煤矿机电运输常见故障及防范对策分析

王少雷

（乌审旗图克镇门克庆煤矿，内蒙古鄂尔多斯 017300）

我国经济的中高速发展将带来能源需求的持续性增长，煤炭是我国重要的基础能源。保守预计2022—2025 年期间，煤炭消费量将保持年均2.07%的增长，煤炭的战略属性与“压舱石”作用更加突出。煤矿安全是我国煤炭工业又好又快发展的重要前提和基础。煤矿开采具有周期长、环境复杂、投资大等特点，因此煤矿事故的类型多样，而且很多设备会出现习惯性故障。运输作为煤矿主要的生产环节，具有工作量大、方式多样、系统繁杂等特点，作用尤为重要。对煤矿来讲，机电运输设备不仅运输工作人员，还承担运输煤炭、材料和其他设备的工作任务，是使用比较频繁的重要设备。2008—2020 年，我国煤矿事故统计发现，煤矿机电运输故障增长趋势明显[1-4]，对煤矿事故总量的贡献较大。随着我国煤矿两化融合的推进，机械化程度不断提升，煤矿井下机电运输设备不断增多，使得煤矿机电运输事故呈增加态势。触电、跑车、绞车钢丝绳断裂、机械故障等是常见的机电运输事故，且多为一般事故。煤矿机电运输事故具有单一性、重复性、关联性等特征。因此，要想提升煤矿生产效率，就需要认真研究机电运输常见故障及防范对策，以有效降低煤矿机电运输事故发生的概率。

1.煤矿机电运输常见故障

1.1 刮板输送机

机械化综采设备三机一架是煤矿开采作业的主要设备，刮板输送机是煤矿井下重要的运输设备，也是故障频率最高的设备之一。中部槽作为采煤作业的最直接运输和承重部件，受到挤拉、碰撞、冲击、摩擦等多方面复杂力的作用，造成中部槽磨损和腐蚀严重，使得刮板输送机检修频繁或经常更换，极大地影响煤矿的生产效率和经济效益。

刮板输送机在使用中经常出现因电动机维修质量不达标、受潮、电网电压谐波过大、刮板链条内卡入异物、长时间超载、电机散热不畅等原因引起的电机烧毁；因联接环安装不正确、链轮轮齿过度磨损等造成的跳链；因负荷太大引起的跳闸；因硬物卡在链轮内造成刮板弯曲；因冲击、疲劳断裂引起的运行中断链等事故。

控制刮板输送机上窜下滑标准作业流程为：一是掌握倾角变化。依据煤层底板等高线，使掌握工作面倾角变化。二是制定措施。根据工作面倾角变化及时调整工作面与顺槽夹角。调整割煤工艺，改变推移刮板输送机顺序。改变液压支架推移方向。三是预防窜动。调整工作面伪斜，明确伪斜量，确定加、减刀的数量，及时在工作面端头加、减刀割煤。调整液压支架推移方向正确、合理。

1.2 电机车

电机车是煤矿机电运输中最为关键的机械设备。随着煤矿现代化的推进，电机车的运载量和使用频率越来越大，使得运输的管理难度增大。当使用矿用电机来进行运输时，经常会发生误倒车、追尾碰撞、超速脱轨、闯红灯等安全事故。其中产生超速脱轨与追尾碰撞的次数最多。人为故障和设备故障是电机车运输中常出现的两种形式。缺乏安全意识、业务不熟练、疲劳驾驶、责任意识不强等是造成人为故障的主要因素。

电机车在行进中受到强烈撞击、制动系统失灵、轴箱内油质不好或者缺油、整流子漏火、弹簧片断裂或破损、圆根松动等是造成电机车设备故障的重要因素。为提升电机车运行的安全性，在电机车前后都要配备警示作用的车灯。如果行进过程中的道路情况复杂，要严格遵守通行规定[5]。

电机车摘挂销链要遵循如下流程：一是车辆编组。检查车辆装载捆绑牢固可靠，无超长、超宽、超高。检查连接销及链环合格。销链放置在巷道行人侧。连接编组，不得超挂车辆。二是挂钩。运输车辆与电机车连接可靠。三是摘钩。车辆停稳后，车辆与电机车摘钩。车辆与车辆之间解链，收集摘下的销链。

电机车掉道事故处理标准作业流程：一是准备工作。掉道电机车前后设置警戒标识。断开电机车与矿车之间的连接。准备液压推溜器、复轨器等。二是处理掉道。液压推溜器支起电机车的一侧，木板垫实轮对，液压推溜器支起另一侧，木板垫实轮对，直至电机车轮对高于轨面，液压推溜器平推电机车上道。三是复轨器处理掉道。复轨器插入掉道电机车轮子下方，缓慢开动电机车直到电机车上道为止。四是填写记录。将事故经过、造成损害、影响时间及卫生处理情况填写在运行记录中，并如实向上级领导汇报事故处理过程。

1.3 胶带输送机

胶带输送机又称带式输送机，主要由驱动装置、滚筒、拉紧装置、传送装置、传送带等组成。由于具有运输效率高、运距长、连续运输等优点，普遍应用于各大煤矿，是煤矿常用的运输设备。由于井下作业环境复杂、空间狭小、物料不稳定、长时间不停产，导致输送机故障率较高。为保证煤矿井下作业安全与生产效率，需要认真分析胶带输送机常见故障及防范对策。

胶带输送机在使用过程中常见的故障有：因电机不转，皮带机启动不了；因滚筒、托辊粘煤泥或杂物，胶带机在某点跑偏；设备零部件脱落、铁器卡在落料溜槽和胶带间造成胶带损伤；因胶带阻力过大、张力小、胶带与驱动滚筒之间摩擦系数减小造成胶带打滑；输送机严重过载、跑偏、启动时凹段弹起造成的撒料；托辊严重偏心时异常噪声。随着人工智能技术的不断发展，胶带输送机运行状态监测进入智能化监测阶段。同时，带式输送机安装有温度、烟雾、防跑偏、防撕裂等各类保护装置，当遇到异常情况时而自动停机，以保证运输的安全。

主斜井带式输送机特殊操作标准作业流程：一是防滑保护动作。查找防滑保护动作原因；处理打滑故障；滚筒包胶有无脱离；电机功率是否平衡；胶带机是否存在超载现象。二是纵撕、沿线急停、皮带机联锁保护动作，查找原因处理。三是超温、烟雾保护动作。热电偶传感器安装在主传动滚筒轴承座上；使用红外线传感器时，发射孔正对主传动滚筒，距离300mm ～500mm；超温停车处理；有烟雾停车处理。四是欠压、过流、漏电、单相断线保护动作。处理保护动作原因，保证无欠压、无过流、无漏电、无单相断线。五是确认故障。闭锁皮带机、挂警示牌；检查发生报警地点，确认存在问题。六是向调度室汇报存在问题。

处理带式输送机跑偏标准作业流程：一是准备手锤、撬杠、大锤、扳手等作业工具。二是跑偏保护动作停车。检查跑偏保护动作原因和跑偏保护安装位置。安装在距离机头、机尾 10m ～15m 处，坡度变化时变坡位置处。皮带机防跑偏传感器安装正确。三是滚筒跑偏调整。滚筒表面不粘料、包胶完好。安装位置准确，平行度合适。四是皮带沿线跑偏调整。调整托辊，缓慢垫高跑偏方向另一侧的托辊支架，垫高数以第一个垫起的托辊为准，“跑高不跑低”；检查托辊表面粘料；检查落料；检查机架平直；检查皮带接头。五是解除闭锁，开启带式输送机观察运行是否正常。

1.4 单轨吊车

针对目前煤矿井下绞车安全风险大、运行效率低等情况，单轨吊车成为辅助运输系统的主要设备。近年来，随着煤矿两化融合及智能化煤矿的推进，单轨吊车由于具有操作简单、运输效率高、低危险性等特点，主要用来运送人员、设备和材料等，成为煤矿井下安全高效辅助运输设备。防爆蓄电池单轨吊车、防爆柴油机单轨吊车、固定气源压缩空气单轨吊车是目前常用的3 种单轨吊车。3 种单轨吊车各有优缺点，前两种应用在高瓦斯矿井时防爆安全存在隐患，后一种适用于通风较差的工况环境，但存在操作不便、工人劳动强度大、作业效率无法有效保障等不足。新近研发的自携带空气动力的空气动力单轨吊车依靠压缩空气在马达中膨胀做功实现动力输出，具有工作过程无火花、防爆性能好、尾气洁净、降低环境温度等优势，是高瓦斯矿井辅助运输的首选设备。

单轨吊车在运行过程中常常出现如下状况：由于在使用前没有进行安全检查，不具备运行条件，常存在状态不稳定的情况。在很多时候，单轨吊车保险制动、停车制动装置没有经过运行前安全检查，各项参数没有在规定的数值内会带来人身安全问题。为了安全系数更高，要配备良好的通信设备、喇叭和车灯，这是保证单轨吊车正常运行的重要保障。单轨吊车事故处理标准作业流程：一是勘察事故现场。无片帮、淋水、漏矸现象，起吊条件可靠。二是向调度室准确汇报事故情况。三是检查准备工具。准备手拉葫芦、扳手、撬棍、起吊绳等。四是作业准备。距事故处理现场30m 外设置警戒；确定专人指挥、专人负责安全、作业人员分工负责；清理影响作业安全的杂物，对巷道吊挂的管路、电缆等采取防护；轨道、锚杆、锚索或其他可靠的起吊点悬挂手拉葫芦。五是激活起吊模式。启动柴油机，拔出车钥匙；操纵起吊阀。六是机车驱动部复轨。依次卸下螺帽、销轴，摩擦轮对分解，取出轮对；马达固定支架与轨道分离；手拉葫芦起吊，驱动部摩擦轮正对齐轨道腰部；穿上销轴、拧紧螺帽，摩擦轮与轨道恢复固定；使摩擦轮抱紧轨道，马达固定支架恢复原位置；松开手拉葫芦，安装 螺栓联轴节。七是集装箱复位。吊钩缓慢上升，起吊车辆，控制车辆平衡；集装箱底面与巷道底面平行，距地面300mm 以上；起吊完成后，工作链余链固定在箱内。八是处理隐患。车辆连接可靠，装车不偏载，封车可靠；修复可能损坏的轨道、摩擦轮等隐患后，方可重新恢复运输。

2.防治对策

（1）加强制度建设。科学合理的安全管理制度，是做好煤矿机电运输安全工作的重要前提和基础保障。从宏观层面来讲，各级执法机构和管理人员严格执行煤矿相关安全法律法规，对各种煤矿事故从严处罚。煤矿企业必须根据企业生产需要制定完善的管理制度，落实监管部门的责任，将赏罚真正地结合在一起，对事故认真总结和分析，避免类似事故再次发生。为调动机电运输工作人员的积极性，应制定更加合理的分配制度和竞争上岗制度，用物质条件激励员工。

（2）加强员工培训。在机电运输设备管理过程中，过于强调设备的因素，往往忽略了人的主观能动性。煤矿工人素质普遍较低，认为自身工资相对较低，工作积极性较差，安全意识淡漠。在工作中，往往根据以往的工作经验开展，忽略现场的实际生产情况，对安全培训和技能培训也不够重视，很多时候走过场了事，不仅不利于保护工人的自身安全，也在很大程度上增加了安全隐患。因此，要把人在安全管理中的作用突显出来，并把培训做细做实。

（3）加强机电设备维修。矿井机电设备维修时常见到的问题有机电设备的使用方法不规范、机电设备超负荷运转、维修人员的专业技术水平良莠不齐、生产管理人员对维修的重视度不够等。为此，应引入先进的机电设备故障诊断技术、持续学习设备维修的新方法、高度重视设备维修的规范化、加强机电设备的日常巡检、重视维修人员的队伍建设、建立设备维修预警制度。尤其要加强对日常维修过程的管理，要有详细的操作规范和维修日志，避免相关维修人员不规范操作而导致维修质量的不合格。同时，要加强对维修设备的抽检工作，杜绝部分维修人员的不作为。

（4）加大经费投入。随着近些年煤矿经济效益的好转和对煤矿安全问题的日益重视，企业加大了煤矿机电运输专业设备的投入，提升了企业的工作效率，改善了企业的工作质量，使企业获得了较好的经济效益和社会效益。但仍存在采购低价设备或配件的问题，不仅不利于设备的正常运行，而且加大了机电设备检修的难度。

（5）引进诊断监测新技术。传统的监测技术主要依赖工人的实践经验，很难准确快速定位故障点，容易导致故障诊断失误，影响煤矿生产的正常有序进行。利用智能化诊断实时监测技术，通过建立自我学习机制和故障库可精确分析和诊断故障，有效提高故障处理效率。在国内不少煤矿也应用了无损监测识别技术，对提升机钢丝绳进行检测，大大节省了时间。对大型设备，可采用光学监测技术，多点定位诊断故障，极大减轻了工人的劳动强度，监测结果也更加准确。

（6）建立信息化设备管理系统。为有助于员工对设备有更为直接和准确的了解，应对设备建立完善的信息化管理系统。系统对设备的投运时间、使用注意事项、常见问题、解决方法、维修日志等建立档案，维保人员据此对找出最佳的故障解决方式，选择合理的维护方法，提高故障排除的效率。同时，信息化管理系统要健全预警制度，在机电设备产生问题之前定期消除存在的问题，可大大减少设备故障产生的概率。

3.结语

煤矿运输系统覆盖面比较广、杂乱交错，且各部分互相联系，基本贯穿整个煤矿各系统。先进的机电运输设备极大地提升了煤矿的开采效率，为我国煤炭行业的健康安全发展提供了保障。煤矿井下环境复杂多变，瓦斯的含量、通风的完善情况、围岩的复杂程度等都会影响机电系统的正常运行。为了保障煤矿安全生产，机电运输环节是预防和管理的重点。认真分析和总结煤矿机电运输常见故障，可明显改善煤矿生产的各项指标，把对生产的影响降到最低，对煤炭企业预防和化解风险有积极意义。