提升采煤設備利用率的措施研究

王福文，沈洪偉，劉魯強

（兗礦能源集團股份有限公司濟寧二號煤礦，山東 濟寧 272072）

隨著采煤作業(yè)機械化程度的不斷提高以及與采煤機械化相匹配的工藝技術不斷成熟，煤礦企業(yè)開啟了采煤自動化作業(yè)時代。綜合機械化采煤設備相比傳統(tǒng)的采煤設備，不但提升了采煤作業(yè)效率，還大大提升了采煤作業(yè)過程中的安全性，對煤礦企業(yè)的健康、可持續(xù)發(fā)展打下了堅實基礎。通過對煤礦企業(yè)機械化采煤設備的綜合利用情況來判斷，現(xiàn)階段國內煤礦企業(yè)的采煤效率相比國外發(fā)達國家仍然存在一定的差距，雖然差距不算大，但由于采煤作業(yè)的整體體量較大，導致我國采煤設備資源的整體浪費程度較大，如果可以采取有效措施提升采煤機械設備的利用率，從一定程度上可以降低煤礦企業(yè)設備的采購量，降低煤礦企業(yè)的能耗，促進煤礦企業(yè)的快速發(fā)展。此外，不斷追求煤礦企業(yè)采煤設備的利用率，也可以促進采煤設備的更新?lián)Q代速度，不斷提升采煤設備的先進程度。基于此，采取行之有效措施提升采煤設備利用率是大有裨益的。

1 提升采煤設備利用率的重要意義

首先，采煤設備利用率的提升可以大幅度增加煤礦企業(yè)的生產(chǎn)效率。采煤設備利用率的提升意味著采煤設備的功用在生產(chǎn)作業(yè)過程中得到了較為充分的發(fā)揮，節(jié)約了大量資源的同時，也充分降低了采煤設備部分功能的閑置情況，提升了采煤設備在單位時間內的作業(yè)效率，減少了采煤設備總的作業(yè)時間，降低了電能消耗。其次，提升采煤設備利用效率可以將生產(chǎn)現(xiàn)場閑置的機械設備進行削減。以往較低的生產(chǎn)效率需要在生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場預設備用設備或者與采煤設備相配套的設備，以備突然擴大開采量或者其它不時之需。在采煤設備利用率提升后，生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場一些閑置備用的開采設備或配套設備可以進行削減，降低煤礦企業(yè)生產(chǎn)作業(yè)的總投資。最后，采煤設備利用率的提升過程是一個組合過程，需要設備采購環(huán)節(jié)和設備現(xiàn)場安裝環(huán)節(jié)相互配合，對利用率提出了較高要求，勢必要對采煤設備采購環(huán)節(jié)和采煤設備安裝環(huán)節(jié)提出更高的管理要求，這樣可以在設備采購環(huán)節(jié)充分降低采購資金的投入、在采煤設備安裝、維修養(yǎng)護環(huán)節(jié)控制成本支出。換言之，采煤設備利用率的提升，可以促進煤礦企業(yè)生產(chǎn)管理效率的提升，還可以降低設備安裝維護成本。綜上，采煤設備利用率的提升不僅可以大幅度提升煤礦企業(yè)開采效率，還可以因削減閑置設備而降低煤礦企業(yè)生產(chǎn)總投資，還可以充分降低開采設備維修養(yǎng)護成本，提升煤礦企業(yè)生產(chǎn)管理水平。

2 采煤設備利用現(xiàn)狀及生產(chǎn)作業(yè)過程中存在的問題

2.1 采煤設備利用現(xiàn)狀

綜合機械化采煤設備在我國煤礦企業(yè)的應用時間不長，再加上我國存在一部分小型煤礦，小型煤礦的生產(chǎn)管理模式相對與大中型煤礦企業(yè)來說是較為粗放的，管理觀念更新程度也較慢，再加上小型煤礦企業(yè)管理人才相對匱乏，導致煤礦企業(yè)生產(chǎn)管理組織能力捉襟見肘，無法確保煤礦開采設備的高效運行。在開采過程中，煤礦開采設備所處的作業(yè)環(huán)境較差，經(jīng)過一段時間的運行后，采煤設備難免出現(xiàn)磨損等問題，如果對于出現(xiàn)的各類問題不重視，隨著運行時間的推移，采煤設備出現(xiàn)較大故障或者損害的概率增加，采煤設備一旦出現(xiàn)故障，就會大大影響設備的利用率。當采煤設備運行一段時間后，為了應對設備出現(xiàn)故障的情形，應該對設備進行有針對性的維修保養(yǎng)工作，但是大部分煤礦企業(yè)缺乏設備維護保養(yǎng)方面的管理人才，導致設備維護保養(yǎng)不及時或者維修保養(yǎng)的管理策略不夠科學，繼而影響了設備的利用率。

不同煤礦的井下地質條件差距較大，同一款采煤設備可能適應A 煤礦的井下采煤要求，但是不一定適應地質條件不同的B 煤礦的井下采煤要求。換言之，采煤設備的選擇要根據(jù)煤礦地質條件和煤礦規(guī)模來確定。但是，在采煤設備采購的初期，部分采購人員往往是根據(jù)經(jīng)驗來判斷需要采購的設備類型，缺乏根據(jù)煤礦特點進行整體規(guī)劃的采購技能，導致采煤設備無法完全適應煤礦的采煤工作，部分設備的功能無法全部施展，采煤設備無法滿足井下生產(chǎn)作業(yè)要求，導致采煤設備的利用率降低。采煤設備的購置費用在煤礦企業(yè)生產(chǎn)成本中占據(jù)不小的比重，當設備利用率降低時，會直接影響煤礦生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟效益。此外，煤礦采煤設備在運行過程中經(jīng)歷多次拆卸組裝環(huán)節(jié)，不同地質條件和生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境，對于設備的拆裝方案也有一定的影響，導致采煤設備無法在所有煤礦通用。采煤設備在頻發(fā)的拆裝過程中也消耗了大量的時間，增加了時間成本消耗的同時，也降低了采煤設備的利用率。

2.2 采煤設備應用過程存在的問題

（1）采煤機的磨損問題。采煤機在工作過程中，各個零部件無法避免的需要相互摩擦，由于采煤設備所處的作業(yè)環(huán)境惡劣以及作業(yè)空間狹小，再加上粉塵等污染物質的侵入，導致采煤設備出現(xiàn)磨損較為嚴重的問題。采煤設備機械系統(tǒng)中的磨損對采煤作業(yè)過程產(chǎn)生了極大的危害，必須對此類磨損采取性質有效的措施進行抑制，其中采煤設備磨損最大的部位是傳動中的齒輪和支撐用的軸承。

（2）采煤過程安全性不高。煤礦井下復雜的地質條件和惡劣的地質環(huán)境對井下作業(yè)人員的人身安全條和采煤設備的安全工作造成了不利影響。在采煤作業(yè)實際操作過程中，重點關注的是采煤設備選型、采煤設備的拆裝和采煤技術方案的選擇，對采煤過程中的安全因素考慮不足，沒有對煤礦井下安全生產(chǎn)給予足夠的關注，在加上管理人員的安全管理意識淡薄，導致采煤作業(yè)過程中的安全性較差，繼而導致了采煤技術實施效果較差，間接影響了采煤設備的開采效率。此外，缺乏安全保障的煤礦井下設備在應用過程中，很難將采煤設備配套的避災裝置和防護裝置應有的作用發(fā)揮出來，這就導致采煤設備作業(yè)過程中安全風險影響因素增加，影響了煤礦開采設備的開采效率，也降低了煤礦企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營效益。

（3）煤礦井下采煤作業(yè)的管理理念較為落后。部分煤礦企業(yè)的組織管理模式較為粗放，管理理念相對落后，還有一種手工作坊時代的管理思想殘存。管理人員業(yè)務水平能力欠缺，導致企業(yè)的生產(chǎn)效率不高，生產(chǎn)過程中存在浪費資源的現(xiàn)象時有發(fā)生，采煤設備采購后因無法適合地質條件或者其他原因無法進行井下作業(yè)，不得不閑置在基地，與采煤作業(yè)相關的管理制度不夠健全且執(zhí)行困難，種種因素導致采煤設備利用率低下。采煤設備必要的維護和保養(yǎng)工作做的不到位，既沒有采取科學正確的維修保養(yǎng)方法，也沒有相關的切實可行的維修養(yǎng)護方面的管理制度。采煤設備本身長期處在潮濕且惡劣的工作環(huán)境中服役，采煤設備在得不到科學合理的維修養(yǎng)護，嚴重影響了采煤設備的使用效率。采煤設備具有較強專業(yè)性的設備，需要完全按照操作說明和操作規(guī)程去執(zhí)行，而現(xiàn)實操作中并非所有操作人員都按照規(guī)定要求去操作設備，使得采煤設備長期在非正常情況下工作，導致采煤設備使用過程中故障頻發(fā)或者降低了物理壽命。科學合理的維護保養(yǎng)措施和切實可行的管理理念才能保證采煤設備發(fā)揮出其應有的工作效率。

（4）采煤設備采購計劃科學性不足。煤礦企業(yè)在采購采煤設備及其配套設備過程中因未制定科學嚴謹?shù)牟少徲媱潯⑽磳π枰少彽牟擅涸O備進行嚴謹?shù)脑u估考量產(chǎn)生了不少的問題，其中較為突出的問題如下：采購的設備無法完全滿足煤礦井下開采需求；現(xiàn)場管理人員沒有根據(jù)煤礦實際情況去制定采煤生產(chǎn)計劃，導致采煤設備無法正常投入生產(chǎn)。生產(chǎn)成本的組成中有很大一部分來自各類采煤設備的購置費用，采購方案不切實際會大大增加煤礦企業(yè)的生產(chǎn)成本，對煤礦企業(yè)的經(jīng)濟效益產(chǎn)生非常不利的影響。如果單純地為了降低采購成本，設備采購不足會無法滿足生產(chǎn)的基本需求，不但影響煤礦企業(yè)的采煤產(chǎn)量，還增加了煤礦企業(yè)人力資源的浪費。

3 提高采煤設備利用率的有效措施

3.1 通過對齒輪和軸承的潤滑來降低采煤設備的磨損

采煤設備的傳動齒輪潤滑方式有兩種，一種是油浴潤滑；另一種是噴油潤滑。這兩種潤滑方式適應的場合不同，油浴潤滑方法適用于傳動齒輪圓周速度較低的設備；噴油潤滑方法適用于傳動齒輪圓周速度較高的設備，且噴油潤滑需要配套的潤滑油泵和液壓管路系統(tǒng)，其結構相對復雜。煤礦采煤機前部的截割設備的傳動齒輪的圓周速度較低，比較適合使用油浴潤滑方法，在一個密封良好的箱體內緩慢加入潤滑油,潤滑油加入深度以油深侵入大齒輪直徑的1/3 為宜。在采煤過程中，需要對截割高度進行調節(jié)，為了實現(xiàn)這個目的，在搖臂中采用惰輪提升搖臂的舉升高度，這也使得采煤設備搖臂部位的潤滑工作變得復雜，該部位具體潤滑方式為：搖臂工作一段時間后停止牽引，然后將搖臂位置降低，具體降低高度以滿足齒輪得到潤滑為標準，當搖臂齒輪按照油浴潤滑法全部潤滑完畢后再進行后續(xù)工作。采煤設備的截割位置使用的是滾動軸承，輪動軸承的潤滑方式同樣是根據(jù)滾動軸承轉速的大小來確定，由于采煤設備截割位置的軸承轉速大小相對較低，所以選擇油浴潤滑。油浴潤滑方法減少了密封結構和零部件的使用數(shù)量，還可以對采煤設備采取切實可行的潤滑。此外，采用油浴潤滑還可以對滾動軸承進行降溫和清洗。

3.2 提升煤礦井下采煤作業(yè)的安全性

科學分析采煤技術的功能特性，以煤礦通風系統(tǒng)設計為基礎，建立采煤作業(yè)人員的安全管理制度，提升采煤作業(yè)人員的安全意識，穩(wěn)步提升煤礦采煤過程中的安全性，達到采煤過程中人員安全和設備安全的目的。逐漸提高煤礦井下采煤過程的安全性，在安全采煤的基礎上穩(wěn)步提升采煤技術。采煤設備安全穩(wěn)定運行后，才能制定更具安全性的生產(chǎn)作業(yè)計劃，全面提升采煤設備和采煤工藝相輔相成的應用技術，為煤礦企業(yè)采煤作業(yè)的科學發(fā)展打下夯實基礎。與此同時，要加大煤礦采煤設備安全運行的培訓力度，落實培訓計劃，不拘泥于培訓形式，以員工切實獲得安全培訓為中心，建立培訓制度，制定獎罰措施，切實全面提升煤礦井下采煤人員的安全操控采煤設備的能力，為采煤計劃的順利完成提供技術支撐，繼而全面提升采煤設備的利用率。

3.3 建立采煤設備可靠性維修管理理念

可靠性維修是一種新型維修策略，其策略的核心是主動維修。與以往的被動維修理念或者是預測維修理※※念不同，可靠性維修理念強調的是采煤設備維修管理的前瞻性，在設備出現(xiàn)故障前已經(jīng)將可能出現(xiàn)故障的風險消除了，將非計劃停機的概率降到最低。可靠性維修管理理念是要求維修人員對采煤設備的所有信息要了如指掌，通過主動維修策略來降低設備的故障率，其維修費用也會與被動維修相比，也會大幅度降低。而且通過主動維修策略，還可以延長采煤設備的使用時間。

3.4 建立與生產(chǎn)計劃相適應的采煤設備采購計劃

煤礦企業(yè)的生產(chǎn)計劃與采煤設備的采購計劃應彼此相輔相成。采煤設備利用率提升可以從源頭處對采煤設備的需求量給出較明確的指標，可以防止與煤礦井下生產(chǎn)需求相差較遠的采煤設備被列入采購清單。基于此，在制定采煤設備的采購計劃時，要充分分析煤礦企業(yè)的生產(chǎn)計劃，科學合理地制定煤礦采煤設備的采購計劃，根據(jù)制定的生產(chǎn)計劃提前預演各類采煤設備的布設情況，通過反復推演確定較為合理的設備采購清單，確保所采購的設備都能得到合理的應用，在生產(chǎn)過程中，都可以將采購的設備投入運行，提高采煤總量的同時，也提高了采煤設備的利用率。與此同時，還應對煤礦生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境以及煤層地質條件展開全面評估，綜合考慮采煤設備的使用年限、拆卸以及轉運難度等因素，保障正常生產(chǎn)作業(yè)以及采煤設備的利用率。

4 結語

煤礦企業(yè)采煤設備的利用率直接影響煤礦企業(yè)的生產(chǎn)效率，所以在采煤作業(yè)中，應將采煤設備的產(chǎn)能提到最大，確保采煤設備的高效運行，提升采煤設備的利用率。提升采煤設備利用率需要多方面因素的集成才可以實現(xiàn)，要提升煤礦作業(yè)人員的專業(yè)素養(yǎng)，要制定切實可行的采煤設備維修養(yǎng)護策略，要制定與生產(chǎn)計劃相適應的設備采購計劃等。只有嚴格執(zhí)行提升采煤設備的各項策略，才可以穩(wěn)步提升采煤設備的利用率。