基于模糊结构元法采煤设备可靠性分析

2018-12-05周慧

山东煤炭科技 2018年6期

周慧

（山西焦煤西山煤电官地煤矿职教中心，山西太原 030022）

1 综采工作面采煤设备概况

西山煤电集团有限公司官地矿井田南北长约14967m，东西宽约12110m，井田面积为104.4974km2，共赋存十四层煤，现在主采煤层为2#、3#、6#、8#、9#煤。其中3#采区布置两个综采工作面。3#煤平均可采厚度3.3m，煤层倾角4～7°，平均5°。2#煤采空区面积增加，地表形成裂隙或塌陷，在雨季地表水沿裂隙渗入采空区，造成2#煤采空区积水，煤层上部地层含水微量，静储量小，对2#煤层开采影响不大，水文地质条件比较简单，水源的补给主要来自大气降雨，受季节性控制较为明显。

3#煤工作面均采用长壁后退式一次采全高综合机械化采煤方法，采空区采用全部垮落法，工作面顺槽采用跟顶跟底。根据3#煤顶板岩性及推进度，确定3#煤工作面采用支撑掩护式液压支架支护顶板，两巷端头支护采用密集支柱支护，两巷安全出口及超前支护采用戴帽点柱或对梁对柱支护。综采工作面主要设备技术参数如下表1所示。

2 综采工作面机械设备系统可靠性

3#煤综采工作面设备系统众多，属于可修复串联系统。综采工作面机械设备系统主要有采煤机、刮板运输机、液压支架、转载机、破碎机、皮带、乳化液泵及乳化液箱、喷雾泵及移动变电站。其余负荷中心、馈电开关、通讯控制系统有备用设施因此不做考虑。

综采工作面机械设备系统可靠性分析主要分为2步：（1）分析单个设备可靠性；（2）分析综采工作面机械设备系统可靠性。

2.1 单一设备可靠度

综采工作面设备系统的模糊可靠度主要反映生产设备系统运行状态，主要从修复率和故障率两个方面进行分析。根据国内外数据统计经验，综采工作面设备的工作时间与修理时间服从指数分布，即：

单一设备工作时间：P{X≤t}=1-eλt

单一设备修理时间：P{X≤t}=1-eμt

式中：

λ-系统的故障率，即单位时间内采煤机发生故障的次数；

μ-系统的修复率，即单位时间内采煤机被修复的次数。

单一设备可靠度分析步骤如下：

（1）设备状态方程

（2）单一设备可靠度

表1 综采工作面主要设备技术参数

2.2 综采工作面机械设备系统可靠性分析

综采工作面机械设备系统属于串联可修复系统，主要设备有采煤机、刮板运输机、液压支架、转载机、破碎机、皮带、乳化液泵及乳化液箱、喷雾泵及移动变电站。系统可靠性计算公式如下：

综采工作面机械设备系统可靠度：

2.3 综采工作面机械设备系统可靠度计算

根据矿井近3个月统计，3#煤综采工作面机械单个设备修复率和故障率进行统计并通过计算可得单个设备可靠度，见表2。

表2 3#煤综采工作面机械单个设备可靠度

3#煤综采机械设备系统可靠度通过公式计算得：A系统=0.68。

3 综采工作面机械设备系统评价

3#煤综采工作面设备系统可靠度较低，是由于液压支架、皮带、刮板输送机及乳化泵故障率高造成的。经调查发现，液压支架问题主要是由于支架工操作经验不足，操作流程不规范，造成速度和压力不稳定，运动精度低，振动噪声偏大。对原件出现异常情况，识别不清，对液压支架元件检查不足。刮板输送机故障主要是由于煤层坡度较大，槽底不平，造成飘链或掉链；另外由于煤块清理不及时，导致经常发生卡链现象。乳化泵运转时，噪声大且有撞击声，压力脉动大。乳化泵运转不正常严重影响后续工作，同时乳化泵压力不足，需要及时清洗液箱的吸液过滤器，影响工作正常进行。运输顺槽胶带运输机故障主要是由于皮带跑偏，其主要原因是由于胶带老化变形，边缘磨损严重。

根据以上分析可知：支架工与泵工应对液压支架和乳化泵加强日常管理和维护，保证其日常正常运行；清理工及时清理刮板输送机淤积煤块，同时在实际生产中，技术主管应重点管理刮板输送机槽底平整；针对皮带跑偏问题，建议矿方更换胶带并重新进行安装。