露天煤礦礦用機電設備預防性維修研究

韓曦華 國家能源集團準格爾能源集團設備維修中心

一、引言

神華準格爾能源集團下轄兩大露天煤礦（黑岱溝礦和哈爾烏素礦），為建設成為“世界第一、亞洲一流”的礦山企業。所采用的機電設備圴為引起的先進礦山開采設備。近年來，隨著我國機電設備制造能力不斷提升，礦山采、運、排設備的制造能力得到提高，也開始部分實施進口設備國產化。為了開采煤炭資源，就需要對上層土、巖層進行剝離，以露出煤層，一般以剝采工程為重點，使用大型機械化設備。在露天煤礦開采中，機電設備的效率對于生產能力具有十分重要的影響。而設備的工作效率受到內外部因素的共同作用，所在地的氣候條件是主要影響因素。準能集團兩座露天煤礦地處鄂爾多斯高原東部，屬典型中溫帶大陸性半干旱氣候，降水少，多風沙。易發生短時強降水、冰雹、大風等強對流天氣，偶有沙塵暴發生。因而，加強機電設備的預防性維修，對提高設備出動率、實動率和作業效率具有關鍵性的作用。當前，在我國露天煤礦企業中，預防性維修已經得到了一定程度的推廣。本文結合神華準格爾能源集團露天礦、設備維修中心工作現狀，提出預防性維修策略，以降低設備故障率，降低開采成本。

二、露天煤礦礦用機電設備的常見技術故障

（一）常見的軸承故障及原因

在機電設備使期間，因為軸承產品質量和外部因素的作用，對軸承的耐磨性以及旋轉精度等造成影響。如果軸承的性能指標不能達到使用要求，就會產生故障甚至失效，機電設備往往就會停止運行，或喪失部分功能。因而，維修人員要在短時間內準確尋找到故障原因，定期對機電設備開展監測和維護工作，重視機電設備軸承振動、滾動聲音、溫度變化等狀況，有針對性地采用維修措施，確保機電設備能夠正常運行。

（二）常見的齒輪故障及原因

當機電設備在使用過程中出現嚴重過載，或者齒輪相關材料承受能力已經達到極限的時候，輪齒嚙合部分過短就會造成齒輪輪齒折斷現象。在多次過載載荷的影響下，齒輪的齒面將產生疲勞裂紋，嚴重時會導致輪齒折斷。齒輪嚙合不好，會產生點蝕，開始于輪齒的節線以下，此種麻點會造成應力上升，表面溫度升高，破壞預處理過的齒輪表面，而麻點之間的金屬疲勞現象將造成齒輪的輪廓受到損壞。

（三）常見的液壓系統及液壓件故障及原因

在實際工作中，機電設備液壓系統產生故障的原因是多樣化的，包括泄漏故障、液壓系統無法正常供油、系統缺乏壓力、液壓油過熱故障、工件機構運動缺少穩定性等。因為機電設備液壓系統的各個部件和傳動液都位于密封的殼體和管路里，所以難以從外面進行觀察，對有效檢測和判斷造成了阻礙。保證液壓系統中的各開關、傳感器和安全裝置齊全有效對提高液壓系統的使用效率有很大的作用。

（四）常見的電機及電氣控制系統故障及原因

對于機電設備來說，與電機和電氣控制系統有關的故障十分復雜多樣。在設備運行中，可能會產生直流屏、整流屏整流模塊故障，軸編碼器連接部件擰斷，信號點打不上，各安全保障開關失效，供電線路避雷器被電流擊毀等多種狀況。

（五）常見的機械結構件故障及原因

按照機械類型分析，機械結構件故障類型可以具體區分為鉆機故障、電鏟故障、輸送機故障以及裝載機故障等。在礦用機電設備投入運行一段期間之后，受到磨合、磨損、腐蝕等因素的影響，機電設備的性能參數就會逐漸降低，設備出現振動異常、運行聲音異常等現象，潤滑油、潤滑脂、液壓油、排氣成分產生改變，設備過熱，電壓和電流變化過大，磨損殘留物急劇增加。

（六）常見的發動機故障及原因

受到運行的影響，發動機會逐漸產生一些更為復雜的故障，主要是運動部件松動磨損、部件腐蝕、零部件疲勞斷裂、使用不當以及維護不善所導致的。任何一個因素都可能造成發動機性能的問題，如發動機無法工作、產生噪音等。

（七）其他類型故障及原因

例如，空氣壓縮機的功能在于產生壓縮空氣，在運行過程中常見的故障包括：不符合設計要求、功耗超過設計值、級間壓力低于正常值、排氣溫度超過正常溫度、設備聲音異常、汽缸發熱、軸承發熱等。再如，移動變電站的故障時常發生在電器開關上，尤其是低壓電器開關，很容易導致電子元件的損壞、脫焊以及接觸不良等現象。

三、加強露天煤礦用機電設備預防性維修的對策

預防性維修指的是在設備故障產生以前從預防的角度考慮問題，通過制定和實施合理的維修方案，確保設備保持良好的運作狀態。在生產過程中，這種維修的主要目的是當機電設備發生故障的時候，可以在短時間內及時發現并采取處理措施，以保障正常生產秩序。露天煤礦企業應當注重培養、提高設備維修人員和使用人員的技能，讓相關員工理解自身的義務和責任，逐漸改進機電設備的預防性維修計劃體系。維修方案應當按照具體的設備運行環境、設備類型、維修理論等因素加以通盤考慮，并將管理責任落實到不同的部門和人員。露天煤礦企業的各個部門不但要履行自身在機電設備維修方面的職責，還要和其他部門之間配合溝通，以保證設備得到高效率的維修。

（一）定期維修策略

定期維修是一種基于時間的檢修模式，主要適用于停機影響大、劣化情況隨時間變化顯著的機電設備。技術人員應當按照機電設備的磨損規律對具體的維修時間進行預先計劃。一旦時間到了，無論設備的運行狀態如何，技術人員都按時間進行維護工作。這一模式能夠有計劃、有步驟地安排維修事宜，科學協調機電設備的停工時間，合理配置備件和人員，確保設備維修質量，并有效降低設備故障對企業經營所產生的不良影響。當前，公司應當適應科技的發展，加強對機電設備定期維修進行管理，并擬定具體的計劃方案，以提升定期維修工作質量，通過創新發展機電設備維修技術，以實現最佳的機電設備計劃檢修效果。要按照機電設備的各種類型，有針對性地制定維修計劃，在充分掌握機電設備故障規律的前提下，按照規定的維修間隔或系統設備的工作時間開展有計劃、有步驟的維修工作。

（二）狀態維修策略

在露天煤礦的工作中，傳統的機電設備預防性維修主要包括定期維修，根據一定時間對設備部件進行無條件的維修更換。盡管這種維修模式簡便有效，然而因為要對不同部件進行提前維修更換，有的部件實際上沒有產生問題，這就提高了企業運營成本。當前，機電設備的維修管理大部分處于計劃維修階段，以設備的檢修和定期維護作為主要手段。因為設備維修時間不合理，約百分之三十左右的機電設備維修可以歸為無效維修。由于設備維修時間過長，對露天煤礦的正常生產經營產生了負面影響。在這種情況下，公司應當對機電設備維修采用狀態檢測技術，比如振動監測技術、潤滑油檢測分析技術和孔探技術，對機電設備的物理數據加以分析，就能夠準確判斷機電設備的運作狀況。公司可以根據自身機電設備的情況，綜合采用點檢狀態維修和遠程監測狀態維修兩種方式。前者由現場點檢人員使用簡易檢測設備進行檢測，定期測試設備狀態；而后者則是運用機電設備中的嵌入式監控系統，實現運行數據的自動采集，再通過計算機對故障情況進行分析。由于狀態維修的重點在于設備狀態檢測和故障判斷，維修中心要及時采用最新的設備狀態監測和診斷技術。

（三）主動維修策略

主動維修指的是技術人員尋找設備產生故障的根本原因，并主動使用有效的預維護措施，將影響設備運行的因素控制在合理的水平，以避免機電設備發生更嚴重的故障。因而，此種模式的使用應當以先進的技術手段作為基礎。在技術進步的過程中，對設備作業中的各種工況做動態檢測，實時掌握設備的運行。機電設備的主動維修技術也在不斷發展。和其他維護策略比較，主動維護策略具有較強的可預測性。各部門技術人員當應用先進的電腦技術，進行分析和預判，能夠從根本上防范設備故障的產生。主動維護的可靠性較高，技術人員應當按照計算機提供的數據判斷機電設備維修的概率。礦上應采用這一先進的機電設備維修模式，切實提升設備維修效率。

四、結語

為了確保露天煤礦的正常開采，就應當保證機電設備的平穩運行。對于露天煤礦而言，機電設備的維護和維修是重要的日常性工作之一。預防性維修包括定期維修、狀態維修以及主動維修，具有不同的功能，對露天煤礦用機電設備的正常運作發揮了積極的保障作用，使企業生產經營能夠正常持續。在實際工作中，露天煤礦應當按照機電設備的情況和零部件的劣化程度，開展有效的分析、評估和預測工作，對短時間內機電設備可能產生的故障進行預測和維修，及時發現其存在的問題，采取有效的預防手段，防止設備出現劣化現象，并對存在的問題提出改進方案。而且，技術人員還要按照設備制造企業所規定的檢修項目和時間，開展切實的定期維護保養工作。