大型煤礦機電設備優化管理效率

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摘要:本文以國家能源集團神東煤炭分公司20年優秀的機電管理經驗為基礎，探索大型煤炭企業機電設備管理的提升方法，提高設備管理效率和技術水平，減少企業成本，提高企業競爭力等。

關鍵詞:管理模式;成本;效率;技術

大型煤礦集團公司一般有幾個或十幾個礦井，主要采掘機電設備的資產動輒幾十億元甚至上百億元，這么大量的設備資產采用何等有效的管理模式，如何在正確的管理模式下降低設備成本、提高設備效率、改進設備技術一直是我們探索的目標，下面就以國家能源集團神東煤炭分公司為例，簡要探索煤礦機電管理奧秘。

1設備管理模式分析探索

神東煤炭是國家能源集團的骨干煤炭生產企業，現有大型現代化安全高效礦井13個，目前長期在采32個綜采工作面、56個掘進工作面。公司的主要大型采掘機電設備主要由設備管理中心統一集中管理，這種集中統一管理模式是神東30年發展過程中摸索出來的較為成功的煤礦機電設備管理方式之一。這與神東礦井較為集中、地質開采條件相似、煤層開采范圍變化不大等先天優越條件分不開的。下面就神東公司綜采、連掘設備分別在礦井獨立管理及集中統管模式下，設備總需求數量進行測算并分析如下。

1．1獨立管理模式

機電設備由各礦井獨立管理，設備由各礦井根據生產接續自行儲備和更換，按此模式測算神東公司2020年共需綜采設備73套、掘進設備105套，才可滿足各礦正常生產接續。2025年后可采煤層發生變化，綜采設備需求增加至93套、掘進設備需求增加109套，設備綜合備用率50%以上。

1．2集中統管模式

神東公司2002年成立設備管理中心統一管理公司主要采掘機電設備，各礦根據生產接續、采高情況設備之間優化調配使用。按此模式測算神東公司2020年最低共需要綜采設備53套、掘進設備74套，可保證各礦正常生產接續。2025年后可采煤層發生變化，綜采設備需求增加至57套、掘進設備需求增加至78套。設備綜合備用率20%～25%。

1．3兩種模式對比

設備集中管理統一配置，可以根據各礦不同時間段的接續需求合理儲備和周轉設備。尤其是煤層厚度變化較大的礦井，需要短期內頻繁更換不同采高、不同型號的設備，若各礦單獨管理，需儲備大量周轉數量，利用率降低。統一管理模式，可整合資源，全公司按煤層厚度對設備進行統一儲備和周轉，可以大幅度降低數量，有效提高設備使用率，統一管理模式較各礦自主管理成本降低30%以上。神東公司主要采掘機電設備在兩種模式下對比情況見表1。

2設備集中統管模式下成本、效率、技術優化探索

大型煤炭集團機電管理采用集中統管模式最為經濟合理，如何在集中管理模式下繼續減少設備成本、提高設備管理效率、提高設備技術水平仍然需要大量的研究工作，在神東煤炭集團優秀做法的基礎上繼續進行以下幾個方面的探索研究。

2．1降低設備成本，優化設備結構探索

①制定合理的設備中長期規劃，循序漸進地進行設備的更新換代，避免出現設備結構老化，使設備新度系數(設備新度系數=設備總凈值/設備總原值)保持在合理區間，同時也要避免出現集中采購造成浪費情況的發生。經測算設備新度系數應保持在0．3～0．5之間最佳。②制定機電設備報廢標準，液壓支架報廢標準循環次數達到30000～35000次;采煤機報廢標準行走里程達到6000～7000公里;刮板輸送機報廢標準中部槽中板磨損剩余15mm以下;泵站報廢標準累計運行40000h以上等［1］。③制定機電設備維修標準，避免欠維修或過度維修，降低維修成本。液壓支架大修標準10000～12000次循環;采煤機大修標準1000～1200公里;泵站8000～10000h等。設備大修次數過多將出現設備性能、安全系數降低，維修成本不斷提高的情況，避免這種情況應避65DOI:10.13487/j.cnki.imce.018594免設備大修次數達4次以上的情況。④加快低效無效設備處置力度，對已達到報廢標準或不符合公司采場條件長期閑置的設備，組織鑒定后提請報廢或給其他煤炭企業出租或出售，盤活資產降低成本。⑤低性能設備改造升級，主要通過液壓支架工作阻力提升、電液控系統改造、采煤機采高改造、三機變頻改造等方式提高低性能及閑置設備的適用性，從而提高設備利用率。⑥合理儲備備用周轉設備。備用周轉設備數量設置要合理，一般不宜高于25%。2．2降低設備成本，提高通用互換性探索選擇同型號設備，提高設備或部件通用互換率，可以有效地提高設備管理效率、減少備品備件的儲備和成本，方法如下:①制定標準化設備采購標書，設備模塊化設計，減少設備型號、統一部件尺寸、盡量與現有設備實現通用互換等。目前神東在支架油缸、三機減速器、電機、鏈條、刮板等部件中加強了通用互換性，如液壓支架關鍵部件7類千斤頂由170種不同類型減少至24種;采煤機、連掘設備關鍵7類部件共計有100種減少至45種，齒座、齒套由原來的不同供應商的不同類產品共計35種減少至10種;刮板輸送機不同供應商的減速器、電機、中部槽、銷排、鏈輪、刮板中6類部件由128種減少至37種［2］。②現有設備通用性升級改造，中厚煤層TTT三機變頻改造、3×1600kW變頻一體機改造、變節距三機鏈條鏈輪改造、支架電控改造、采煤機電控改造等，要在升級改造時充分考慮神東現有設備種類。

2．3保持設備先進性探索

設備技術更新速度快，部分設備未達到報廢年限就因技術落后或不適應采場條件造成長期閑置，未發揮設備全部效能。截至2020年7月，神東設備管理中心閑置設備共計628臺，其中屬于設備性能低，技術落后設備621臺，占閑置設備總數的98%。如何避免設備過早淘汰情況的發生，我們可以應用以下幾項措施:2．3．1緊盯煤炭設備前沿技術，加強新技術研發與合作針對公司未來生產接續、地質條件變化情況，提前做好技術研究和積累工作。依托國內外大學院校、重點煤礦設備制造廠家及設計單位等，開展先進技術研究，例如神東公司提前規劃研究的項目有:等高式薄煤層高產高效成套裝備、8m以上超大采高成套裝備、高強度重型刮板輸送機刮板及耐磨中部槽、純水設備、充填支架、長距離皮帶機、變頻技術、永磁同步電機等關鍵技術持續開展技術交流與研究。在保持設備先進性方面組織更多技術人員積極投入科研中去，創新引擎，敢為人先的工業實驗，為公司鑄造煤炭設備前沿技術的強勁支撐。2．3．2提高設備適應能力管理設備選型時擴大設備對工作面的適應范圍，一種機型能適應不同采高工作面;選擇質量穩定、使用周期長的備件;應認真進行技術經濟論證，采用科學的決策方法，選擇最優可行的方案。2．3．3設備升級改造管理對一些技術落后，閑置或利用率低的設備進行技術升級改造，減少設備購置，提高設備使用效率。支架工作阻力提升、三機變頻改造、采煤機機身高度改造等［3］。

2．4提高設備可靠性探索

采購并使用故障率低、安全可靠設備過程中，我們要保證設備技術的可靠性、設備配套的可靠性、加工制造的可靠性，每一個環節都不能有差錯。2．4．1設備選型方面煤炭開采存在地質構造、礦壓顯現不規律等問題，設備在選型時往往不能充分預判上述因素，導致設備遇到復雜地質條件時影響其功能。選型時要重點解決以下問題:液壓支架:出現頂板冒落現象時，支架頂部接頂不實，受力不均，極易出現高射炮、倒架現象的發生，影響支架油缸及結構件的可靠性。刮板輸送機:底板起伏不平，傾斜角度大，易使刮板輸送機前、后溜的刮板、中板、底板、溜槽過度磨損，甚至出現斷鏈、電動機過載燒壞及其他零部件損壞等現象。采煤機:搖臂、滾筒等部位各傳動齒輪受沖擊載荷大，易使軸承、齒輪發生斷裂等，牽引行走部分負荷大，載荷不均，其支承軸承易發生碎裂等;齒輪傳動系統易發生磨損、疲勞破壞或過載損壞等。要加強對地質條件和采煤工藝深度研究，緊密結合礦井生產實際、礦壓分析成果，充分調研礦井實際需求，組織設備選型交流、分析、計算、論證，為設備選型提供科學的數據和理論支撐，設備選型的設計和配置要與生產、維修、安裝一線實際相結合，保障設備安全性能在使用過程中發揮作用，同時也要從設備整體結構發展上考慮，確保設備選型的可靠性。2．4．2設計制造方面詳細匯總歷史選型配套設備關鍵尺寸，為設備選型配套提供依據和參考。加大專家審核力度，新設備配套聯絡時要求新設備與現有可配套設備全部進行配套，提供關鍵部位的詳細尺寸，同時將詳細尺寸與匯總的歷史尺寸對比，制定標準配套圖紙模板，要求廠家提供所有配套圖紙電子版資料［4］。2．4．3設備監造方面設備的設計要求逐漸提高，但部分生產廠家加工制造、表面處理等工藝不能全部滿足設計要求，影響設備質量，或者存在設備制造廠商不按設計要求加工，以次充好。安排人員對主要設備加工與工藝進行設備監造。以招投標文件、合同和相關標準為依據，從設計、圖紙、工藝、原材料入場檢驗、核查、取樣試驗、過程監督檢查等環節開展監造工作，核實、查驗、糾正、匯報、跟蹤生產制造廠家加工制造過程與約定不符的相關情況。2．4．4設備驗收方面全面梳理并編制新設備性能驗收樣表，從新設備機械結構強度、安全防護裝置、人機操作三方面進行驗收，保證驗收質量。提高驗收人員業務技能，加強人員交流和培訓。

2．5日常管理效率探索

2．5．1設備配套計劃執行方面統管模式下設備在13個礦井之間互相調劑配套使用，設備總數雖然能夠大幅度減少，但同樣容易出現因一個或多個礦井設備配套變更，導致其他一個或多個礦井的配套方案發生變化的情況。設備配套計劃變更頻繁，將導致設備維修計劃、備件計劃臨時調整等連鎖反應。所有設備配套計劃要嚴格執行，未有特殊情況不得隨意更改。統管模式下各礦井也要加強生產接續研究，做好全年任務分解、提前預判工作面地質條件對產量的影響、充分考慮搬家倒面(包括直搬)對產量的影響、提前做好工作面安裝時間富余量計算、嚴格按照接續計劃組織生產，努力提高年度生產接續計劃準確性。注重各礦井中長期規劃情況，通盤考慮做好3～5年設備配套規劃，做好3年設備滾動需求計劃，保證設備能夠滿足各礦3～5年生產需求。在條件允許的情況下，能夠盡早預判生產接續可能發生的變化情況，提前準備備用儲備設備，提高生產接續調整應對能力［5］。對安裝的工作面提前六個月編審設備配套圖紙，提前確定設備配套方案、尺寸、性能參數與工作面地質條件的適應性，保證工作面安全、高效、經濟回采。避免因設備尺寸、性能不能滿足使用要求而臨時變更設備配套方案。加強新購設備、維修設備地面組裝調試驗收工作，確保設備完好入井，減少井下調試時間，縮短搬家倒面工期。梳理歷史配套數據，整合匯編設備配套要點及關鍵尺寸數值，總結設備配套經驗，不斷提高設備配套水平。2．5．2設備配套標準方面完善設備配套標準體系，可減輕配套管理人員業務強度，設備配套有章可循，減少配套事故的發生，避免出現因設備配套問題導致的影響生產接續和安全生產的問題。組織設備配套標準編制工作，對設備配套理論尺寸與實際使用效果進行對比、收集關鍵配套參數和尺寸，收集礦井配套尺寸修改意見，編制、完善設備配套標準。對配套標準整理印刷成冊，下發配套管理人員、礦井相關人員，便于查閱。研究制定綜連采小型設備或部件設備配套標準，例如:國產鏈條刮板配套標準、順槽破碎機配套標準、超前支架配套標準、沿空留巷支架配套標準、開關移變配套標準等。2．5．3精細化管理方面設備配套管理提升一個重要的方面是精細化管理，對存在管理混亂問題的設備、部件等專門制定配套標準、管理方法等，能夠很好地提高設備配套管理效率。例如:神東公司先后制定了采煤機和刮板運輸機大型部件管理辦法、三機鏈條刮板報廢及配套標準、三機中部槽精細化管理、工作面電纜報廢及配套標準、工作面順槽設備安裝標準、設備配套圖紙審核制度等［6］。2．5．4數據、信息化管理方面大數據、信息化要在機電設備管理中發揮重大作用，重點是基礎信息的積累、分析和應用。完善設備基礎數據收集，利用信息化平臺建立設備歷史數據跟蹤機制，定期更新設備履歷信息，主要包括:設備采購成本、日常配件消耗、配套歷史、過煤量、循環次數、大修投入資金、技術升級改造、設備故障信息等。建立設備全壽命過程的評價機制，以設備基礎信息為基礎，開展設備全壽命期的效能分析、可靠性分析、投入產出分析等。根據評價結果為決策提供依據，根據評價結果，分析國產、進口設備;不同廠家、不同性能設備的全壽命周期的技術、安全、經濟等各項指標，為設備定制化生產提供決策依據。建立設備配套存在問題反饋系統，便于查詢和借鑒。

3總結

通過對國家能源集團神東煤炭分公司等大型煤礦集團機電設備的管理模式、設備成本、效率、技術優化等方面的分析，探索更為高效的煤礦機電設備管理方法，達到降低企業成本，提高煤礦全國乃至全球競爭力的目的。

參考文獻:

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［4］王永軍．千萬噸礦井機電群管理模式探索［J］．陜西煤炭，2010，29(02):20－21+19．

［5］劉千晟．綜采工作面設備配套設計［J］．河北煤炭，2008(04):53－54．

［6］闞建立．較薄煤層綜采設備配套及參數優化［J］．中國煤炭，2002(06):41－42．

作者：何海波 單位：神東煤炭集團設備管理中心