煤礦機電運輸常見故障及防范對策分析

王少雷

（烏審旗圖克鎮門克慶煤礦，內蒙古鄂爾多斯 017300）

我國經濟的中高速發展將帶來能源需求的持續性增長，煤炭是我國重要的基礎能源。保守預計2022—2025 年期間，煤炭消費量將保持年均2.07%的增長，煤炭的戰略屬性與“壓艙石”作用更加突出。煤礦安全是我國煤炭工業又好又快發展的重要前提和基礎。煤礦開采具有周期長、環境復雜、投資大等特點，因此煤礦事故的類型多樣，而且很多設備會出現習慣性故障。運輸作為煤礦主要的生產環節，具有工作量大、方式多樣、系統繁雜等特點，作用尤為重要。對煤礦來講，機電運輸設備不僅運輸工作人員，還承擔運輸煤炭、材料和其他設備的工作任務，是使用比較頻繁的重要設備。2008—2020 年，我國煤礦事故統計發現，煤礦機電運輸故障增長趨勢明顯[1-4]，對煤礦事故總量的貢獻較大。隨著我國煤礦兩化融合的推進，機械化程度不斷提升，煤礦井下機電運輸設備不斷增多，使得煤礦機電運輸事故呈增加態勢。觸電、跑車、絞車鋼絲繩斷裂、機械故障等是常見的機電運輸事故，且多為一般事故。煤礦機電運輸事故具有單一性、重復性、關聯性等特征。因此，要想提升煤礦生產效率，就需要認真研究機電運輸常見故障及防范對策，以有效降低煤礦機電運輸事故發生的概率。

1.煤礦機電運輸常見故障

1.1 刮板輸送機

機械化綜采設備三機一架是煤礦開采作業的主要設備，刮板輸送機是煤礦井下重要的運輸設備，也是故障頻率最高的設備之一。中部槽作為采煤作業的最直接運輸和承重部件，受到擠拉、碰撞、沖擊、摩擦等多方面復雜力的作用，造成中部槽磨損和腐蝕嚴重，使得刮板輸送機檢修頻繁或經常更換，極大地影響煤礦的生產效率和經濟效益。

刮板輸送機在使用中經常出現因電動機維修質量不達標、受潮、電網電壓諧波過大、刮板鏈條內卡入異物、長時間超載、電機散熱不暢等原因引起的電機燒毀；因聯接環安裝不正確、鏈輪輪齒過度磨損等造成的跳鏈；因負荷太大引起的跳閘；因硬物卡在鏈輪內造成刮板彎曲；因沖擊、疲勞斷裂引起的運行中斷鏈等事故。

控制刮板輸送機上竄下滑標準作業流程為：一是掌握傾角變化。依據煤層底板等高線，使掌握工作面傾角變化。二是制定措施。根據工作面傾角變化及時調整工作面與順槽夾角。調整割煤工藝，改變推移刮板輸送機順序。改變液壓支架推移方向。三是預防竄動。調整工作面偽斜，明確偽斜量，確定加、減刀的數量，及時在工作面端頭加、減刀割煤。調整液壓支架推移方向正確、合理。

1.2 電機車

電機車是煤礦機電運輸中最為關鍵的機械設備。隨著煤礦現代化的推進，電機車的運載量和使用頻率越來越大，使得運輸的管理難度增大。當使用礦用電機來進行運輸時，經常會發生誤倒車、追尾碰撞、超速脫軌、闖紅燈等安全事故。其中產生超速脫軌與追尾碰撞的次數最多。人為故障和設備故障是電機車運輸中常出現的兩種形式。缺乏安全意識、業務不熟練、疲勞駕駛、責任意識不強等是造成人為故障的主要因素。

電機車在行進中受到強烈撞擊、制動系統失靈、軸箱內油質不好或者缺油、整流子漏火、彈簧片斷裂或破損、圓根松動等是造成電機車設備故障的重要因素。為提升電機車運行的安全性，在電機車前后都要配備警示作用的車燈。如果行進過程中的道路情況復雜，要嚴格遵守通行規定[5]。

電機車摘掛銷鏈要遵循如下流程：一是車輛編組。檢查車輛裝載捆綁牢固可靠，無超長、超寬、超高。檢查連接銷及鏈環合格。銷鏈放置在巷道行人側。連接編組，不得超掛車輛。二是掛鉤。運輸車輛與電機車連接可靠。三是摘鉤。車輛停穩后，車輛與電機車摘鉤。車輛與車輛之間解鏈，收集摘下的銷鏈。

電機車掉道事故處理標準作業流程：一是準備工作。掉道電機車前后設置警戒標識。斷開電機車與礦車之間的連接。準備液壓推溜器、復軌器等。二是處理掉道。液壓推溜器支起電機車的一側，木板墊實輪對，液壓推溜器支起另一側，木板墊實輪對，直至電機車輪對高于軌面，液壓推溜器平推電機車上道。三是復軌器處理掉道。復軌器插入掉道電機車輪子下方，緩慢開動電機車直到電機車上道為止。四是填寫記錄。將事故經過、造成損害、影響時間及衛生處理情況填寫在運行記錄中，并如實向上級領導匯報事故處理過程。

1.3 膠帶輸送機

膠帶輸送機又稱帶式輸送機，主要由驅動裝置、滾筒、拉緊裝置、傳送裝置、傳送帶等組成。由于具有運輸效率高、運距長、連續運輸等優點，普遍應用于各大煤礦，是煤礦常用的運輸設備。由于井下作業環境復雜、空間狹小、物料不穩定、長時間不停產，導致輸送機故障率較高。為保證煤礦井下作業安全與生產效率，需要認真分析膠帶輸送機常見故障及防范對策。

膠帶輸送機在使用過程中常見的故障有：因電機不轉，皮帶機啟動不了；因滾筒、托輥粘煤泥或雜物，膠帶機在某點跑偏；設備零部件脫落、鐵器卡在落料溜槽和膠帶間造成膠帶損傷；因膠帶阻力過大、張力小、膠帶與驅動滾筒之間摩擦系數減小造成膠帶打滑；輸送機嚴重過載、跑偏、啟動時凹段彈起造成的撒料；托輥嚴重偏心時異常噪聲。隨著人工智能技術的不斷發展，膠帶輸送機運行狀態監測進入智能化監測階段。同時，帶式輸送機安裝有溫度、煙霧、防跑偏、防撕裂等各類保護裝置，當遇到異常情況時而自動停機，以保證運輸的安全。

主斜井帶式輸送機特殊操作標準作業流程：一是防滑保護動作。查找防滑保護動作原因；處理打滑故障；滾筒包膠有無脫離；電機功率是否平衡；膠帶機是否存在超載現象。二是縱撕、沿線急停、皮帶機聯鎖保護動作，查找原因處理。三是超溫、煙霧保護動作。熱電偶傳感器安裝在主傳動滾筒軸承座上；使用紅外線傳感器時，發射孔正對主傳動滾筒，距離300mm ～500mm；超溫停車處理；有煙霧停車處理。四是欠壓、過流、漏電、單相斷線保護動作。處理保護動作原因，保證無欠壓、無過流、無漏電、無單相斷線。五是確認故障。閉鎖皮帶機、掛警示牌；檢查發生報警地點，確認存在問題。六是向調度室匯報存在問題。

處理帶式輸送機跑偏標準作業流程：一是準備手錘、撬杠、大錘、扳手等作業工具。二是跑偏保護動作停車。檢查跑偏保護動作原因和跑偏保護安裝位置。安裝在距離機頭、機尾 10m ～15m 處，坡度變化時變坡位置處。皮帶機防跑偏傳感器安裝正確。三是滾筒跑偏調整。滾筒表面不粘料、包膠完好。安裝位置準確，平行度合適。四是皮帶沿線跑偏調整。調整托輥，緩慢墊高跑偏方向另一側的托輥支架，墊高數以第一個墊起的托輥為準，“跑高不跑低”；檢查托輥表面粘料；檢查落料；檢查機架平直；檢查皮帶接頭。五是解除閉鎖，開啟帶式輸送機觀察運行是否正常。

1.4 單軌吊車

針對目前煤礦井下絞車安全風險大、運行效率低等情況，單軌吊車成為輔助運輸系統的主要設備。近年來，隨著煤礦兩化融合及智能化煤礦的推進，單軌吊車由于具有操作簡單、運輸效率高、低危險性等特點，主要用來運送人員、設備和材料等，成為煤礦井下安全高效輔助運輸設備。防爆蓄電池單軌吊車、防爆柴油機單軌吊車、固定氣源壓縮空氣單軌吊車是目前常用的3 種單軌吊車。3 種單軌吊車各有優缺點，前兩種應用在高瓦斯礦井時防爆安全存在隱患，后一種適用于通風較差的工況環境，但存在操作不便、工人勞動強度大、作業效率無法有效保障等不足。新近研發的自攜帶空氣動力的空氣動力單軌吊車依靠壓縮空氣在馬達中膨脹做功實現動力輸出，具有工作過程無火花、防爆性能好、尾氣潔凈、降低環境溫度等優勢，是高瓦斯礦井輔助運輸的首選設備。

單軌吊車在運行過程中常常出現如下狀況：由于在使用前沒有進行安全檢查，不具備運行條件，常存在狀態不穩定的情況。在很多時候，單軌吊車保險制動、停車制動裝置沒有經過運行前安全檢查，各項參數沒有在規定的數值內會帶來人身安全問題。為了安全系數更高，要配備良好的通信設備、喇叭和車燈，這是保證單軌吊車正常運行的重要保障。單軌吊車事故處理標準作業流程：一是勘察事故現場。無片幫、淋水、漏矸現象，起吊條件可靠。二是向調度室準確匯報事故情況。三是檢查準備工具。準備手拉葫蘆、扳手、撬棍、起吊繩等。四是作業準備。距事故處理現場30m 外設置警戒；確定專人指揮、專人負責安全、作業人員分工負責；清理影響作業安全的雜物，對巷道吊掛的管路、電纜等采取防護；軌道、錨桿、錨索或其他可靠的起吊點懸掛手拉葫蘆。五是激活起吊模式。啟動柴油機，拔出車鑰匙；操縱起吊閥。六是機車驅動部復軌。依次卸下螺帽、銷軸，摩擦輪對分解，取出輪對；馬達固定支架與軌道分離；手拉葫蘆起吊，驅動部摩擦輪正對齊軌道腰部；穿上銷軸、擰緊螺帽，摩擦輪與軌道恢復固定；使摩擦輪抱緊軌道，馬達固定支架恢復原位置；松開手拉葫蘆，安裝 螺栓聯軸節。七是集裝箱復位。吊鉤緩慢上升，起吊車輛，控制車輛平衡；集裝箱底面與巷道底面平行，距地面300mm 以上；起吊完成后，工作鏈余鏈固定在箱內。八是處理隱患。車輛連接可靠，裝車不偏載，封車可靠；修復可能損壞的軌道、摩擦輪等隱患后，方可重新恢復運輸。

2.防治對策

（1）加強制度建設。科學合理的安全管理制度，是做好煤礦機電運輸安全工作的重要前提和基礎保障。從宏觀層面來講，各級執法機構和管理人員嚴格執行煤礦相關安全法律法規，對各種煤礦事故從嚴處罰。煤礦企業必須根據企業生產需要制定完善的管理制度，落實監管部門的責任，將賞罰真正地結合在一起，對事故認真總結和分析，避免類似事故再次發生。為調動機電運輸工作人員的積極性，應制定更加合理的分配制度和競爭上崗制度，用物質條件激勵員工。

（2）加強員工培訓。在機電運輸設備管理過程中，過于強調設備的因素，往往忽略了人的主觀能動性。煤礦工人素質普遍較低，認為自身工資相對較低，工作積極性較差，安全意識淡漠。在工作中，往往根據以往的工作經驗開展，忽略現場的實際生產情況，對安全培訓和技能培訓也不夠重視，很多時候走過場了事，不僅不利于保護工人的自身安全，也在很大程度上增加了安全隱患。因此，要把人在安全管理中的作用突顯出來，并把培訓做細做實。

（3）加強機電設備維修。礦井機電設備維修時常見到的問題有機電設備的使用方法不規范、機電設備超負荷運轉、維修人員的專業技術水平良莠不齊、生產管理人員對維修的重視度不夠等。為此，應引入先進的機電設備故障診斷技術、持續學習設備維修的新方法、高度重視設備維修的規范化、加強機電設備的日常巡檢、重視維修人員的隊伍建設、建立設備維修預警制度。尤其要加強對日常維修過程的管理，要有詳細的操作規范和維修日志，避免相關維修人員不規范操作而導致維修質量的不合格。同時，要加強對維修設備的抽檢工作，杜絕部分維修人員的不作為。

（4）加大經費投入。隨著近些年煤礦經濟效益的好轉和對煤礦安全問題的日益重視，企業加大了煤礦機電運輸專業設備的投入，提升了企業的工作效率，改善了企業的工作質量，使企業獲得了較好的經濟效益和社會效益。但仍存在采購低價設備或配件的問題，不僅不利于設備的正常運行，而且加大了機電設備檢修的難度。

（5）引進診斷監測新技術。傳統的監測技術主要依賴工人的實踐經驗，很難準確快速定位故障點，容易導致故障診斷失誤，影響煤礦生產的正常有序進行。利用智能化診斷實時監測技術，通過建立自我學習機制和故障庫可精確分析和診斷故障，有效提高故障處理效率。在國內不少煤礦也應用了無損監測識別技術，對提升機鋼絲繩進行檢測，大大節省了時間。對大型設備，可采用光學監測技術，多點定位診斷故障，極大減輕了工人的勞動強度，監測結果也更加準確。

（6）建立信息化設備管理系統。為有助于員工對設備有更為直接和準確的了解，應對設備建立完善的信息化管理系統。系統對設備的投運時間、使用注意事項、常見問題、解決方法、維修日志等建立檔案，維保人員據此對找出最佳的故障解決方式，選擇合理的維護方法，提高故障排除的效率。同時，信息化管理系統要健全預警制度，在機電設備產生問題之前定期消除存在的問題，可大大減少設備故障產生的概率。

3.結語

煤礦運輸系統覆蓋面比較廣、雜亂交錯，且各部分互相聯系，基本貫穿整個煤礦各系統。先進的機電運輸設備極大地提升了煤礦的開采效率，為我國煤炭行業的健康安全發展提供了保障。煤礦井下環境復雜多變，瓦斯的含量、通風的完善情況、圍巖的復雜程度等都會影響機電系統的正常運行。為了保障煤礦安全生產，機電運輸環節是預防和管理的重點。認真分析和總結煤礦機電運輸常見故障，可明顯改善煤礦生產的各項指標，把對生產的影響降到最低，對煤炭企業預防和化解風險有積極意義。