关于煤矿机电设备主要维修方式、类型的探讨

甘肃靖远煤电股份有限公司机电运输部 雷红兵

在我国现代化进程中，为推动宏观经济向好发展，带动煤炭需求稳定继续增长，中央经济会议部署了一系列重点任务，以释放煤炭主产区新增优质产能，实现十四五期间全国煤炭产量控制在41亿吨左右，建成智能化煤矿数量超过一千座。

对此，我国加大对煤矿开采投资力度，逐步投入各种机械化、自动化设备，以增加煤矿产能。然而，机械设备属于消耗产品，受环境、使用年限、操作方式等因素影响，发生磨损、断裂、变形等，极大地增加了煤矿生产安全风险。

煤矿机电设备是煤矿开采必不可少的工具，运行环境相对恶劣，在正常生产作业期间，会遭遇各种不稳定因素，如温湿度变化、操作失误、零件磨损等，继而引发故障。为确保煤矿机电设备正常稳定运行，必须做好“三级五定”，加强日常维护检修、失爆检查，一旦出现故障，严格按照故障分析流程，明确设备故障位置和具体类型，采取相应措施进行维修，快速恢复设备正常生产。

作为煤矿机电设备维修人员，必须总结梳理机电设备常见故障，根据不同故障类型制定最佳维修方案，结合实际情况选择最优维修方式和类型，并不断优化升级维修方法和技术，降低设备运行故障发生概率，为煤炭资源开发提供稳定可靠的设备资源服务。本文对日常管理中，如何对煤矿机电设备主要维修方式展开论述，明确节电设备主要维修类型，对实现煤矿产生增长有较大现实意义。

1 煤矿机电设备维修工作重要意义

1.1 满足煤矿企业正常生产需求

煤矿开采过程中经常会应用各种机电设备，受各种因素影响，经常会出现不同类型故障、必须停工检修，导致生产程序中断。加强机电设备维修管理、加强设备检修力度，将一切故障扼杀在萌芽阶段，能有效预防故障发生，确保机电设备处于正常运行状态，保障企业正常生产需求。现代煤矿企业为保障企业发展，强化机电设备维修，分别采用了“三级五定”和“包机制”用于大型煤矿机电设备及小型、移动设备维修管理，促使煤矿机电设备操作人员、设备运行技术人员、维修人员、车间负责人等均参与至维修工作中，分工明确、岗位固定，充分保障维修工作质量，设备运行状态良好。

1.2 提高煤矿企业生产经济效益

煤矿机电设备维修工作的开展，还有助于提升干工作人员工作积极性和责任感，例如“包机制”就附加有经济鼓励政策，积极奖励煤矿机电设备运行时间长、电力和耗材少、环境卫生良好的包机组，进而降低设备运行维护和检修费用，减少设备运行隐患，增加设备使用效率，间接提升企业生产效益。同时，加强设备检修工作管理还能减少安全事故发生概率，降低工作人员作业安全风险。

2 煤矿机电设备常见故障

根据目前我国煤矿机电设备实际运行情况，在不同工作状态和运行状况下，机电设备类型不同，具体表现各有差异，故障表现形式也各不相同，主要包括以下几种：机电设备性能参数异常；设备长期使用磨损、损坏等；设备振动时出现异常声响；设备内部温度过高，达到一定条件时，设备表面出现裂纹；设备正常运行期间出现电流、电压突变情况。通过分析煤矿机电设备故障表现及规律，可确定这些故障类型主要有三种。

2.1 早期故障

顾名思义发生在设备投入运营初期。这些因为当一些新设备投入生产时，相关操作人员及维修人员对设备结构、正确操作流程及方式等缺乏全面认知，缺乏专业知识支撑和丰富实践经验，客观性地增加了设备使用中误操作概率[1]。新投入使用煤矿机电设备在生产制造、设备调试及运输等方面也存在一定安全隐患，相关调查表明，在设备运行初期，故障发生概率相对较高，随着投入运营时间加长，故障概率逐渐降低。设备运行还会受设计方案、运行环境、生产流程等因素影响，增加工作潜在威胁，面临诸多不确定性因素，需要维修人员加强自身责任意识，努力提升个人专业维修知识及技能水平，降低设备早期故障概率。

2.2 偶发性故障

这一阶段故障概率较为稳定，故障发生随机性强，但设备整体保持较为良好的运行状态，工作效率高，各项性能优良，服务功能不断完善。这一阶段故障发生主要因素包括维修管理不当、设计不科学、操作不当等，企业必须制定健全设备检修制度，规范设备检修流程，及时处理各种故障，保障设备各项设计指标合格，整体质量优良，降低故障发生率。

2.3 损耗故障

一般发生在设备使用后期，煤矿机电设备经长期使用后，各个零件出现不同程度的磨损、老化、疲惫等情况，故障发生概率也随之增加，继而增加维修成本[2]。企业应当科学制定维修方案，根据故障盆浴曲线原理，结合实际应用情况，合理预测故障发生次数，故障后所需维修费用及耗费工时等，针对性制定设备维修方案及主要方式，降低设备故障概率，合理控制维修成本，延长设备高峰故障期，从而减少设备检修所耗工时及成本。另外，工作环境不佳也会导致设备故障发生，如通风不畅、过于潮湿、灰尘较大等，倘若没有做好通风管理，设备运行期间压力值不正常，没有做好除锈、防腐处理等因素，都会导致故障出现较大自然磨损，继而引发故障问题。

3 煤矿机电设备主要维修方式

现阶段我国煤矿开采使用的设备种类复杂，包括电气设备、采掘机械、通风设备、运输设备等，具体为采煤机、掘进机、水泵、风机、电动机、开关等，在运行过程中，还会受各种干扰因素影响，影响设备工作性能。必须采取科学有效维修方式及维修策略，及时消除设备长期使用中各种干扰因素负面影响，确保设备性能优良，处于稳定工作状态，在具体实施过程中，可以从主要维修方式入手，合理运用维修策略，以达到预期效果。

3.1 定期维修

属于计划维修或者预见性故障维修，一般发生在故障出现之前的定期检查和性能分析。现如今，煤矿生产产量的提升，表明煤矿机电设备负荷处于持续上涨趋势，采用定期维修，在设备长期运行期间，只要达到既定维修时间，不管设备是否出现故障均进行一系列检查，确定设备超负荷情况[3]。例如，定期维修掘进机能够确定设备零件磨损情况，及时更换磨损严重零件，重新调试设备，确保处于最佳运行状态；同时，根据设备使用情况，引导操作人员合理调整作业方式，避免故障出现。

3.2 事后维修

也称故障维修、损坏维修，一般发生在机电设备损坏或者故障之后的维修。此种维修方式属于非预防性维修，是一种无计划的事后被动维修，往往为突击维修，很容易出现零件、配件不及时或者勉强使用旧配件的情况，无法保障维修质量还会增加设备故障概率，维修时间长且费用高，对生产造成的损失也较大，是很不经济合理的一种维修方式。因此，多应用在一些不重要或者备用零件较多的设备，倘若出现故障，修复时间短、难度小，且不会对生产造成较大损失的煤矿机电设备中。

3.3 视情维修、机会维修

视情维修也称在线维修，主要参照设备在线监测及诊断装置预报状态，确定最佳维修时间。例如，在煤矿机电设备上安装电子检测仪，提前设定故障阈值，电子检测仪对设备运行期间温度进行报警控制，一旦温度参数接近阈值，立即将相关信息传递给维修人员，做好相应准备工作。

机会维修与视情维修同步进行，主要针对定期维修、视情维修、故障排除等维修环节契机，进行同步检修，不仅不会对设备正常生产造成影响，还会提升维修有效性，取得良好维修效果。例如，在对煤矿智能掘进机器人远程网络控制系统实时性功能进行应用时，存在一定网络时延情况，必须考虑不同链路监测数据与控制数据差异，优化调整采样周期，以期获得更加精准的数据，提升系统控制能力（图1）。

图1 网络控制系统采样周期与性能关系

3.4 技术改善维修

主要针对故障概率发生频率高的煤矿机电设备，对设备进行常规维修时会耗费大量人力物力，停工维修损失较大，还无法避免经常性故障发生。探究问题原因发现，煤矿机电设备自身存在一定技术缺陷，必须从根本上改善设备性能，对故障部位进行技术改进，结合设备不同特征进行优化设备，改正设备缺陷及先天不足，以提升设备整体性能、可靠性及先进性，确保设备长期高效、稳定运行[4]。在进行设备优化和改进时，要综合考量设备运行安全性和经济性，结合相关因素不断提升设备技术改进科学性和严谨性，企业还要在技术改进的同时，不断引进各种新型机电设备，促进设备整体生产效益的提升。

4 煤矿机电设备主要维修类型

根据煤矿机电设备维修工程学理论研究及设备故障实际类型进行维修管理判定，确定偶发性维修和寿命型维修两种维修类型。

4.1 偶发性维修

偶发性维修一般借助事后维修技术进行处理，要先确定煤矿机电设备具体维修类型，根据相关参考信息，选择适宜维修方式，以最大程度降低设备故障概率，达到预期维修效果。偶发性维修具有很大不确定性，难以事先预测，针对连续性工作要求高的设备，需要结合在线工作状态监测方式，设置相应保护系统或机制，构建实时性监测技术[5]。同时，加强零部件故障维护和管控，尤其高精密零件进行统筹管控，保障设备应用率符合标准，设备正常工作不受影响。

4.2 寿命型维修

寿命型维修方式是可预测性、基于设备安全生产要求、故障停机损失标准使用的一种维修方式。维修人员要提前将设备零部件划分为耐用性、长期性、易损性不同类别；按照零部件精度划分为高精密性部件、一般性部件等，基于零部件标准化寿命采纳数建立相应维修方案。例如，一般耐用性部件采用定期维修方式；高精密复杂零部件采用预测维修方式；操作简单构件故障采用及时更换方式；永久性部件采用针对性维修；针对不影响正常生产计划的故障采用事后维修方式。

根据统筹性监督管理，有效全面检查制定对应维修方案，能够避免盲目性维修，而且要在不影响正常生产的情况下，全新处理故障零部件，及时有效解决故障问题，提升煤矿机电设备维修实际水平。例如，在对大型煤矿机电设备进行维修之前，提前设定在线监测和故障系统集中控制机制，积极应用“组态王”监控组态图形软件和IFIX集控中心平台，完善相应设备的预警和维修指导，确保在精准定位设备故障的铜焊丝，提高信息共享水平，继而提升企业的维修水平。基于IFIX的智能预警系统架构见下图2。

图2 基于IFIX的智能预警系统架构

4.3 绿色维修

绿色维修是现阶段煤矿企业发展重要方向。随着我国对节能降耗、绿色环保重要程度不断加强，煤矿机电设备维修也要重视应用各种绿色维修方式和技术。一方面，结合设备性能和运行条件，积极应用各种易回收、无污染的维修材料，选择各种新式连接方式进行结构设计。

维修前期，应用新型计算机监测技术，进行全方位、动态化的故障监测，安装自动报警装置，结合动态监测设备运行情况，一旦发生故障第一时间联系工作人员进行紧急维修，确定设备故障位置和类型，编制维修方案进行维修，有效提升设备修复率；设备维修期间，积极选用各种绿色维修技术和方法，尽可能减少维修过程中污染物排放，避免对环境造成二次污染；维修后期，做好维修现场环境维护与恢复，合理规整好零配件，并及时更新和完善故障资料库，系统化整理维修资料，以提升同类故障检查和修复效率。

综上，煤矿机电设备作为煤矿企业生产的关键设备，为科学合理提升煤矿生产量、达成预期生产目标，就必须加强对煤矿机电设备的维修管理，明确煤矿机电设备常见故障，了解煤矿机电设备主要维修方式，包括定期维修、事后维修、视情维修、机会维修、技术改善维修，结合煤矿生产实际条件和故障类型选择相应维修方式，及时消除设备使用过程中出现的各种故障问题和安全隐患，提升设备生产效率。

同时，在维修过程中必须严格遵循一定基本原则，完善实时监控和诊断机制，具体问题具体分析，科学区别及合理使用不同类型维修方式，最大化减少经济损失，确保煤矿生产技术顺利完成，为煤矿企业可持续发展打好坚实基础。