煤礦機械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測及維護探究

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摘要：針對遼寧能源煤電產(chǎn)業(yè)股份有限公司智慧化礦山建設(shè)過程中，機械設(shè)備維護管理工作質(zhì)量不高的問題，以安全性、維護管理成本最小化為原則，結(jié)合“點檢”方式進行狀態(tài)監(jiān)測，明確點檢周期為300h，并建立管理策略模型，明晰機械設(shè)備維護管理策略，提出做好維護管理工作的有效策略，實現(xiàn)了煤礦企業(yè)經(jīng)濟效益與社會效益雙贏。

關(guān)鍵詞：煤礦機械設(shè)備；狀態(tài)監(jiān)測；振動監(jiān)測法；維護管理

1工程概況

遼寧能源煤電產(chǎn)業(yè)股份有限公司完成智慧化礦山建設(shè)，該項目原料利用率達到95%以上，原料處理能力可達98.7萬t/a。煤礦機械設(shè)備的機泵振動為d級，水平方向17.225mm/s，垂直方向18.839mm/s，機泵的正常運行受到影響。以“點檢”方式對設(shè)備進行檢測和分析[1-4]，并結(jié)合精細(xì)化維護管理方式對煤礦機械設(shè)備進行狀態(tài)監(jiān)測和維護管理。

2煤礦機械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測

2.1煤礦機械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測常用方法

（1）油液分析法油液分析法是通過檢測機械設(shè)備油液中存在的磨損殘留物、泄漏物來進行故障檢測與診斷的方法。但此方法要進行取樣分析，不具備故障檢測與診斷的時效性。（2）溫度傳感器監(jiān)測法溫度傳感器監(jiān)測法是根據(jù)煤礦機械設(shè)備在運行過程中溫度上升的情況，判斷設(shè)備異常情況的方法。在此過程中，將傳感器與監(jiān)測系統(tǒng)連接，可以實現(xiàn)溫度狀態(tài)實時監(jiān)測。（3）電流傳感器監(jiān)測法電流傳感器監(jiān)測法是通過監(jiān)測機械設(shè)備的供電電流情況，判斷機械設(shè)備異常情況的方法。若在機械設(shè)備運行過程中定子或轉(zhuǎn)子間發(fā)生摩擦、軸承磨損等，則導(dǎo)致定子電流異常。（4）振動監(jiān)測法振動監(jiān)測法是通過獲取機械設(shè)備的振動頻譜，對機械設(shè)備運行狀態(tài)進行分析的監(jiān)測方法。在此方法下，工作人員可獲取機械設(shè)備的頻率、相位等參數(shù)，通過參數(shù)分析，可以精準(zhǔn)判斷出機械設(shè)備的運行狀態(tài)，找出設(shè)備故障根源。利用振動信號（如圖1）、頻譜圖對設(shè)備運行狀態(tài)進行分析，可以根據(jù)設(shè)備正常運行狀態(tài)和故障運行狀態(tài)的能量差值，判斷出設(shè)備的故障特征頻段。

2.2煤炭機械設(shè)備監(jiān)測方法及點檢周期的確定

據(jù)上述分析可知，為更精準(zhǔn)掌握煤炭機械設(shè)備運行情況及設(shè)備技術(shù)狀態(tài)信息數(shù)據(jù)，可以采用以“點檢”為基礎(chǔ)的綜合性設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測法，對煤炭機械設(shè)備進行狀態(tài)監(jiān)測。為突破預(yù)定周期維護管理的局限性，實時掌控設(shè)備狀態(tài)，需要對點檢周期進行確定。根據(jù)安全性原則，對點檢周期進行分析和計算，建立公式：Pc=（1-P）n（1）式中：P為存在故障的概率；n為檢測次數(shù)。設(shè)機械設(shè)備維護管理的點檢周期為Tc，則公式可簡化為：Tc=T/n（2）以維護管理成本最小化原則對點檢周期進行分析和計算，建立公式：λ（n）=k/n（3）式中：k為比例系數(shù)；n為檢測次數(shù)。設(shè)機械設(shè)備維護管理成本為Cf，則公式表示為：cfCTkC=（4）以本項目為研究對象，計算后的維護管理費平均值為150元/次，點檢維護管理成本平均值為13.5元/次，則點檢周期為300h。

3煤礦機械設(shè)備維護管理

3.1煤炭機械設(shè)備維護管理模型分析

為有效選擇機械設(shè)備維護管理策略，需要對設(shè)備修理停歇時間定額（工作日時間）Ts進行明確，公式表示為：0sTgFTmHDK+=（5）式中：g表示為修理復(fù)雜系數(shù)的工時定額，h；F表示為修理復(fù)雜系數(shù)；m表示每日維修人員工作的班次；H、D、K分別表示每日工作班時間（h）、每工作班時間內(nèi)對某設(shè)備進行修理的人數(shù)、修理工時定額完成系數(shù)（與修理工級別相關(guān)）；T0表示為附加停機時間，h。根據(jù)維護管理成本定額，建立公式，表示為：GF=DZ總NF+Σ（CgCa）+DZ總Jc（6）式中：Dz總表示單位維護管理復(fù)雜系數(shù)總工時定額，h/F；CgCa表示材料費用總和，元/F；DF表示單位修理復(fù)雜系數(shù)修理費用定額，元/F；NF表示每小時工資費用，元/h；Jc表示沒消失分?jǐn)偟能囬g經(jīng)費，元/h。

3.2煤炭機械設(shè)備維護管理策略選擇

基于上述模型分析，結(jié)合維護管理等待時間、機械設(shè)備檢修、機械設(shè)備維修等要素的優(yōu)化配置，建立公式：()()()()()11100FjpFCCFFPCFCFCCCγγγγ++−++−+設(shè)機械設(shè)備故障概率為F0、F1、F2，則：當(dāng)F取值在[0,F0]，或在[F1,F2]時，采用“等待”的策略；當(dāng)F取值在[F0,F1]時，采用“設(shè)備檢修”的策略；當(dāng)F取值在[F2,1]時，采用“設(shè)備維修”的策略。

3.3做好維護管理工作的有效策略

3.3.1做好預(yù)測性維護管理工作。預(yù)測性維護管理工作是設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測的基礎(chǔ)性工作，對煤炭機械設(shè)備安全、穩(wěn)定運行具有重要意義。若維護管理人員在預(yù)測性維護管理工作中發(fā)現(xiàn)設(shè)備運行異常情況，要及時采取有效措施對設(shè)備進行維修，以降低設(shè)備故障影響，節(jié)約設(shè)備維護管理成本。同時，遼寧能源煤電產(chǎn)業(yè)股份有限公司的相關(guān)維護管理人員要針對設(shè)備故障所映射的問題，制定適宜維修方案，以延長機械設(shè)備使用壽命，為煤炭機械設(shè)備穩(wěn)定運行作出保障。3.3.2把好設(shè)備維護管理質(zhì)量關(guān)。首先，遼寧能源煤電產(chǎn)業(yè)股份有限公司要積極更新設(shè)備維護管理理念，提高對設(shè)備維護管理的重等待：設(shè)備檢修：設(shè)備維修：視程度。其次，公司的維護管理人員要對出現(xiàn)問題的備件進行更換，并對可利用備件進行維修管理。同時，要規(guī)范機械設(shè)備操作流程，制定適宜的設(shè)備維護管理制度。最后，設(shè)備維護管理人員要對機械設(shè)備運行相關(guān)數(shù)據(jù)進行記錄和歸檔。3.3.3提高維護人員的整體水平。為提高設(shè)備維護管理工作效率與質(zhì)量，遼寧能源煤電產(chǎn)業(yè)股份有限公司要加強安全培訓(xùn)工作、思政教育工作，促使煤礦機械設(shè)備維護管理工作更高質(zhì)量的進行。同時，要重視人才引進與培養(yǎng)工作，定期對維護管理人員進行培訓(xùn)和技術(shù)測試、考察，維護管理人員對機械設(shè)備相關(guān)知識的掌握情況，在提高維護管理人員故障診斷與處理能力、素質(zhì)能力的基礎(chǔ)上，做好機械設(shè)備維護管理工作，延長機械設(shè)備使用壽命。

4結(jié)語

煤礦機械設(shè)備是煤礦企業(yè)經(jīng)營發(fā)展的核心，狀態(tài)監(jiān)測可以科學(xué)反映出煤礦機械設(shè)備運行狀態(tài)，有助于工作人員及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障，并預(yù)知故障位置，對提高設(shè)備運行效率、節(jié)約設(shè)備維修管理成本及提高煤礦開采安全性等有至關(guān)重要的作用。實踐過程中，要對設(shè)備特征、運行環(huán)境等方面進行分析，并選擇適宜監(jiān)測方法和維護管理策略。為進一步保障機械設(shè)備運行的穩(wěn)定性，煤礦企業(yè)要不斷提升維護管理人員綜合素質(zhì)能力，做好預(yù)測性設(shè)備維護管理工作，切實把好設(shè)備維護管理質(zhì)量關(guān)，實現(xiàn)煤礦企業(yè)經(jīng)濟效益與社會效益的雙贏。

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作者:謝靖波 單位:遼寧能源煤電產(chǎn)業(yè)股份有限公司