煤礦機電設備故障分析及應對措施

班壽濱

冀中能源股份有限公司邯鄲云駕嶺礦 河北邯鄲 056301

任何事物均有兩面性，煤礦機電設備的廣泛應用一方面使得煤礦生產效率得以大幅提升，另一方面則使得煤礦機電設備維修工作面臨的壓力進一步增大。與此同時，因為煤礦環境的特殊性，煤礦機電設備處在惡劣的環境中高負荷工作，內部零件老化速度必然加快，故障自然在所難免[1]。為有效保障煤礦生產效率，加強煤礦機電設備故障診斷及維修勢在必行。

1 煤礦機電設備的特點

煤礦機電設備不同于一般的機電設備，其作業環境惡劣、運行時間長，因此相較于普通機電設備來說，其特點更加突出，主要表現在以下方面：一是設備具有防爆性。當前，我國煤礦的采煤工作面基本上都是在地下300m甚至是更深的區域，工作環境的空氣濕度相對比較大，設備容易被外界所腐蝕，為了保證煤礦開采工作的安全性，因此通常需要煤礦機電設備都具有一定的防爆性能，但是該性能卻容易使得設備的拆裝難度加大，因此可能會增加機電設備的故障。二是采掘設備種類型號多，數量大[2]。當前，隨著科技的不斷發展和進步，高性能的機電設備得以應用到煤礦生產的各個環節之中，煤礦開采效率大幅度提升。但是由于煤礦開采環境復雜多樣，不同地質條件對于煤礦開采的要求也存在著巨大的差異，因此采掘設備種類型號呈現出多樣化的趨勢。三是國產機電設備數量使用頻率顯著增加。相對于國外進口煤礦機電設備來說，國產煤礦機電設備的優勢表現在價格便宜，因此對于許多中小型煤礦企業來說，出于資金的考慮，其選擇國產機電設備的頻率提升。但是需要注意的是，近些年來，隨著科技的不斷發展和進步，國產機電設備的綜合性能雖然得到了顯著提升，但是其在多個方面依然難以與進口機電設備相提并論，在使用期間其故障發生頻率較高。

2 故障判斷與維修技術的發展

故障判斷與維修技術的問世并不算太晚，在上個世紀，計算機剛剛得到大眾的重視并且開始發展的時候，故障判斷與維修技術是伴隨著計算器一起發展起來的產物。故障判斷與維修技術的創造者是當時美國汽車行業的大哥，美國通用汽車公司創造的，隨著幾十年來的發展，故障判斷與維修技術被越來越多人所重視，也就補充的更加的完善。故障判斷與維修技術水平的不斷提高，引得一些歐洲國家瞄準了這塊大蛋糕，開始將故障判斷與維修技術引渡回國，應用在一些工業領域上。當時正處于故障判斷與維修技術發展的初期，遠沒有現在這般完善，其控制系統也是一些很簡單的元件，只能實現一些簡單的順序控制。這種情況一直持續到了80年代，這段時間可謂是故障判斷與維修技術的黃金年代，故障判斷與維修技術在這段時間迎來了蓬勃發展。煤礦機電設備的維修和診斷技術憑借自己獨特的特點，高安全性、掌握簡單、運用靈活等優勢，使故障判斷與維修技術在煤礦機電設備故障判斷與維修中的實用性和覆蓋率都名列前茅。在故障判斷與維修技術應用中，通常會被運用到順序控制，順序控制也是故障判斷與維修技術的核心環節，開關控制和相關的閉環控制環節。在這其中，故障判斷與維修技術的順序控制不可忽至，這是故障判斷與維修技術的核心，也是很多企業重視和利用的一點[3]。

3 煤礦機電設備故障分析

3.1 機電設備磨合期的產品性能問題

煤礦機電設備的運用初期，通常是設備的磨合期，此階段出現的故障問題多以產品本身性能、質量有關系。這段時期故障發生的概率較高，由于機電設備處于磨合期，很多問題會在此階段顯現。但是磨合期發生的故障問題并非全是產品性能和質量問題，同時會因為磨合期運用方式不良或操作水平等問題出現故障，當然這種情況比較少見，多以產品本身性能或者制造缺陷問題為主[4]。

3.2 通風機電機散熱功能比較弱

要保證通風機正常工作，電機是很重要的一部分，并且通風機對電機的要求標準很高。由于通風機的電機和驅動機直接關聯，就必須保證電機具有強大的隔爆功能，電機通常安裝在密閉的罩內，但是密封罩內的空間狹小，并且通風機在煤礦開采工作中一直運行持續工作的時間較長，導致產熱量大，產熱量大而散熱不暢，就會導致電機內的溫度較高。另外礦井內的風流摻雜有高濃度的粉塵和有害氣體，更限制了電機的散熱，長時間讓電機處于高溫狀態，會導致砸圈燒毀，砸圈一旦燒毀就會給礦井內的通風工作造成嚴重影響，并且還會影響煤炭的供應。

3.3 機電設備運用中期的偶發性故障

在機電設備的運行中期發生的故障問題多為偶發性的故障，比較少見。此階段的機電設備已經過渡到良好的磨合狀態，也就是技術人員所說的穩定時期。這個階段的機電設備在運用的過程中相對比較穩定，從而形成了機電設備工作的最佳時期。但是不代表不會出現故障問題，部分機電設備會出現偶發性的問題故障，這種情況發生概率較低，偶發性的問題故障主要是使用與操作不當或維修養護工作不足等原因造成的。此階段發生隨機性的故障問題是完全可以避免的。

4 煤礦機電設備故障的應對措施

4.1 提升機電人員維修專業能力

機電專業人員的專業能力與技術水平是解決煤礦機電設備故障問題的基礎元素。只有機電技術人員具有較強的專業能力，才可保證煤礦機電設備故障問題第一時間被準確分析及解決。因此，加強機電技術人員的專業能力與綜合素養是極為重要的。對此，相關煤礦企業在選擇與聘請技術人員期間，要以較高的標準進行選擇，保證技術人員的基本素養。另外，要加強對機電技術人員進行專業能力的培訓與考核，從而提升其專業能力，使其在原本技能上得到有效提升[5]。

4.2 預防故障的產生

如果通風機發生故障，將會造成不堪設想的后果。所以為了保證煤礦開采工作的順利進行，我們必須確保通風機正常工作。首先，我們可以做的就是在機器故障之前及時發現問題，及時止損，避免機器癱瘓。這就要求相關人員做好日常維護工作，確保機器24小時有人專人現場值班管理，時刻觀察主通風機的運行參數，一旦發現異常，就要趕緊弄清楚原因并及時處理，如果找不到原因就要考慮切換到另一臺通風機，并對故障風機進行檢修。除此之外，在平時也要對通風機進行定期檢修，檢修的時候要確保一臺機器正常運作，另一臺機器完好無損。

4.3 全面提高機械設備操作人員的專業素質

煤炭公司要定期對機械設備的操作人員進行專業技術培訓，提高煤礦機械設備操作人員和檢修人員的理論知識水平，掌握先進的設備機械設備操作規范和維護保養標準，在實際的工作中要從日常的使用和檢修兩方面降低設備的故障率，保障機械設備正常運轉的開機率，除此之外煤炭企業還應該實行崗位責任制，每個機械操作人員和機械維護人員都有設備故障診斷、故障排除和故障預防能力和職責[6]。

4.4 采取隔離防護措施

要保證礦井內正常通風，就要確保通風機正常工作。所以就要求對通風機風道進行全面監測，盡早發現問題，及時解決故障問題，對鋼絲進行全面的監測，避免出現腐蝕等問題，確保鋼絲的強度。觀測限位開關，確保其良好狀態，通風機螺栓檢測要及時有通過安裝節能型通風機消音組件，有效降低風機轉動噪音。

4.5 加強對煤礦機械設備的日常維護力度

首先，機械設備操作人員一定要在設備使用之前對設備給予全面的檢查后，確定符合使用標準才能夠將設備移交操作人員；第二，需要定期完成機械與設備日常檢查。檢修人員需要從技能與專業的知識層面強化自身的責任感，同時切實的完成好對故障的日常診斷以及對機械設備日常的維護工作；第三，煤礦企業每天都要求針對煤炭機械設備的實際的運行情況進行檢查和結果記錄。工作人員還需要針對存在的問題進行討論，采取這樣的方式去完成計劃的制定[7]。

4.6 做好機械設備的運行檢查

在對機械設備進行維護時，首先要做的就是對設備外觀進行檢查。重點要檢查機械設備的外觀完整性和關鍵部件的磨損情況。在機械設備運行過程中，一些外部原因很可能造成機械設備外觀的損壞，例如較大的巖塊砸到設備上，造成設備的外觀損壞。當設備出現外觀損壞時，要根據損壞情況對設備的運行狀態進行判斷。若外觀損壞影響到設備的運行，則應立即處理，以免引發嚴重的機械設備故障。磨損是機械設備運行過程中最為常見的情況。磨損一般可以分為正常磨損和異常磨損。正常磨損是由設備正常使用引起的，而異常磨損則是由設備運行狀態異常引起的。在檢查磨損時，要對磨損程度進行準確判斷。對于異常磨損，要及時找出原因并進行處理，最大程度降低發生故障的可能性。及時發現設備中卡入的異物情況。采煤機、液壓支架及刮板機是煤礦生產中重要的機械設備，在運行過程中有很大概率會卡入巖塊或煤塊。若不及時處理，則設備很可能受力不均勻，發生損壞。通過檢查可有效避免機械設備卡入異物引起的斷裂等故障。

4.7 提高設備采購入

我國出臺的《煤礦安全規程》當中明確指出，為了提高煤礦生產的安全性，保障監控設備的運行，對于已經落后的設備應當及時給予淘汰處理，進行更新換代。如果設備的保護措施不完善，則要按照相關規定進行嚴格保護，不符合要求者必須進行更換。在機電設備的選擇上，需要選擇技術先進、且有節能優勢的產品，以替代原有的設備。并組織技術人員，按照礦井生產的實際需要來改造技術設備，提高設備的使用性能。同時基于先進的工藝，對作業面的個數進行嚴格控制，從而遏制事故發生，減少事故發生源，提高礦井生產的安全性[8]。在采煤機、變電所監控系統以及絞車變頻調速設備等關鍵部位，需要及時更新，給安全生產帶來保障。

4.8 定期更換機械設備的零部件

在機械設備使用過程中，一些零部件會因老化或磨損而失去作用，運行狀態會受到影響。為了使設備保持一個較好的運行狀態，應在零部件失去作用之前對其進行更換。液壓支架的密封圈是液壓支架的重要零件，長期使用很容易老化，需要定期更換以免密封失效導致漏油。采煤機的截齒在割煤過程中會不斷磨損，磨損到一定程度后不能再進行高效截割。為此，必須對截齒進行更換，以免損壞采煤機。在進行零件設備更換時，一定要選擇合適的周期。更換周期過短，會導致零件更換費用過高；更換周期過長，則會導致機械設備發生故障。零件的更換周期需要根據設備的使用情況來確定，這使得設備的維護變得復雜。

4.9 預防故障的產生

如果通風機發生故障，將會造成不堪設想的后果。所以為了保證煤礦開采工作的順利進行，我們必須確保通風機正常工作。首先，我們可以做的就是在機器故障之前及時發現問題，及時止損，避免機器癱瘓。這就要求相關人員做好日常維護工作，確保機器24小時有人專人現場值班管理，時刻觀察主通風機的運行參數，一旦發現異常，就要趕緊弄清楚原因并及時處理，如果找不到原因就要考慮切換到另一臺通風機，并對故障風機進行檢修。除此之外，在平時也要對通風機進行定期檢修，檢修的時候要確保一臺機器正常運作，另一臺機器完好無損。

5 結語

伴隨著當前智能化與自動化技術的快速成熟發展，煤礦機械設備將向著自動化、智能化和智慧化的方向發展，但是在自動化、智能化建設中不能忽視煤礦機械設備的維護和保養。只有處理好生產和檢修的關系，加上維護保養及技術手段降低設備故障率，才能提高煤炭生產效率。