提升采煤设备利用率的措施研究

王福文，沈洪伟，刘鲁强

（兖矿能源集团股份有限公司济宁二号煤矿，山东 济宁 272072）

随着采煤作业机械化程度的不断提高以及与采煤机械化相匹配的工艺技术不断成熟，煤矿企业开启了采煤自动化作业时代。综合机械化采煤设备相比传统的采煤设备，不但提升了采煤作业效率，还大大提升了采煤作业过程中的安全性，对煤矿企业的健康、可持续发展打下了坚实基础。通过对煤矿企业机械化采煤设备的综合利用情况来判断，现阶段国内煤矿企业的采煤效率相比国外发达国家仍然存在一定的差距，虽然差距不算大，但由于采煤作业的整体体量较大，导致我国采煤设备资源的整体浪费程度较大，如果可以采取有效措施提升采煤机械设备的利用率，从一定程度上可以降低煤矿企业设备的采购量，降低煤矿企业的能耗，促进煤矿企业的快速发展。此外，不断追求煤矿企业采煤设备的利用率，也可以促进采煤设备的更新换代速度，不断提升采煤设备的先进程度。基于此，采取行之有效措施提升采煤设备利用率是大有裨益的。

1 提升采煤设备利用率的重要意义

首先，采煤设备利用率的提升可以大幅度增加煤矿企业的生产效率。采煤设备利用率的提升意味着采煤设备的功用在生产作业过程中得到了较为充分的发挥，节约了大量资源的同时，也充分降低了采煤设备部分功能的闲置情况，提升了采煤设备在单位时间内的作业效率，减少了采煤设备总的作业时间，降低了电能消耗。其次，提升采煤设备利用效率可以将生产现场闲置的机械设备进行削减。以往较低的生产效率需要在生产作业现场预设备用设备或者与采煤设备相配套的设备，以备突然扩大开采量或者其它不时之需。在采煤设备利用率提升后，生产作业现场一些闲置备用的开采设备或配套设备可以进行削减，降低煤矿企业生产作业的总投资。最后，采煤设备利用率的提升过程是一个组合过程，需要设备采购环节和设备现场安装环节相互配合，对利用率提出了较高要求，势必要对采煤设备采购环节和采煤设备安装环节提出更高的管理要求，这样可以在设备采购环节充分降低采购资金的投入、在采煤设备安装、维修养护环节控制成本支出。换言之，采煤设备利用率的提升，可以促进煤矿企业生产管理效率的提升，还可以降低设备安装维护成本。综上，采煤设备利用率的提升不仅可以大幅度提升煤矿企业开采效率，还可以因削减闲置设备而降低煤矿企业生产总投资，还可以充分降低开采设备维修养护成本，提升煤矿企业生产管理水平。

2 采煤设备利用现状及生产作业过程中存在的问题

2.1 采煤设备利用现状

综合机械化采煤设备在我国煤矿企业的应用时间不长，再加上我国存在一部分小型煤矿，小型煤矿的生产管理模式相对与大中型煤矿企业来说是较为粗放的，管理观念更新程度也较慢，再加上小型煤矿企业管理人才相对匮乏，导致煤矿企业生产管理组织能力捉襟见肘，无法确保煤矿开采设备的高效运行。在开采过程中，煤矿开采设备所处的作业环境较差，经过一段时间的运行后，采煤设备难免出现磨损等问题，如果对于出现的各类问题不重视，随着运行时间的推移，采煤设备出现较大故障或者损害的概率增加，采煤设备一旦出现故障，就会大大影响设备的利用率。当采煤设备运行一段时间后，为了应对设备出现故障的情形，应该对设备进行有针对性的维修保养工作，但是大部分煤矿企业缺乏设备维护保养方面的管理人才，导致设备维护保养不及时或者维修保养的管理策略不够科学，继而影响了设备的利用率。

不同煤矿的井下地质条件差距较大，同一款采煤设备可能适应A 煤矿的井下采煤要求，但是不一定适应地质条件不同的B 煤矿的井下采煤要求。换言之，采煤设备的选择要根据煤矿地质条件和煤矿规模来确定。但是，在采煤设备采购的初期，部分采购人员往往是根据经验来判断需要采购的设备类型，缺乏根据煤矿特点进行整体规划的采购技能，导致采煤设备无法完全适应煤矿的采煤工作，部分设备的功能无法全部施展，采煤设备无法满足井下生产作业要求，导致采煤设备的利用率降低。采煤设备的购置费用在煤矿企业生产成本中占据不小的比重，当设备利用率降低时，会直接影响煤矿生产企业的经济效益。此外，煤矿采煤设备在运行过程中经历多次拆卸组装环节，不同地质条件和生产作业环境，对于设备的拆装方案也有一定的影响，导致采煤设备无法在所有煤矿通用。采煤设备在频发的拆装过程中也消耗了大量的时间，增加了时间成本消耗的同时，也降低了采煤设备的利用率。

2.2 采煤设备应用过程存在的问题

（1）采煤机的磨损问题。采煤机在工作过程中，各个零部件无法避免的需要相互摩擦，由于采煤设备所处的作业环境恶劣以及作业空间狭小，再加上粉尘等污染物质的侵入，导致采煤设备出现磨损较为严重的问题。采煤设备机械系统中的磨损对采煤作业过程产生了极大的危害，必须对此类磨损采取性质有效的措施进行抑制，其中采煤设备磨损最大的部位是传动中的齿轮和支撑用的轴承。

（2）采煤过程安全性不高。煤矿井下复杂的地质条件和恶劣的地质环境对井下作业人员的人身安全条和采煤设备的安全工作造成了不利影响。在采煤作业实际操作过程中，重点关注的是采煤设备选型、采煤设备的拆装和采煤技术方案的选择，对采煤过程中的安全因素考虑不足，没有对煤矿井下安全生产给予足够的关注，在加上管理人员的安全管理意识淡薄，导致采煤作业过程中的安全性较差，继而导致了采煤技术实施效果较差，间接影响了采煤设备的开采效率。此外，缺乏安全保障的煤矿井下设备在应用过程中，很难将采煤设备配套的避灾装置和防护装置应有的作用发挥出来，这就导致采煤设备作业过程中安全风险影响因素增加，影响了煤矿开采设备的开采效率，也降低了煤矿企业的生产经营效益。

（3）煤矿井下采煤作业的管理理念较为落后。部分煤矿企业的组织管理模式较为粗放，管理理念相对落后，还有一种手工作坊时代的管理思想残存。管理人员业务水平能力欠缺，导致企业的生产效率不高，生产过程中存在浪费资源的现象时有发生，采煤设备采购后因无法适合地质条件或者其他原因无法进行井下作业，不得不闲置在基地，与采煤作业相关的管理制度不够健全且执行困难，种种因素导致采煤设备利用率低下。采煤设备必要的维护和保养工作做的不到位，既没有采取科学正确的维修保养方法，也没有相关的切实可行的维修养护方面的管理制度。采煤设备本身长期处在潮湿且恶劣的工作环境中服役，采煤设备在得不到科学合理的维修养护，严重影响了采煤设备的使用效率。采煤设备具有较强专业性的设备，需要完全按照操作说明和操作规程去执行，而现实操作中并非所有操作人员都按照规定要求去操作设备，使得采煤设备长期在非正常情况下工作，导致采煤设备使用过程中故障频发或者降低了物理寿命。科学合理的维护保养措施和切实可行的管理理念才能保证采煤设备发挥出其应有的工作效率。

（4）采煤设备采购计划科学性不足。煤矿企业在采购采煤设备及其配套设备过程中因未制定科学严谨的采购计划、未对需要采购的采煤设备进行严谨的评估考量产生了不少的问题，其中较为突出的问题如下：采购的设备无法完全满足煤矿井下开采需求；现场管理人员没有根据煤矿实际情况去制定采煤生产计划，导致采煤设备无法正常投入生产。生产成本的组成中有很大一部分来自各类采煤设备的购置费用，采购方案不切实际会大大增加煤矿企业的生产成本，对煤矿企业的经济效益产生非常不利的影响。如果单纯地为了降低采购成本，设备采购不足会无法满足生产的基本需求，不但影响煤矿企业的采煤产量，还增加了煤矿企业人力资源的浪费。

3 提高采煤设备利用率的有效措施

3.1 通过对齿轮和轴承的润滑来降低采煤设备的磨损

采煤设备的传动齿轮润滑方式有两种，一种是油浴润滑；另一种是喷油润滑。这两种润滑方式适应的场合不同，油浴润滑方法适用于传动齿轮圆周速度较低的设备；喷油润滑方法适用于传动齿轮圆周速度较高的设备，且喷油润滑需要配套的润滑油泵和液压管路系统，其结构相对复杂。煤矿采煤机前部的截割设备的传动齿轮的圆周速度较低，比较适合使用油浴润滑方法，在一个密封良好的箱体内缓慢加入润滑油,润滑油加入深度以油深侵入大齿轮直径的1/3 为宜。在采煤过程中，需要对截割高度进行调节，为了实现这个目的，在摇臂中采用惰轮提升摇臂的举升高度，这也使得采煤设备摇臂部位的润滑工作变得复杂，该部位具体润滑方式为：摇臂工作一段时间后停止牵引，然后将摇臂位置降低，具体降低高度以满足齿轮得到润滑为标准，当摇臂齿轮按照油浴润滑法全部润滑完毕后再进行后续工作。采煤设备的截割位置使用的是滚动轴承，轮动轴承的润滑方式同样是根据滚动轴承转速的大小来确定，由于采煤设备截割位置的轴承转速大小相对较低，所以选择油浴润滑。油浴润滑方法减少了密封结构和零部件的使用数量，还可以对采煤设备采取切实可行的润滑。此外，采用油浴润滑还可以对滚动轴承进行降温和清洗。

3.2 提升煤矿井下采煤作业的安全性

科学分析采煤技术的功能特性，以煤矿通风系统设计为基础，建立采煤作业人员的安全管理制度，提升采煤作业人员的安全意识，稳步提升煤矿采煤过程中的安全性，达到采煤过程中人员安全和设备安全的目的。逐渐提高煤矿井下采煤过程的安全性，在安全采煤的基础上稳步提升采煤技术。采煤设备安全稳定运行后，才能制定更具安全性的生产作业计划，全面提升采煤设备和采煤工艺相辅相成的应用技术，为煤矿企业采煤作业的科学发展打下夯实基础。与此同时，要加大煤矿采煤设备安全运行的培训力度，落实培训计划，不拘泥于培训形式，以员工切实获得安全培训为中心，建立培训制度，制定奖罚措施，切实全面提升煤矿井下采煤人员的安全操控采煤设备的能力，为采煤计划的顺利完成提供技术支撑，继而全面提升采煤设备的利用率。

3.3 建立采煤设备可靠性维修管理理念

可靠性维修是一种新型维修策略，其策略的核心是主动维修。与以往的被动维修理念或者是预测维修理※※念不同，可靠性维修理念强调的是采煤设备维修管理的前瞻性，在设备出现故障前已经将可能出现故障的风险消除了，将非计划停机的概率降到最低。可靠性维修管理理念是要求维修人员对采煤设备的所有信息要了如指掌，通过主动维修策略来降低设备的故障率，其维修费用也会与被动维修相比，也会大幅度降低。而且通过主动维修策略，还可以延长采煤设备的使用时间。

3.4 建立与生产计划相适应的采煤设备采购计划

煤矿企业的生产计划与采煤设备的采购计划应彼此相辅相成。采煤设备利用率提升可以从源头处对采煤设备的需求量给出较明确的指标，可以防止与煤矿井下生产需求相差较远的采煤设备被列入采购清单。基于此，在制定采煤设备的采购计划时，要充分分析煤矿企业的生产计划，科学合理地制定煤矿采煤设备的采购计划，根据制定的生产计划提前预演各类采煤设备的布设情况，通过反复推演确定较为合理的设备采购清单，确保所采购的设备都能得到合理的应用，在生产过程中，都可以将采购的设备投入运行，提高采煤总量的同时，也提高了采煤设备的利用率。与此同时，还应对煤矿生产作业环境以及煤层地质条件展开全面评估，综合考虑采煤设备的使用年限、拆卸以及转运难度等因素，保障正常生产作业以及采煤设备的利用率。

4 结语

煤矿企业采煤设备的利用率直接影响煤矿企业的生产效率，所以在采煤作业中，应将采煤设备的产能提到最大，确保采煤设备的高效运行，提升采煤设备的利用率。提升采煤设备利用率需要多方面因素的集成才可以实现，要提升煤矿作业人员的专业素养，要制定切实可行的采煤设备维修养护策略，要制定与生产计划相适应的设备采购计划等。只有严格执行提升采煤设备的各项策略，才可以稳步提升采煤设备的利用率。