鐵礦采礦設備狀態監測與故障診斷分析及對策

張國勝，楊楠，胡文劍

（河北鋼鐵集團礦業有限公司，河北 唐山063000）

1 采礦設備使用生命周期

采礦設備使用生命周期具體指設備的整個過程活動，包含采礦設備的方案制訂、生產、設備調整與安裝、投入使用、檢修與質保以及最后淘汰的一系列活動過程。該周期包含4類不同的生命活動，分別為物料資源使用周期、經濟效益使用周期、技術革新期限以及損耗率使用周期。

（1）物料資源使用周期。以采礦設備進入生產階段開始計算，對設備在具體使用過程中的磨損消耗與逐步老化等狀態進行判定，以設備最終被淘汰為結尾，以設備在投入使用過程中的磨損程度為依據進行評判。（2）經濟效益使用周期。采礦設備拉動經濟從而產出的效益為參考值，將投入該設備的本金、維護質保檢修費用與其進行對比分析，客觀地將采礦設備的成本進行宏觀調控的過程。采礦設備一旦投入實際生產，后續在使用過程中的維修保養費用與使用時間幾乎成正比進行增長，使煤礦開采作業的成本增加，與之對應的經濟收益卻呈下降趨勢，同時，開采效率也出現降落趨勢。在實際使用過程中，對采礦設備的經濟效益進行宏觀把控與定量分析，將采礦設備的使用年限與經濟效益關聯進行評估，可以有效縮短開采時間，更好地使用采礦設備。（3）技術革新期限。該生命周期的影響因素較多，與社會的不斷發展，科學技術的不斷創新，人們不斷增長的需求密切相關。就鐵礦采礦而言，采礦作業的要求在不斷提高，采礦技術也在社會大的發展中不斷優化與提升，設備也在不斷更新換代，其中一旦有一方面跟不上，采礦設備便面臨被淘汰的風險，而前提是該設備的經濟生命周期還未結束就被動退出采礦行業。（4）損耗率使用周期，即以采礦設備出廠商的說明規定的設備使用生命周期。我國相關政策對其有明確說明，鐵礦采礦設備以其折損破舊率進行兌換，可以有效增強固定資產的監督，同時可以減少企業固定資產的不斷增加，確保企業運轉正常。鐵礦采礦在具體施工過程中涉及的設備較多，施工環境以露天居多，因此，對設備的損耗相對較大。將折舊部分兌換到開采產品中，可以實現折舊設備的經濟效益，也屬于折舊設備經濟收益。固定設備折舊是企業管理中的經濟手段，也可作為經濟效益是否達標的參考因素之一[1]。

2 鐵礦采礦設備分類

鐵礦采礦設備分類可分為以下幾類：

1）鏟土運土設備。該設備主要負責鐵礦采礦過程中需要將土鏟起、裝運，將土卸載的作業過程，主要應用于挖土、將土填埋、傳遞運送土的工作過程中。進行開采作業時，可以先挖出鐵礦最表層的土壤，其次投入鏟土運土機進行挖掘與傳遞，采用該方式進行作業可有效提高工作人員的作業率，減少工作量，極大地提高工作效率。我國在該方面做得較好，主要通過電動式鏟土運土設備進行作業，又有操作簡單等特征，因此，很多企業使用該設備進行施工。實際采礦工作中，對鏟運機器的損耗情況需要記錄并進行數據分析，以鏟運機器設備保養檢修統計為依據，對其進行客觀分析，確認其目前階段所處位置，并進行精確判斷。

2）掘進臺式與中間加孔車。掘進臺式車具有效率高的特征，主要應用于采掘挖掘作業中，有效減少了工作人員的數量，提高了采礦效率。鐵礦實際采礦過程出現的過多鑿石是無法規避的事件之一，中間加孔車將鑿石可以及時處理。掘進臺式與中間加孔車的損耗均較一般設備要大，其對開采過程的實施進度有直接影響。

3）液體壓縮劈縫機。該設備主要將鐵礦開采過程中出現的較大石頭進行分離。具有質量小，占地面積小，便于操作等優勢，在鐵礦采礦施工中經常用到。液體壓縮劈縫機需要注意的是應間隔性的使用，以保證其使用生命周期性，對其游標與電壓等情況在實際開采投入使用過程中也應格外注意檢查。

3 鐵礦采礦設備狀態監測與故障診斷分析

本研究通過對實際鐵礦采礦設備進行實際調研得出，開采設備故障主要表現在以下3方面：

1）鐵礦采礦整體設備的配置較為缺乏，工作人員作業成本上升。鐵礦采礦作業從勘探到實際采礦需要各方協調配合才能進行，是一項較為系統的任務，且相應的設施與配件需要備齊才可以進行施工。在設備配置資源較缺乏的情況下進行作業，會使開采進度受阻，開采成本加大，影響開采整體計劃與要求，對企業發展有一定影響。

2）采礦設備比較老化，檢修故障經常發生，包括前期故障與偶然因素下出現的故障。若設備已老化，使用時間過長，將致使采礦設備損耗較大，對設備內部的機械裝置、電器與液化配件的磨損更加嚴重，降低設備性能。另外，不同環境下的鐵礦開采作業難度也不同，相較于普通環境，對于初次接觸的地形與鐵礦，不確定因素較多，設備多數配件在時間期限內可以進行作業，一旦超出時間限制，作業則受到影響，故障發生的頻率則增加。設備在后期使用過程出現的形變，檢修漏洞等問題，使故障時有發生。

3）作業設備更新慢，跟不上社會發展需求。鐵礦采礦設備較為巨大，成本投入也較為可觀，因而對于設備的更新則較慢。科學技術在不斷進步，早些年的設備已經逐步跟不上社會發展需要，具體表現為零部件的資源缺乏，廠家不生產，使設備在后期的檢修與維護中難度增加，基于客觀原因造成廠家轉行或是被迫停業，加大了設備的維護與檢修[2]。

4 鐵礦采礦設備故障解決建議

解決鐵礦采礦設備故障可以從以下幾方面進行：

1）強化設備管理制度。設備使用過程的各個環節應加強管理，從鐵礦采礦設備的運行狀態著手，對施工過程中的損耗程度與損耗率進行評估與記錄，對使用過程出現的故障詳細分類，并進行數據分析、預案、采取措施降低風險，減少故障發生頻率與次數。以作業經濟角度考慮，將設備使用的物料資源生命周期，經濟效益使用周期，技術革新使用周期，損耗率使用周期等方面進行整合，從不同方面提升鐵礦采礦的速度與質量，通過強化設備管理制度提升作業的安全系數。

2）制定故障檢測手冊與細則。設備生命周期內出現的故障屬于常見問題，偶然發生的且不同于以往的問題則是突發狀況，因此，需要編制詳細的故障檢測手冊，將每一次出現的問題進行歸納與記錄，并進行總結，結合廠家配備的故障說明，將理論與實踐相結合，規避設備出現故障造成任務不能按期完成的事故，確保開采作業順利進行。針對故障檢測問題，制定詳細的準則，使不同崗位與工種的工作人員均有責任與權力及時發現故障并進行預案處理。加強日常工作中的檢修力度，針對重點易出問題的部位著重排查。

3）不斷進行技術改進，加快更新速度，定期為員工進行專崗培訓。企業在適當情況下需要追加鐵礦采礦設備投入，通過當下社會或技術趨勢的預判進行設備的采購與更新，直接提高開采作業的效率，從本質上解決問題的矛盾，提高工作人員作業量，減少檢修費用，提高企業利潤。通過定期專崗培訓員工，可以讓員工在短期內迅速掌握新設備的操作要領與注意事項，從隱性方面提升工作效率。

5 結語

本研究對鐵礦采礦設備狀態監測與故障診斷從3個方面進行分析并提出相對應的策略，僅供業內人士參考與借鑒，為行業不斷發展做些許基礎工作。