李天宇

【摘 要】隨著我國科學技術(shù)的進步，煤礦的機械化程度日益提高。煤礦設(shè)備的質(zhì)量將直接影響到煤礦生產(chǎn)的安全性和經(jīng)濟效益。對煤礦機械設(shè)備的維護和故障診斷分析可以更好的為企業(yè)的發(fā)展服務(wù)，它能夠降低企業(yè)事故的發(fā)生率，提高企業(yè)安全生產(chǎn)的效率。本文探討了煤礦機械設(shè)備的主要故障及其危害，探討我國煤礦機械設(shè)備維修的方式和煤炭企業(yè)采用的故障診斷技術(shù)。對控制煤礦機電設(shè)備故障的預防措施分析研究。

【關(guān)鍵詞】煤礦機械；故障診斷；設(shè)備維修；生產(chǎn)

隨著現(xiàn)代化煤炭產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展和深入，煤炭產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)代化開采技術(shù)也在普遍推廣之中，越來越多的機電設(shè)備成為了煤炭企業(yè)現(xiàn)代化開采工藝實現(xiàn)的核心關(guān)鍵。機電設(shè)備是煤礦企業(yè)主要的生產(chǎn)工具，尤其是在現(xiàn)代化生產(chǎn)的今天，也是權(quán)衡煤礦企業(yè)生產(chǎn)自動化程度的主要指標。而機電設(shè)備的故障分析及維護管理則是企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營管理的基本工作，是企業(yè)經(jīng)濟效益提高的重要保障。隨著煤礦產(chǎn)業(yè)規(guī)模的擴大和機械化程度的逐年提高，煤礦機電設(shè)備在礦山生產(chǎn)中的作用越來越得到人們的重視。由于環(huán)境、工藝、維護等諸多因素對機電設(shè)備的影響復雜，設(shè)備在運行中不可避免地會發(fā)生零部件斷裂、變形、磨損等各種問題，使設(shè)備性能逐漸降低，并嚴重威脅著礦井生產(chǎn)的安全性。因此對煤礦機電設(shè)備中的故障以及維修策略進行分析研究，對煤礦生產(chǎn)安全順利進行意義重大。

1.煤礦機械設(shè)備的主要故障分析及其危害

1.1煤礦機械設(shè)備的主要故障分析

隨著煤炭企業(yè)機電設(shè)備的不斷使用損耗，煤礦機械設(shè)備的問題也隨之而出，雖然煤礦生產(chǎn)中使用的設(shè)備種類很多，且根據(jù)不同的工作環(huán)境，其故障形式的表現(xiàn)也是多種多樣的，但依照故障產(chǎn)生的原因和程度，仍可大致將其分為斷裂、變形、燒蝕、壓痕等損壞性故障；異常磨損、老化、剝落等退化型故障；壓力過低或過高、間隙過大或過小等失調(diào)型故障；松動、脫落等松脫型故障；以及堵塞故障、滲漏故障、功能失效故障等類型。

煤礦企業(yè)機械設(shè)備的故障依據(jù)其設(shè)備結(jié)構(gòu)、活動的狀況和工作狀態(tài)不同表示情勢也不一樣，其主要的故障有以下幾個方面：①設(shè)備性能參數(shù)的忽然降落；②振動的異常；③聲響異常；④磨損殘留物的激烈增添；⑤排氣成分的變化；⑥過熱現(xiàn)象；⑦裂紋的形成與擴大；⑧電壓和電流的激烈變更等現(xiàn)象。設(shè)備故障的多樣變化闡明煤礦機械設(shè)備的故障原因較為龐雜，而大部分的煤礦機械設(shè)備故障率都隨時間的變化產(chǎn)生。

1.2煤礦機械設(shè)備產(chǎn)生故障的三個階段

①早期故障期。設(shè)備處于早期故障期，開端故障率很高，但隨時光的推移故障率敏捷降落，早期故障期對于機械產(chǎn)品又稱為磨合期。此段時光的是非，隨產(chǎn)品、體系的設(shè)計與制作質(zhì)量而異。此期間產(chǎn)生的故障，主要是由設(shè)計、制作上的缺點所致，或是應(yīng)用環(huán)境不當所造成。

②偶發(fā)故障期。設(shè)備進入偶發(fā)故障期，故障率大致處于穩(wěn)固狀況，趨于定值。在此期間，故障發(fā)生是隨機的。在偶發(fā)故障期內(nèi)，設(shè)備的故障率最低，而且穩(wěn)固。因而可以說，這是設(shè)備的最佳狀況期或稱正常工作期。這個區(qū)段稱為有效壽命。偶發(fā)故障期的故障，多起因于設(shè)計、使用不當及維修不力。故通過進步設(shè)計質(zhì)量、改良使用治理、增強監(jiān)督診斷與保護頤養(yǎng)等工作，可使故障率下降到最低程度。

③耗費故障期。在設(shè)備應(yīng)用的后期，故障率開端上升。這是由于設(shè)備零部件的磨損、疲勞、老化、腐化等造成的。假如在此其初期進行大修，可有效地下降故障率。

設(shè)備隨著使用時間的延伸，故障的發(fā)生次數(shù)、發(fā)生故障后的修復用度、修理耗費的工時也隨之增添，降低裝備維修費用的重要辦法包含延長設(shè)備偶發(fā)故障區(qū)間即延長應(yīng)用壽命，降低維修用度和維修工時。而延伸設(shè)備使用壽命的主要辦法是準確操作和增強維護頤養(yǎng)，下降維修用度和維修工時的主要辦法是減少故障的發(fā)生。另外，通過對設(shè)備故障規(guī)律的剖析，公道制訂設(shè)備維修治理模式，可以減少故障的發(fā)生次數(shù)，延伸設(shè)備正常使用到故障高發(fā)期的時間，減少故障喪失，縮短故障處置消耗的工時。

1.3煤礦機電設(shè)備故障的危害

當前，機電設(shè)備已經(jīng)成為企業(yè)自動化生產(chǎn)的主導工具，既方便了生產(chǎn)人員的日常操作，也為企業(yè)的煤礦產(chǎn)量提升創(chuàng)造了巨大的空間。但是，煤礦機電設(shè)備故障的發(fā)生率在逐漸上升，給企業(yè)生產(chǎn)及人員安全造成了巨大的危險。首先破壞生產(chǎn)秩序。由于社會科學技術(shù)的改革發(fā)展，煤礦行業(yè)逐漸依賴于一體化的生產(chǎn)模式，機電設(shè)備在這種自動化生產(chǎn)體系中的作用變得更加重要。而一旦機電設(shè)備發(fā)生故障后，其原先的生產(chǎn)流程則會被破壞。如：采煤機故障發(fā)生后，則會導致整個生產(chǎn)流水線中斷運行，對煤礦生產(chǎn)造成不便。其次引發(fā)安全事故。煤礦行業(yè)一直以來都是我國的危險行業(yè)，每年國內(nèi)煤礦開采發(fā)生的意外事故案例不計其數(shù)。機電設(shè)備故障發(fā)生具有突發(fā)性、偶然性，往往讓現(xiàn)場操作人員無法及時應(yīng)對。如：瓦斯保護裝置失靈則會引起瓦斯爆炸，這對于生產(chǎn)作業(yè)人員的安全破壞力是相當大的。另外造成經(jīng)濟損失。機電設(shè)備故障引起的經(jīng)濟損失來源于多方面，主要的經(jīng)濟費用則是設(shè)備的更新、維修。因煤礦機電設(shè)備多數(shù)是高科技組裝設(shè)備，其不僅采購成本大且維修費用昂貴，煤礦企業(yè)需為設(shè)備維修支出較多的費用。這直接造成生產(chǎn)成本增多，擴大了煤礦開采的生產(chǎn)成本。

2.煤礦機械設(shè)備故障維修的策略分析

為避免設(shè)備故障導致的嚴重經(jīng)濟損失和重大傷亡事故，確保煤礦企業(yè)的良性發(fā)展，必須加強對其的養(yǎng)護和維修，以提高設(shè)備的精度和穩(wěn)定性。然而傳統(tǒng)的礦山設(shè)備維修養(yǎng)護制度主要包括事后維修檢護和計劃性定期檢修兩種，前者比較被動、效率過低、效果很不理想，后者則常常需要定期停工，不斷提高了維護成本，也影響了生產(chǎn)作業(yè)的連續(xù)性，且難以對偶發(fā)故障作出及時、有效的反應(yīng)。而隨著國內(nèi)機械設(shè)備檢測技術(shù)的日趨完善，在線故障診斷系統(tǒng)開始逐漸應(yīng)用于礦山機電設(shè)備的檢修環(huán)節(jié)，并取得了非常理想的效果。

2.1煤礦機電設(shè)備的常規(guī)維修

故障分析的目的不僅在于判別故障的性質(zhì)、查找故障原因，更重要的在于將故障機理識別清楚，提出有效的改進措施，以預防故障重復發(fā)生。通過故障分析，找到造成故障的真正原因，從設(shè)計、材料選擇、加工制造、裝配調(diào)整、使用與保養(yǎng)等方面采取措施，提高機械產(chǎn)品的可靠性。

（1）正確處理預防為主計劃檢修關(guān)系。預防為主就是通過機電設(shè)備使用中的觀察檢測，掌握設(shè)備運轉(zhuǎn)磨損情況，注意日常維護保養(yǎng)和維修.及時消除機電設(shè)備的故障隱患[3]。當磨損達到一定程度就要定期或及時檢修，不能拖延，因此要把預防與計劃檢修結(jié)合起來。

（2）正確處理生產(chǎn)與檢修的關(guān)系。設(shè)備檢修需要一定的人力、物力和時間，一些煤礦在生產(chǎn)任務(wù)重的情況下，常常忽視檢修工作，出現(xiàn)機電設(shè)備帶病作業(yè)，致使事故發(fā)生。嚴重影響生產(chǎn)、安全和進度。

（3）正確處理日常保養(yǎng)和定期專業(yè)維修的關(guān)系。日常保養(yǎng)工作一般由機電設(shè)備使用中一位的職工進行，要通過崗位責任制落實到人頭，專業(yè)維修由專業(yè)修理礬構(gòu)負責，有計劃地檢查和維修，要把一者有效地結(jié)合起來，避免“斷層”硯象發(fā)生。

（4）關(guān)注機電設(shè)備維修的具體工作要根據(jù)設(shè)備的結(jié)構(gòu)、性能和特點從制定出日檢內(nèi)容、要求和注意事項，對機電設(shè)備的檢查可分為日檢和定期檢查。檢查方法可分為感覺、經(jīng)驗性檢查和用儀器等科學手段進行檢測，機電設(shè)備大修、中修、小修要根據(jù)機電設(shè)備的具體情況分步驟進行。

2.2機械設(shè)備維修的方式

（1）預防維修為了防止設(shè)備性能、精度劣化或降低故障率，按事先規(guī)定的計劃和相應(yīng)的技術(shù)要求所進行的維修活動，稱為預防維修。通常有兩種方式，即定期維修和狀態(tài)維修。它是針對事后維修的明顯缺點而產(chǎn)生的一種以時間為基礎(chǔ)的維修制度。因為它是采取一定時間和不同程度的維修方式，因此能在一定程度上保證設(shè)備的正常工作，避免因零件壽命超期帶來的失效問題。

（2）事后維修設(shè)備發(fā)生故障或性能、精度降低到合格水平以下時所進行的非計劃性修理，稱為事后維修，也稱為故障修理。煤礦機械設(shè)備發(fā)生故障后，往往會給生產(chǎn)造成較大損失，也會給維修工作造成被動和困難。但對故障停機后再修理并不會給生產(chǎn)造成損失的設(shè)備，則采用事后維修方式往往更經(jīng)濟。

（3）改善維修為了消除設(shè)備的先天性缺陷或頻發(fā)故障，對設(shè)備的局部結(jié)構(gòu)或零件的設(shè)計加以改進，結(jié)合修理進行改裝以提高其可靠性和維修性的措施，成為改善維修。它也是預防維修的一項重要內(nèi)容。長期以來，我國煤炭企業(yè)基本上是采用事后維修與預防維修的方式，顯然，它們以不能適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要。目前需要大力推廣的是改善維修這種設(shè)備維修方式。

2.3故障診斷系統(tǒng)在機電設(shè)備故障維修中的作用

機電設(shè)備故障診斷技術(shù)是指以預防設(shè)備在運行中發(fā)生的各種故障為目的，通過現(xiàn)代計算機技術(shù)、信息技術(shù)、遙感技術(shù)等多學科交互形成的在線設(shè)備監(jiān)測控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠通過實時、定量地掌握礦山機電設(shè)備在運行中的各種工況參數(shù)，將其與數(shù)據(jù)庫中相應(yīng)參數(shù)值進行比對，從而對設(shè)備的工作性能以及可靠性做出預測，能對異常參數(shù)進行定位，并對其進行原因、危害程度以及處理措施等方面的智能分析，為維修人員確定處理策略提供科學依據(jù)。系統(tǒng)可依據(jù)不同參數(shù)的變化規(guī)律，進一步對設(shè)備運行情況作出科學的預判，成功避免了傳統(tǒng)檢測中的漏檢、誤檢以及重復檢修等問題，極大地提高了設(shè)備運行的連續(xù)性與安全性。我國也于80年代開始了故障診斷技術(shù)的研究，并在近年來開始將該技術(shù)向煤礦設(shè)備管理推廣。目前我國礦山設(shè)備的故障診斷系統(tǒng)仍有較大的改進空間，需要技術(shù)人員嚴格控制系統(tǒng)運行的幾個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，提高系統(tǒng)的準確度和前瞻性。

2.4維修策略的分析

（1）維修方式的分析。設(shè)備的維修方式是指對維修時機的控制，具體方式主要有以下幾種：①事后維修。是當設(shè)備發(fā)生故障或損壞、造成停機之后進行維修。②定期維修。只要使用到預定的維修時間。不管其技術(shù)狀態(tài)如何，都要進行規(guī)定的維修工作。③視情維修。它不是根據(jù)故障特征而是由設(shè)備在線監(jiān)測和診斷裝置預報的實際情況來確定維修時機和內(nèi)容。④機會維修。它是與視情維修或定期維修同時進行的一種有效的維修活動。它不會引起生產(chǎn)損失。機會是在其他必須進行定期維修或排除故障之時出現(xiàn)，實施這種維修可獲得較好的有效度。⑤改進設(shè)計。在故障發(fā)生過分頻繁，即平均故障期很短，以及維修或更換的費用又很大，即人力、備件費用或停工損失很大時，改進設(shè)計是最好的辦法。另外，從設(shè)備維修工程學的理論來看，通常確定維修方式的基本原則是：對安全生產(chǎn)、經(jīng)濟效益影響較大的設(shè)備，若可用狀態(tài)監(jiān)測手段探測故障征兆，應(yīng)采用狀態(tài)維修，否則采用計劃預防性維修，對處于連續(xù)生產(chǎn)線上且沒有備用機的設(shè)備應(yīng)采用計劃性預防維修；對安全性和經(jīng)濟性影響不大或有備用機的設(shè)備，應(yīng)采用事后維修；對以隨機故障為主要故障形式，故障征兆無法有效監(jiān)測的設(shè)備，應(yīng)采用事后維修。

（2）維修類型的分析?；谝陨蠈C電設(shè)備故障類型的分析，煤礦機電設(shè)備的維修類型可根據(jù)故障浴盆曲線具體的分為偶發(fā)型維修和壽命型維修（耗損故障）兩種。維修方式選擇過程。其中偶發(fā)型故障維修一般是不能預測的，通常采用事后修理方式。對待別重要的、連續(xù)地不問斷運轉(zhuǎn)的、不允許突發(fā)故障停機的設(shè)備，可采用在線連續(xù)狀態(tài)監(jiān)測.配以備用系統(tǒng)和保護系統(tǒng)，以預防操作失誤、檢查疏忽和意外事件造成的故障停機。而壽命型故障維修一般是可預測的，主要根據(jù)維修和故障停機的損失，及安全性的要求選擇維修以下方式：①復雜更換件和不宣拆卸檢查的精密件，可采用預測維修。對維修費很高的復雜更換件，有時也可采用故障維修，使零件得到充分利。②簡單可更換的一般耐用件，可采用定期維修。③簡單可換的易損件，可在檢查基礎(chǔ)上進行更換。④故障率高的復雜更換件，可采用改善維修，或采用組件更換。⑤永久性部件如機殼等，可在檢查基礎(chǔ)上，進行針對性維修。⑥不影響生產(chǎn)和安全的簡單可換件，可采用事后修理。

3.控制煤礦機械設(shè)備故障的預防措施

為保證機電設(shè)備使用性能的有效發(fā)揮，企業(yè)在日常生產(chǎn)管理期間要督促操作人員采取有效的維護策略，做好機電設(shè)備的維護管理，這樣可以有效防止設(shè)備故障的發(fā)生。

3.1加強職工安全技術(shù)培訓，提高職工安全技術(shù)素質(zhì)

對各類機電操作人員上崗前要經(jīng)過技術(shù)培訓，考試（包括現(xiàn)場操作）合格，頒發(fā)合格證，人人持證上崗，按章操作，嚴禁無證上崗。要做到“三懂”“四會”，即：懂設(shè)備原理，設(shè)備構(gòu)造，設(shè)備性能；會使用，會維修保養(yǎng)，會檢查，會排除故障。使用設(shè)備切忌超負荷運轉(zhuǎn)[4]。工作環(huán)境要清潔衛(wèi)生，溫度、濕度合適，有適當場地和空間。特別對采、掘工作面流動設(shè)備認真落實包機責任制。

3.2加強設(shè)備的日常維修保養(yǎng)，確保設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)

安裝設(shè)備必須按照技術(shù)說明書規(guī)定的程序、方法和要求進行，安裝的全過程所有數(shù)據(jù)都要有詳細的記錄，安裝完畢要嚴格驗收，驗收合格后方能移交使用。同時，必須對設(shè)備進行經(jīng)常性的維護保養(yǎng)。實行日常與定期維護保養(yǎng)相結(jié)合，對設(shè)備進行徹底的清洗、注油、干燥、防銹等技術(shù)處理。對大型固定設(shè)備，執(zhí)行班、日、周、月檢查制度。

3.3對各類機電事故認真分析，使職工受到教育

對于發(fā)生的機電事故，無論時間長短、性質(zhì)輕重、責任大小，都要認真組織技術(shù)人員和當事人按照“事故責任倒查法”詳細分析事故原因和找出責任者，嚴格考核，獎罰兌現(xiàn)。對于事故當事人要進行思想教育，使其心服口服，吸取教訓受到教育，制定并落實切實可行的防范措施，杜絕類似的事故發(fā)生。

3.4保證必要的設(shè)備資金投入，以較為先進和節(jié)電節(jié)能新型現(xiàn)代化機械設(shè)備來代替原來的陳舊設(shè)備

組織技術(shù)人員對設(shè)備進行改造，降低環(huán)境噪聲污染和耗電較多的設(shè)備，來提高設(shè)備的性能和效率。利用集體學習和自主學習等方式提高全員綜合素質(zhì)，利用經(jīng)濟獎勵和績效考核機制帶動職工的學習積極性，利用技術(shù)比武、星級評定等措施檢驗學習成效，為機電設(shè)備事故率的降低和企業(yè)“以人為本、安全發(fā)展”的目標實現(xiàn)奠定堅實的基礎(chǔ)。

4.結(jié)語

煤礦機械設(shè)備在煤礦總固定資產(chǎn)中占有很大的比例，煤礦機電設(shè)備是融入了液壓、 電子 、計算機等不同學科的現(xiàn)代技術(shù)組成的復雜的機械設(shè)備體系，因此在礦井生產(chǎn)中，認真做好各類故障的分析、診斷和維修工作是保證其安全穩(wěn)定運行的重要措施，合理的維護和維修工作，能夠使煤礦機電設(shè)備長期處于良好的運行狀態(tài)和技術(shù)狀態(tài)，從而為煤礦生產(chǎn)的安全、有序進行和煤礦企業(yè)生產(chǎn)成本的降低，對于保證煤炭企業(yè)獲得更大的經(jīng)濟效益具有重要意義。

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