综采机电事故规律探索及防控

2023-10-09王鑫

科技与创新 2023年18期

王鑫

（平顶山天安煤业股份有限公司六矿，河南平顶山 467091）

随着井工煤矿综采装备的不断升级，综采工作面机电事故相对减少，但是因为操作技能、管理环节、地质条件等多种因素制约，在所有影响开机率因素中，最大的因素依然是机电事故[1]。

找到机电事故规律，就能针对性防控，降低事故率，提高矿井安全高效水平[2]。根据矿井连续4 年综采机电事故梳理分析，结合现场跟踪观察及调研，得出了事故多发的时间段、多发地段、多发设备部位等，对同类型矿井机电事故控制和综采设备管理具有指导意义。

1 矿井及工作面概况

矿井主采煤层埋深713～800 m，属缓倾斜煤层，具有顶板软、底板软、煤层软“三软”特性。

矿井3个综采工作面，采长180～320 m，采高2.0～3.6 m；回采区段内构造发育，均为正断层。煤层厚度属中厚煤层，一次采全高，垮落法管理顶板；工作面作业方式均为三班生产、插班检修。

2 工作面配套设备

工作面配套设备包括：工作阻力为5 000～6 400 kN 两柱掩护式液压支架，装机功率为600～1 130 kW 交流电牵引采煤机，重型可弯曲刮板输送机和桥式转载机，BRW400/31.5 乳化液泵站，其他配套附属设备。

3 机电事故规律分析

3.1 机电事故多发的设备

设备的事故诊断，常从机械、电气、液压等方面排查判断。为了便于统计分析，将设备电气事故包含在所属设备的事故统计之内。比如采煤机启车掉闸事故，包含在采煤机所有机电事故统计之内，依此类推。2018—2021 年工作面设备累计事故数量如表1 所示。

表1 2018—2021 年工作面设备累计事故数量单位：起

从表1 可以看出，矿井4 年内所有工作面累计发生事故频次最多的是采煤机，其次是运输机。主要原因是：二者均为频繁移动设备，且运行环境差、负载较大（相对转载机而言，因顶板、拉架等不均衡因素造成运输机承受货载更多）、启动相对频繁等。而且根据设备事故多发部位的比对，采煤机导向滑靴、负荷侧电缆两类事故较多，运输机断链子事故在所有运输机事故中占88.6%。

鉴于此，从设备管理、备件准备到运行前检查和检修各环节中，应特别关注采煤机和运输机。

3.2 机电事故多发的时间段

人体生物钟显示，在23：00 时人体功能开始下降，逐渐进入深度睡眠，凌晨03：00 人体进入深度睡眠状态，肌肉完全放松。四点班（即前夜班18：00 至次日02：00）和零点班（即后夜班02：00—10：00）相对于八点班，人的精神状态欠佳，精力不易集中，是容易困乏的时段，因此常容易出现误操作、违章作业而引发机电事故。且四点班01：00 左右为临近下班时间，人的情绪易紧张，出现人身事故和机电事故概率相对高。

各单位不同班次总事故次数比较如图1 所示，可以看出，事故次数按照八点班、四点班、零点班顺序逐渐增多。

图1 各单位不同班次总事故次数比较

每年各月总事故次数比较如图2 所示，从图2 可以看出，每年的年初、年末事故较少，而每年6—8 月份为事故高发期。其原因如下：①雨水丰沛，井下空气湿度相应增大，严重影响到电气设备“干燥、绝缘”的基本要求。②夏季高温造成井下温度升高，不利于设备冷却散热，人员精力不易集中。③夏季雨水较多，顶板事故容易发生。综采工作面顶板事故发生后常导致运输机负荷突然增加，以至于运输机断链子等事故发生概率高。

图2 每年各月总事故次数比较

通过数据统计和调研还发现，工作面过地质构造（主要是断层）期间机电事故相对较多。主要因为过断层期间，生产进度较慢、工程质量较差，时常出现工作面输送机不平不直（输送机在断层区域出现卧塘或落后）。而且因为松动爆破效果差，增加了采煤机截割阻力。这些原因造成设备负荷增加，设备运行环境差。在断层区域，采煤机运行时振动较大，致使设备故障多发（比如电气设备小线连接松动、采煤机牵引部与控制箱连接螺丝松动、行走部连接螺丝松动等）。再就是每班班末机电事故较多，其原因是：外围系统停车等其他原因造成本班作业循环完成困难，工作人员到班末时急着赶任务，有急躁、麻痹心理，出现图省事或野蛮操作等。

针对机电事故发生的“四零点班多”“夏季多”“过断层多”“班末多”的四多现象，采取以下管控措施：①在雨季、过断层特殊时段，缩短检修周期，超前检修，以消除设备隐患；超前支护，防止顶板事故发生。在断层地段多布置钻具，优化爆破参数提高爆破效果，严禁截割坚硬岩石。②要求跟班干部和班长加强对四点班、零点班设备巡检和岗位司机上岗情况督查。③首紧尾松，抓好开工。坚持正规循环作业，禁止班末抢进度、拼设备。

3.3 机电事故多发的工作面地段

对多起机电事故统计发现，工作面两端部即机头机尾段事故多发。这是由于采用斜切进刀工艺，采煤机在此段往返2 次或多次，容易出现以下事故：①运输机推急弯，造成采煤机掉道、导向滑靴过磨损或开裂等事故；②煤机司机与支架工协调差，出现采煤机割碰支架前梁、护帮板或铲煤板，如图3 所示，轻则增加煤机负载，加速设备或部件老化，重则导致摇臂传动机构损坏（常见离合器轴断、一级传动轴损坏、行星机构卡死等）等事故而停产；③在机头、机尾地段的采煤机码头处托移电缆弯曲半径变小且往返次数多，易造成主芯线或控制线折断，有时电缆脱出电缆槽造成挂卡而拽断。

图3 被采煤机割碰的护帮板

为减少该地段事故，要求严格按操作规程作业，合理控制截割速度，设备配套时选用装载效果好的煤机，以减少往返拾煤次数，支架工与采煤机司机协调配合，切忌输送机推急弯或紧跟采煤机推溜。

3.4 机电事故主要诱因

人为因素：设备虽然更新了，但是培训跟不上，造成误操作或违规操作；工作人员为了赶时间或进度，强行野蛮操作；设备失修漏检或检修不当等。这些均属于人为因素。

设备因素：设备配套或设计有缺陷，一般此类现象较少；本应报废，为了节约资金而让设备超期“服役”，造成恶性循环；设备配件质量差，使用寿命短或更换后引发次生事故等。

环境因素：高温、高湿、粉尘等都是影响设备寿命和安全运转的环境要素。另外，综采工作面工程质量差同样会造成设备隐患或直接诱发机电事故，如刮板输送机不平不直、运输机与转载机搭接不合理等。曾经发生过因为运输机下扎导致采煤机重心偏移而使导向滑靴断裂；因为支架前梁下扎造成采煤机割碰支架前梁导致摇臂行星机构、惰轮损坏等事故。

管理因素：因为人员配备不足原因致使“包机责任制”无法落实，使设备漏检、失修或非本岗位顶替检修；有些单位主要领导认为一个时期没有机电事故，就让检修班承担生产班的一部分杂活，严重挫伤了检修人员的主动性和责任心等[3-4]。

相对而言，设备状况、运行环境、管理模式一旦固定，基本是一个常态，而不同的人会受到情绪状态、身体状况、技术水平、文化层次、职业道德等多种因素的影响，进而影响着机电的运行。经过多起机电事故追查分析，80%以上事故原因是操作不当、检修技术水平低和设备保护意识差引发的，所以诸多人为因素中技术水平、职业道德又是重中之重。因此，上述4个因素中人是最活跃的生产因素，也是造成机电事故的主要因素。在整个设备管理环节中，突出“事故人本”理念，解决人的问题，足以弥补设备状况、运行环境、管理模式等的缺陷。

4 “42113”事故管控模式

“42113”事故管控模式具体内容为“四个关口”“严禁设备两超”“一个综采设备多元预警管理软件”“一个百分检查”“每月三次跟踪检修”。

4.1 四个关口

分类事故统计显示，采煤机事故中电气事故占61.2%，而电气事故中电缆故障较多，且多为接地。因此严把电缆“三个关口”：新电缆质量存在问题和旧电缆“伤口”处理不合格的禁止入井，严把“入井关”；进行爆破、移架、洒水、管路铺设等作业时优先考虑对电缆的防护，严把井下现场“保护关”；定期摇测绝缘上报主管科室并做好台账，严把井下“检修关”。采煤机托移电缆冷补，最好安排在矿月度停产检修时间，确保冷补后有一个稳定期。

另一个就是“严把培训关口”。除了常规岗位安全操作资格证培训、技能等级考核培训外，重点以本部门组织的“车间+案例+现场”培训模式为主，提高实操能力。抽调5 名“综采大师”分别担任液压支架、采煤机、刮板输送机、乳化泵站、电气5 个专业班的老师，在地面工厂检修车间，对照实物，结合机电事故案例每月定期讲授、考核奖励；出现机电事故后，当班设备操作人员、班长、跟班干部3 类人员必须全过程参与设备故障排查、修理，进行现场实战技能培训。