關于煤礦機電設備主要維修方式、類型的探討

甘肅靖遠煤電股份有限公司機電運輸部 雷紅兵

在我國現代化進程中，為推動宏觀經濟向好發展，帶動煤炭需求穩定繼續增長，中央經濟會議部署了一系列重點任務，以釋放煤炭主產區新增優質產能，實現十四五期間全國煤炭產量控制在41億噸左右，建成智能化煤礦數量超過一千座。

對此，我國加大對煤礦開采投資力度，逐步投入各種機械化、自動化設備，以增加煤礦產能。然而，機械設備屬于消耗產品，受環境、使用年限、操作方式等因素影響，發生磨損、斷裂、變形等，極大地增加了煤礦生產安全風險。

煤礦機電設備是煤礦開采必不可少的工具，運行環境相對惡劣，在正常生產作業期間，會遭遇各種不穩定因素，如溫濕度變化、操作失誤、零件磨損等，繼而引發故障。為確保煤礦機電設備正常穩定運行，必須做好“三級五定”，加強日常維護檢修、失爆檢查，一旦出現故障，嚴格按照故障分析流程，明確設備故障位置和具體類型，采取相應措施進行維修，快速恢復設備正常生產。

作為煤礦機電設備維修人員，必須總結梳理機電設備常見故障，根據不同故障類型制定最佳維修方案，結合實際情況選擇最優維修方式和類型，并不斷優化升級維修方法和技術，降低設備運行故障發生概率，為煤炭資源開發提供穩定可靠的設備資源服務。本文對日常管理中，如何對煤礦機電設備主要維修方式展開論述，明確節電設備主要維修類型，對實現煤礦產生增長有較大現實意義。

1 煤礦機電設備維修工作重要意義

1.1 滿足煤礦企業正常生產需求

煤礦開采過程中經常會應用各種機電設備，受各種因素影響，經常會出現不同類型故障、必須停工檢修，導致生產程序中斷。加強機電設備維修管理、加強設備檢修力度，將一切故障扼殺在萌芽階段，能有效預防故障發生，確保機電設備處于正常運行狀態，保障企業正常生產需求。現代煤礦企業為保障企業發展，強化機電設備維修，分別采用了“三級五定”和“包機制”用于大型煤礦機電設備及小型、移動設備維修管理，促使煤礦機電設備操作人員、設備運行技術人員、維修人員、車間負責人等均參與至維修工作中，分工明確、崗位固定，充分保障維修工作質量，設備運行狀態良好。

1.2 提高煤礦企業生產經濟效益

煤礦機電設備維修工作的開展，還有助于提升干工作人員工作積極性和責任感，例如“包機制”就附加有經濟鼓勵政策，積極獎勵煤礦機電設備運行時間長、電力和耗材少、環境衛生良好的包機組，進而降低設備運行維護和檢修費用，減少設備運行隱患，增加設備使用效率，間接提升企業生產效益。同時，加強設備檢修工作管理還能減少安全事故發生概率，降低工作人員作業安全風險。

2 煤礦機電設備常見故障

根據目前我國煤礦機電設備實際運行情況，在不同工作狀態和運行狀況下，機電設備類型不同，具體表現各有差異，故障表現形式也各不相同，主要包括以下幾種：機電設備性能參數異常；設備長期使用磨損、損壞等；設備振動時出現異常聲響；設備內部溫度過高，達到一定條件時，設備表面出現裂紋；設備正常運行期間出現電流、電壓突變情況。通過分析煤礦機電設備故障表現及規律，可確定這些故障類型主要有三種。

2.1 早期故障

顧名思義發生在設備投入運營初期。這些因為當一些新設備投入生產時，相關操作人員及維修人員對設備結構、正確操作流程及方式等缺乏全面認知，缺乏專業知識支撐和豐富實踐經驗，客觀性地增加了設備使用中誤操作概率[1]。新投入使用煤礦機電設備在生產制造、設備調試及運輸等方面也存在一定安全隱患，相關調查表明，在設備運行初期，故障發生概率相對較高，隨著投入運營時間加長，故障概率逐漸降低。設備運行還會受設計方案、運行環境、生產流程等因素影響，增加工作潛在威脅，面臨諸多不確定性因素，需要維修人員加強自身責任意識，努力提升個人專業維修知識及技能水平，降低設備早期故障概率。

2.2 偶發性故障

這一階段故障概率較為穩定，故障發生隨機性強，但設備整體保持較為良好的運行狀態，工作效率高，各項性能優良，服務功能不斷完善。這一階段故障發生主要因素包括維修管理不當、設計不科學、操作不當等，企業必須制定健全設備檢修制度，規范設備檢修流程，及時處理各種故障，保障設備各項設計指標合格，整體質量優良，降低故障發生率。

2.3 損耗故障

一般發生在設備使用后期，煤礦機電設備經長期使用后，各個零件出現不同程度的磨損、老化、疲憊等情況，故障發生概率也隨之增加，繼而增加維修成本[2]。企業應當科學制定維修方案，根據故障盆浴曲線原理，結合實際應用情況，合理預測故障發生次數，故障后所需維修費用及耗費工時等，針對性制定設備維修方案及主要方式，降低設備故障概率，合理控制維修成本，延長設備高峰故障期，從而減少設備檢修所耗工時及成本。另外，工作環境不佳也會導致設備故障發生，如通風不暢、過于潮濕、灰塵較大等，倘若沒有做好通風管理，設備運行期間壓力值不正常，沒有做好除銹、防腐處理等因素，都會導致故障出現較大自然磨損，繼而引發故障問題。

3 煤礦機電設備主要維修方式

現階段我國煤礦開采使用的設備種類復雜，包括電氣設備、采掘機械、通風設備、運輸設備等，具體為采煤機、掘進機、水泵、風機、電動機、開關等，在運行過程中，還會受各種干擾因素影響，影響設備工作性能。必須采取科學有效維修方式及維修策略，及時消除設備長期使用中各種干擾因素負面影響，確保設備性能優良，處于穩定工作狀態，在具體實施過程中，可以從主要維修方式入手，合理運用維修策略，以達到預期效果。

3.1 定期維修

屬于計劃維修或者預見性故障維修，一般發生在故障出現之前的定期檢查和性能分析。現如今，煤礦生產產量的提升，表明煤礦機電設備負荷處于持續上漲趨勢，采用定期維修，在設備長期運行期間，只要達到既定維修時間，不管設備是否出現故障均進行一系列檢查，確定設備超負荷情況[3]。例如，定期維修掘進機能夠確定設備零件磨損情況，及時更換磨損嚴重零件，重新調試設備，確保處于最佳運行狀態；同時，根據設備使用情況，引導操作人員合理調整作業方式，避免故障出現。

3.2 事后維修

也稱故障維修、損壞維修，一般發生在機電設備損壞或者故障之后的維修。此種維修方式屬于非預防性維修，是一種無計劃的事后被動維修，往往為突擊維修，很容易出現零件、配件不及時或者勉強使用舊配件的情況，無法保障維修質量還會增加設備故障概率，維修時間長且費用高，對生產造成的損失也較大，是很不經濟合理的一種維修方式。因此，多應用在一些不重要或者備用零件較多的設備，倘若出現故障，修復時間短、難度小，且不會對生產造成較大損失的煤礦機電設備中。

3.3 視情維修、機會維修

視情維修也稱在線維修，主要參照設備在線監測及診斷裝置預報狀態，確定最佳維修時間。例如，在煤礦機電設備上安裝電子檢測儀，提前設定故障閾值，電子檢測儀對設備運行期間溫度進行報警控制，一旦溫度參數接近閾值，立即將相關信息傳遞給維修人員，做好相應準備工作。

機會維修與視情維修同步進行，主要針對定期維修、視情維修、故障排除等維修環節契機，進行同步檢修，不僅不會對設備正常生產造成影響，還會提升維修有效性，取得良好維修效果。例如，在對煤礦智能掘進機器人遠程網絡控制系統實時性功能進行應用時，存在一定網絡時延情況，必須考慮不同鏈路監測數據與控制數據差異，優化調整采樣周期，以期獲得更加精準的數據，提升系統控制能力（圖1）。

圖1 網絡控制系統采樣周期與性能關系

3.4 技術改善維修

主要針對故障概率發生頻率高的煤礦機電設備，對設備進行常規維修時會耗費大量人力物力，停工維修損失較大，還無法避免經常性故障發生。探究問題原因發現，煤礦機電設備自身存在一定技術缺陷，必須從根本上改善設備性能，對故障部位進行技術改進，結合設備不同特征進行優化設備，改正設備缺陷及先天不足，以提升設備整體性能、可靠性及先進性，確保設備長期高效、穩定運行[4]。在進行設備優化和改進時，要綜合考量設備運行安全性和經濟性，結合相關因素不斷提升設備技術改進科學性和嚴謹性，企業還要在技術改進的同時，不斷引進各種新型機電設備，促進設備整體生產效益的提升。

4 煤礦機電設備主要維修類型

根據煤礦機電設備維修工程學理論研究及設備故障實際類型進行維修管理判定，確定偶發性維修和壽命型維修兩種維修類型。

4.1 偶發性維修

偶發性維修一般借助事后維修技術進行處理，要先確定煤礦機電設備具體維修類型，根據相關參考信息，選擇適宜維修方式，以最大程度降低設備故障概率，達到預期維修效果。偶發性維修具有很大不確定性，難以事先預測，針對連續性工作要求高的設備，需要結合在線工作狀態監測方式，設置相應保護系統或機制，構建實時性監測技術[5]。同時，加強零部件故障維護和管控，尤其高精密零件進行統籌管控，保障設備應用率符合標準，設備正常工作不受影響。

4.2 壽命型維修

壽命型維修方式是可預測性、基于設備安全生產要求、故障停機損失標準使用的一種維修方式。維修人員要提前將設備零部件劃分為耐用性、長期性、易損性不同類別；按照零部件精度劃分為高精密性部件、一般性部件等，基于零部件標準化壽命采納數建立相應維修方案。例如，一般耐用性部件采用定期維修方式；高精密復雜零部件采用預測維修方式；操作簡單構件故障采用及時更換方式；永久性部件采用針對性維修；針對不影響正常生產計劃的故障采用事后維修方式。

根據統籌性監督管理，有效全面檢查制定對應維修方案，能夠避免盲目性維修，而且要在不影響正常生產的情況下，全新處理故障零部件，及時有效解決故障問題，提升煤礦機電設備維修實際水平。例如，在對大型煤礦機電設備進行維修之前，提前設定在線監測和故障系統集中控制機制，積極應用“組態王”監控組態圖形軟件和IFIX集控中心平臺，完善相應設備的預警和維修指導，確保在精準定位設備故障的銅焊絲，提高信息共享水平，繼而提升企業的維修水平。基于IFIX的智能預警系統架構見下圖2。

圖2 基于IFIX的智能預警系統架構

4.3 綠色維修

綠色維修是現階段煤礦企業發展重要方向。隨著我國對節能降耗、綠色環保重要程度不斷加強，煤礦機電設備維修也要重視應用各種綠色維修方式和技術。一方面，結合設備性能和運行條件，積極應用各種易回收、無污染的維修材料，選擇各種新式連接方式進行結構設計。

維修前期，應用新型計算機監測技術，進行全方位、動態化的故障監測，安裝自動報警裝置，結合動態監測設備運行情況，一旦發生故障第一時間聯系工作人員進行緊急維修，確定設備故障位置和類型，編制維修方案進行維修，有效提升設備修復率；設備維修期間，積極選用各種綠色維修技術和方法，盡可能減少維修過程中污染物排放，避免對環境造成二次污染；維修后期，做好維修現場環境維護與恢復，合理規整好零配件，并及時更新和完善故障資料庫，系統化整理維修資料，以提升同類故障檢查和修復效率。

綜上，煤礦機電設備作為煤礦企業生產的關鍵設備，為科學合理提升煤礦生產量、達成預期生產目標，就必須加強對煤礦機電設備的維修管理，明確煤礦機電設備常見故障，了解煤礦機電設備主要維修方式，包括定期維修、事后維修、視情維修、機會維修、技術改善維修，結合煤礦生產實際條件和故障類型選擇相應維修方式，及時消除設備使用過程中出現的各種故障問題和安全隱患，提升設備生產效率。

同時，在維修過程中必須嚴格遵循一定基本原則，完善實時監控和診斷機制，具體問題具體分析，科學區別及合理使用不同類型維修方式，最大化減少經濟損失，確保煤礦生產技術順利完成，為煤礦企業可持續發展打好堅實基礎。