性故障。運(yùn)輸作為煤礦主要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，具有工作量大、方式多樣、系統(tǒng)繁雜等特點(diǎn)，作用尤為重要。對煤礦來講，機(jī)電運(yùn)輸設(shè)備不僅運(yùn)輸工作人員，還承擔(dān)運(yùn)輸煤炭、材料和其他設(shè)備的工作任務(wù)，是使用比較頻繁的重要設(shè)備。2008—2020 年，我國煤礦事故統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，煤礦機(jī)電運(yùn)輸故障增長趨勢明顯[1-4]，對煤礦事故總量的貢獻(xiàn)較大。隨著我國煤礦兩化融合的推進(jìn)，機(jī)械化程度不斷提升，煤礦井下機(jī)電運(yùn)輸設(shè)備不斷增多，使得煤礦機(jī)電運(yùn)輸事故呈增加態(tài)勢。觸電、跑車、絞車鋼絲繩斷裂、機(jī)械故障等是常見的機(jī)電運(yùn)輸事故，且多為一般事故。煤礦機(jī)電運(yùn)輸事故具有單一性、重復(fù)性、關(guān)聯(lián)性等特征。因此，要想提升煤礦生產(chǎn)效率，就需要認(rèn)真研究機(jī)電運(yùn)輸常見故障及防范對策，以有效降低煤礦機(jī)電運(yùn)輸事故發(fā)生的概率。

1.煤礦機(jī)電運(yùn)輸常見故障

1.1 刮板輸送機(jī)

機(jī)械化綜采設(shè)備三機(jī)一架是煤礦開采作業(yè)的主要設(shè)備，刮板輸送機(jī)是煤礦井下重要的運(yùn)輸設(shè)備，也是故障頻率最高的設(shè)備之一。中部槽作為采煤作業(yè)的最直接運(yùn)輸和承重部件，受到擠拉、碰撞、沖擊、摩擦等多方面復(fù)雜力的作用，造成中部槽磨損和腐蝕嚴(yán)重，使得刮板輸送機(jī)檢修頻繁或經(jīng)常更換，極大地影響煤礦的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。

刮板輸送機(jī)在使用中經(jīng)常出現(xiàn)因電動(dòng)機(jī)維修質(zhì)量不達(dá)標(biāo)、受潮、電網(wǎng)電壓諧波過大、刮板鏈條內(nèi)卡入異物、長時(shí)間超載、電機(jī)散熱不暢等原因引起的電機(jī)燒毀；因聯(lián)接環(huán)安裝不正確、鏈輪輪齒過度磨損等造成的跳鏈；因負(fù)荷太大引起的跳閘；因硬物卡在鏈輪內(nèi)造成刮板彎曲；因沖擊、疲勞斷裂引起的運(yùn)行中斷鏈等事故。

控制刮板輸送機(jī)上竄下滑標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)流程為：一是掌握傾角變化。依據(jù)煤層底板等高線，使掌握工作面傾角變化。二是制定措施。根據(jù)工作面傾角變化及時(shí)調(diào)整工作面與順槽夾角。調(diào)整割煤工藝，改變推移刮板輸送機(jī)順序。改變液壓支架推移方向。三是預(yù)防竄動(dòng)。調(diào)整工作面?zhèn)涡保鞔_偽斜量，確定加、減刀的數(shù)量，及時(shí)在工作面端頭加、減刀割煤。調(diào)整液壓支架推移方向正確、合理。

1.2 電機(jī)車

電機(jī)車是煤礦機(jī)電運(yùn)輸中最為關(guān)鍵的機(jī)械設(shè)備。隨著煤礦現(xiàn)代化的推進(jìn)，電機(jī)車的運(yùn)載量和使用頻率越來越大，使得運(yùn)輸?shù)墓芾黼y度增大。當(dāng)使用礦用電機(jī)來進(jìn)行運(yùn)輸時(shí)，經(jīng)常會發(fā)生誤倒車、追尾碰撞、超速脫軌、闖紅燈等安全事故。其中產(chǎn)生超速脫軌與追尾碰撞的次數(shù)最多。人為故障和設(shè)備故障是電機(jī)車運(yùn)輸中常出現(xiàn)的兩種形式。缺乏安全意識、業(yè)務(wù)不熟練、疲勞駕駛、責(zé)任意識不強(qiáng)等是造成人為故障的主要因素。

電機(jī)車在行進(jìn)中受到強(qiáng)烈撞擊、制動(dòng)系統(tǒng)失靈、軸箱內(nèi)油質(zhì)不好或者缺油、整流子漏火、彈簧片斷裂或破損、圓根松動(dòng)等是造成電機(jī)車設(shè)備故障的重要因素。為提升電機(jī)車運(yùn)行的安全性，在電機(jī)車前后都要配備警示作用的車燈。如果行進(jìn)過程中的道路情況復(fù)雜，要嚴(yán)格遵守通行規(guī)定[5]。

電機(jī)車摘掛銷鏈要遵循如下流程：一是車輛編組。檢查車輛裝載捆綁牢固可靠，無超長、超寬、超高。檢查連接銷及鏈環(huán)合格。銷鏈放置在巷道行人側(cè)。連接編組，不得超掛車輛。二是掛鉤。運(yùn)輸車輛與電機(jī)車連接可靠。三是摘鉤。車輛停穩(wěn)后，車輛與電機(jī)車摘鉤。車輛與車輛之間解鏈，收集摘下的銷鏈。

電機(jī)車掉道事故處理標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)流程：一是準(zhǔn)備工作。掉道電機(jī)車前后設(shè)置警戒標(biāo)識。斷開電機(jī)車與礦車之間的連接。準(zhǔn)備液壓推溜器、復(fù)軌器等。二是處理掉道。液壓推溜器支起電機(jī)車的一側(cè)，木板墊實(shí)輪對，液壓推溜器支起另一側(cè)，木板墊實(shí)輪對，直至電機(jī)車輪對高于軌面，液壓推溜器平推電機(jī)車上道。三是復(fù)軌器處理掉道。復(fù)軌器插入掉道電機(jī)車輪子下方，緩慢開動(dòng)電機(jī)車直到電機(jī)車上道為止。四是填寫記錄。將事故經(jīng)過、造成損害、影響時(shí)間及衛(wèi)生處理情況填寫在運(yùn)行記錄中，并如實(shí)向上級領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)事故處理過程。

1.3 膠帶輸送機(jī)

膠帶輸送機(jī)又稱帶式輸送機(jī)，主要由驅(qū)動(dòng)裝置、滾筒、拉緊裝置、傳送裝置、傳送帶等組成。由于具有運(yùn)輸效率高、運(yùn)距長、連續(xù)運(yùn)輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)，普遍應(yīng)用于各大煤礦，是煤礦常用的運(yùn)輸設(shè)備。由于井下作業(yè)環(huán)境復(fù)雜、空間狹小、物料不穩(wěn)定、長時(shí)間不停產(chǎn)，導(dǎo)致輸送機(jī)故障率較高。為保證煤礦井下作業(yè)安全與生產(chǎn)效率，需要認(rèn)真分析膠帶輸送機(jī)常見故障及防范對策。

膠帶輸送機(jī)在使用過程中常見的故障有：因電機(jī)不轉(zhuǎn)，皮帶機(jī)啟動(dòng)不了；因滾筒、托輥粘煤泥或雜物，膠帶機(jī)在某點(diǎn)跑偏；設(shè)備零部件脫落、鐵器卡在落料溜槽和膠帶間造成膠帶損傷；因膠帶阻力過大、張力小、膠帶與驅(qū)動(dòng)滾筒之間摩擦系數(shù)減小造成膠帶打滑；輸送機(jī)嚴(yán)重過載、跑偏、啟動(dòng)時(shí)凹段彈起造成的撒料；托輥嚴(yán)重偏心時(shí)異常噪聲。隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，膠帶輸送機(jī)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測進(jìn)入智能化監(jiān)測階段。同時(shí)，帶式輸送機(jī)安裝有溫度、煙霧、防跑偏、防撕裂等各類保護(hù)裝置，當(dāng)遇到異常情況時(shí)而自動(dòng)停機(jī)，以保證運(yùn)輸?shù)陌踩?/p>

主斜井帶式輸送機(jī)特殊操作標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)流程：一是防滑保護(hù)動(dòng)作。查找防滑保護(hù)動(dòng)作原因；處理打滑故障；滾筒包膠有無脫離；電機(jī)功率是否平衡；膠帶機(jī)是否存在超載現(xiàn)象。二是縱撕、沿線急停、皮帶機(jī)聯(lián)鎖保護(hù)動(dòng)作，查找原因處理。三是超溫、煙霧保護(hù)動(dòng)作。熱電偶傳感器安裝在主傳動(dòng)滾筒軸承座上；使用紅外線傳感器時(shí)，發(fā)射孔正對主傳動(dòng)滾筒，距離300mm ～500mm；超溫停車處理；有煙霧停車處理。四是欠壓、過流、漏電、單相斷線保護(hù)動(dòng)作。處理保護(hù)動(dòng)作原因，保證無欠壓、無過流、無漏電、無單相斷線。五是確認(rèn)故障。閉鎖皮帶機(jī)、掛警示牌；檢查發(fā)生報(bào)警地點(diǎn)，確認(rèn)存在問題。六是向調(diào)度室匯報(bào)存在問題。

處理帶式輸送機(jī)跑偏標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)流程：一是準(zhǔn)備手錘、撬杠、大錘、扳手等作業(yè)工具。二是跑偏保護(hù)動(dòng)作停車。檢查跑偏保護(hù)動(dòng)作原因和跑偏保護(hù)安裝位置。安裝在距離機(jī)頭、機(jī)尾 10m ～15m 處，坡度變化時(shí)變坡位置處。皮帶機(jī)防跑偏傳感器安裝正確。三是滾筒跑偏調(diào)整。滾筒表面不粘料、包膠完好。安裝位置準(zhǔn)確，平行度合適。四是皮帶沿線跑偏調(diào)整。調(diào)整托輥，緩慢墊高跑偏方向另一側(cè)的托輥支架，墊高數(shù)以第一個(gè)墊起的托輥為準(zhǔn)，“跑高不跑低”；檢查托輥表面粘料；檢查落料；檢查機(jī)架平直；檢查皮帶接頭。五是解除閉鎖，開啟帶式輸送機(jī)觀察運(yùn)行是否正常。

1.4 單軌吊車

針對目前煤礦井下絞車安全風(fēng)險(xiǎn)大、運(yùn)行效率低等情況，單軌吊車成為輔助運(yùn)輸系統(tǒng)的主要設(shè)備。近年來，隨著煤礦兩化融合及智能化煤礦的推進(jìn)，單軌吊車由于具有操作簡單、運(yùn)輸效率高、低危險(xiǎn)性等特點(diǎn)，主要用來運(yùn)送人員、設(shè)備和材料等，成為煤礦井下安全高效輔助運(yùn)輸設(shè)備。防爆蓄電池單軌吊車、防爆柴油機(jī)單軌吊車、固定氣源壓縮空氣單軌吊車是目前常用的3 種單軌吊車。3 種單軌吊車各有優(yōu)缺點(diǎn)，前兩種應(yīng)用在高瓦斯礦井時(shí)防爆安全存在隱患，后一種適用于通風(fēng)較差的工況環(huán)境，但存在操作不便、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、作業(yè)效率無法有效保障等不足。新近研發(fā)的自攜帶空氣動(dòng)力的空氣動(dòng)力單軌吊車依靠壓縮空氣在馬達(dá)中膨脹做功實(shí)現(xiàn)動(dòng)力輸出，具有工作過程無火花、防爆性能好、尾氣潔凈、降低環(huán)境溫度等優(yōu)勢，是高瓦斯礦井輔助運(yùn)輸?shù)氖走x設(shè)備。

單軌吊車在運(yùn)行過程中常常出現(xiàn)如下狀況：由于在使用前沒有進(jìn)行安全檢查，不具備運(yùn)行條件，常存在狀態(tài)不穩(wěn)定的情況。在很多時(shí)候，單軌吊車保險(xiǎn)制動(dòng)、停車制動(dòng)裝置沒有經(jīng)過運(yùn)行前安全檢查，各項(xiàng)參數(shù)沒有在規(guī)定的數(shù)值內(nèi)會帶來人身安全問題。為了安全系數(shù)更高，要配備良好的通信設(shè)備、喇叭和車燈，這是保證單軌吊車正常運(yùn)行的重要保障。單軌吊車事故處理標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)流程：一是勘察事故現(xiàn)場。無片幫、淋水、漏矸現(xiàn)象，起吊條件可靠。二是向調(diào)度室準(zhǔn)確匯報(bào)事故情況。三是檢查準(zhǔn)備工具。準(zhǔn)備手拉葫蘆、扳手、撬棍、起吊繩等。四是作業(yè)準(zhǔn)備。距事故處理現(xiàn)場30m 外設(shè)置警戒；確定專人指揮、專人負(fù)責(zé)安全、作業(yè)人員分工負(fù)責(zé)；清理影響作業(yè)安全的雜物，對巷道吊掛的管路、電纜等采取防護(hù)；軌道、錨桿、錨索或其他可靠的起吊點(diǎn)懸掛手拉葫蘆。五是激活起吊模式。啟動(dòng)柴油機(jī)，拔出車鑰匙；操縱起吊閥。六是機(jī)車驅(qū)動(dòng)部復(fù)軌。依次卸下螺帽、銷軸，摩擦輪對分解，取出輪對；馬達(dá)固定支架與軌道分離；手拉葫蘆起吊，驅(qū)動(dòng)部摩擦輪正對齊軌道腰部；穿上銷軸、擰緊螺帽，摩擦輪與軌道恢復(fù)固定；使摩擦輪抱緊軌道，馬達(dá)固定支架恢復(fù)原位置；松開手拉葫蘆，安裝 螺栓聯(lián)軸節(jié)。七是集裝箱復(fù)位。吊鉤緩慢上升，起吊車輛，控制車輛平衡；集裝箱底面與巷道底面平行，距地面300mm 以上；起吊完成后，工作鏈余鏈固定在箱內(nèi)。八是處理隱患。車輛連接可靠，裝車不偏載，封車可靠；修復(fù)可能損壞的軌道、摩擦輪等隱患后，方可重新恢復(fù)運(yùn)輸。

2.防治對策

（1）加強(qiáng)制度建設(shè)。科學(xué)合理的安全管理制度，是做好煤礦機(jī)電運(yùn)輸安全工作的重要前提和基礎(chǔ)保障。從宏觀層面來講，各級執(zhí)法機(jī)構(gòu)和管理人員嚴(yán)格執(zhí)行煤礦相關(guān)安全法律法規(guī)，對各種煤礦事故從嚴(yán)處罰。煤礦企業(yè)必須根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)需要制定完善的管理制度，落實(shí)監(jiān)管部門的責(zé)任，將賞罰真正地結(jié)合在一起，對事故認(rèn)真總結(jié)和分析，避免類似事故再次發(fā)生。為調(diào)動(dòng)機(jī)電運(yùn)輸工作人員的積極性，應(yīng)制定更加合理的分配制度和競爭上崗制度，用物質(zhì)條件激勵(lì)員工。

（2）加強(qiáng)員工培訓(xùn)。在機(jī)電運(yùn)輸設(shè)備管理過程中，過于強(qiáng)調(diào)設(shè)備的因素，往往忽略了人的主觀能動(dòng)性。煤礦工人素質(zhì)普遍較低，認(rèn)為自身工資相對較低，工作積極性較差，安全意識淡漠。在工作中，往往根據(jù)以往的工作經(jīng)驗(yàn)開展，忽略現(xiàn)場的實(shí)際生產(chǎn)情況，對安全培訓(xùn)和技能培訓(xùn)也不夠重視，很多時(shí)候走過場了事，不僅不利于保護(hù)工人的自身安全，也在很大程度上增加了安全隱患。因此，要把人在安全管理中的作用突顯出來，并把培訓(xùn)做細(xì)做實(shí)。

（3）加強(qiáng)機(jī)電設(shè)備維修。礦井機(jī)電設(shè)備維修時(shí)常見到的問題有機(jī)電設(shè)備的使用方法不規(guī)范、機(jī)電設(shè)備超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)、維修人員的專業(yè)技術(shù)水平良莠不齊、生產(chǎn)管理人員對維修的重視度不夠等。為此，應(yīng)引入先進(jìn)的機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)、持續(xù)學(xué)習(xí)設(shè)備維修的新方法、高度重視設(shè)備維修的規(guī)范化、加強(qiáng)機(jī)電設(shè)備的日常巡檢、重視維修人員的隊(duì)伍建設(shè)、建立設(shè)備維修預(yù)警制度。尤其要加強(qiáng)對日常維修過程的管理，要有詳細(xì)的操作規(guī)范和維修日志，避免相關(guān)維修人員不規(guī)范操作而導(dǎo)致維修質(zhì)量的不合格。同時(shí)，要加強(qiáng)對維修設(shè)備的抽檢工作，杜絕部分維修人員的不作為。

（4）加大經(jīng)費(fèi)投入。隨著近些年煤礦經(jīng)濟(jì)效益的好轉(zhuǎn)和對煤礦安全問題的日益重視，企業(yè)加大了煤礦機(jī)電運(yùn)輸專業(yè)設(shè)備的投入，提升了企業(yè)的工作效率，改善了企業(yè)的工作質(zhì)量，使企業(yè)獲得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。但仍存在采購低價(jià)設(shè)備或配件的問題，不僅不利于設(shè)備的正常運(yùn)行，而且加大了機(jī)電設(shè)備檢修的難度。

（5）引進(jìn)診斷監(jiān)測新技術(shù)。傳統(tǒng)的監(jiān)測技術(shù)主要依賴工人的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，很難準(zhǔn)確快速定位故障點(diǎn)，容易導(dǎo)致故障診斷失誤，影響煤礦生產(chǎn)的正常有序進(jìn)行。利用智能化診斷實(shí)時(shí)監(jiān)測技術(shù)，通過建立自我學(xué)習(xí)機(jī)制和故障庫可精確分析和診斷故障，有效提高故障處理效率。在國內(nèi)不少煤礦也應(yīng)用了無損監(jiān)測識別技術(shù)，對提升機(jī)鋼絲繩進(jìn)行檢測，大大節(jié)省了時(shí)間。對大型設(shè)備，可采用光學(xué)監(jiān)測技術(shù)，多點(diǎn)定位診斷故障，極大減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，監(jiān)測結(jié)果也更加準(zhǔn)確。

（6）建立信息化設(shè)備管理系統(tǒng)。為有助于員工對設(shè)備有更為直接和準(zhǔn)確的了解，應(yīng)對設(shè)備建立完善的信息化管理系統(tǒng)。系統(tǒng)對設(shè)備的投運(yùn)時(shí)間、使用注意事項(xiàng)、常見問題、解決方法、維修日志等建立檔案，維保人員據(jù)此對找出最佳的故障解決方式，選擇合理的維護(hù)方法，提高故障排除的效率。同時(shí)，信息化管理系統(tǒng)要健全預(yù)警制度，在機(jī)電設(shè)備產(chǎn)生問題之前定期消除存在的問題，可大大減少設(shè)備故障產(chǎn)生的概率。

3.結(jié)語

煤礦運(yùn)輸系統(tǒng)覆蓋面比較廣、雜亂交錯(cuò)，且各部分互相聯(lián)系，基本貫穿整個(gè)煤礦各系統(tǒng)。先進(jìn)的機(jī)電運(yùn)輸設(shè)備極大地提升了煤礦的開采效率，為我國煤炭行業(yè)的健康安全發(fā)展提供了保障。煤礦井下環(huán)境復(fù)雜多變，瓦斯的含量、通風(fēng)的完善情況、圍巖的復(fù)雜程度等都會影響機(jī)電系統(tǒng)的正常運(yùn)行。為了保障煤礦安全生產(chǎn)，機(jī)電運(yùn)輸環(huán)節(jié)是預(yù)防和管理的重點(diǎn)。認(rèn)真分析和總結(jié)煤礦機(jī)電運(yùn)輸常見故障，可明顯改善煤礦生產(chǎn)的各項(xiàng)指標(biāo)，把對生產(chǎn)的影響降到最低，對煤炭企業(yè)預(yù)防和化解風(fēng)險(xiǎn)有積極意義。