忻州窯礦綜放工作面生產系統可靠性分析

摘 要：在我國近十幾年來，綜合放頂煤開采技術不斷發展，但是所研究的成果大多數集中在一般綜放及厚煤層放頂煤，對綜放工作面的研究涉及較少。本文在以往研究成果的基礎上通過運用系統可靠性計算模型，研究和分析綜合放頂煤工作面系統可靠性計算。

關鍵詞：綜放開采;生產系統;可靠性

0 "引言

本文以忻州窯礦8927工作面設備配套選型研究為來源，深入研究特厚煤層大采高綜放面系統可靠性。8927綜放工作面北為礦界，南為實煤區。埋深將近270--370米，工作面走向長1620米，傾斜長125米，面積31097平方米。所采煤層為11#煤，巖性多為深灰色砂質頁巖與細砂巖，含云母及煤線。煤層本區域較穩定，結構簡單結構。煤厚9. 0米，傾角4°-6°。直接頂為頁巖及細砂巖，約4.33—6.97米。

1 8927工作面“三機”配套選型故障統計

通過對工作面的設備類別分析和設備故障類型、故障時間的分析，將2013年7月—10月共4個月內工作面各設備的故障統計計算，得到總的故障次數618次，總的故障影響時間28459min，并對故障平均影響時間和各設備故障時間占總故障時間比例進行了計算。從計算可知，影響時間排序依次為采煤機、破碎機、順槽皮帶機、環境、煤倉、供水系統、前運輸機、液壓系統、制冷設備，工作面設備中故障影響時間最長的是后部運輸機，占故障時間的19.66%。由于統計時間段的關系，主煤倉影響有較大變化，在2011年7月份以前礦井有三個采區同時生產，礦井主井煤倉容量小，使得采區內部煤倉經常滿倉，據統計計算，7月以前煤倉故障是第一大的影響因素，7月份以后煤倉故障降為第六位影響因素。為了降低后部鏈板機的故障率，應當在檢修班加強對后部鏈板機的檢修力度，放煤過程要保持勻速，避免速度過快超過后部鏈板機的最大承載能力。合理布置巷道，優化采區設計，合理加大工作面寬度和工作面走向長度，減少保護煤柱，減少盤采區煤量損失。放煤口邊緣造成的放煤死角煤損稱脊背損失，放煤的順序對脊背損失有比較大的影響，采用多輪順序，均勻放煤對減少脊背損失有一定積極作用。（表1）

2 8927工作面“三機”配套選型系統可靠性計算模型

生產系統中，針對每個生產環節，我們把從統計之日開始，至統計期間該環節第一次發生的故障，修復之后系統開始運行為第一次故障的修復循環。至下一次出故障系統恢復正常為第二次故障修復循環，以此類推直至統計之日止。循環之間時間上緊接相連，在每個循環中隨時間的推移，依此包含故障時間和無故障兩個連續的子環節。生產系統故障修復狀態轉移圖如1所示，其循環示意圖如1所示，圖中：

θ——故障時間;

Si——循環中無故障時間;

i——第i個故障修復循環：第i個環節平均無故障工作時間Si的倒數。

3 8927工作面“三機”配套選型系統可靠性參數計算

考察每個生產環節的故障修復循環，根據系統維修度函數理論計算可靠性參數和可靠度如表2所示。

4 小結

4.1 統計期間工作面各類系統故障影響時間為28459min，占總生產班時間的23.13%。綜放工作面生產前期的后刮板運輸機、采煤機故障是最突出的影響因素，分別占總故障時間的19.66%和16.287%，平巷破碎機、皮帶運輸機及環境故障也都是影響生產的主要因素，分別占總故障時間的11.17%，11.05%和8.16%。后刮板機、采煤機、破碎機和皮帶機平均每次故障修復時間為159.6min，98.5min，35min和36min，生產系統前四個主要影響因素平均無故障時間分別為3585min，2751min，577min和1425min。工作面系統平均每生產班故障影響時間59min，占每班時間的16.4%。因此，改造生產系統薄弱環節、減少綜放工作面設備故障影響時間是提高生產系統可靠性的主要途徑。

4.2 通過對8927綜放面各子系統環節的分析，建立了一串聯系統可靠性結構模型，進行了工作面系統有效度的測算，其有效度為0.835。工作面后運輸機是生產系統的最薄弱環節，其次是采煤機。在工作面內，運輸系統是工作面生產系統最薄弱環節，包括后刮板機、破碎機、轉載機和平巷運輸機。通過研究，8927工作面各層次生產系統可靠性具有相當潛力，加大主井煤倉和盤區煤倉容量，改善采煤機、工作面上下出口的工作狀況，降低工作面運輸系統的故障率，是改善8927工作面生產系統、提高可靠性達到增產的有效途徑。

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