煤矿采煤机的维修与安全管理策略

引言

采煤机作为煤矿井下综采工作面的关键设备，承担着煤炭切割、装载等核心任务，其连续稳定运行是实现煤矿高效生产的前提，然而，煤矿井下作业环境恶劣，存在粉尘浓度高、湿度大、冲击振动频繁等问题，导致采煤机易出现零部件磨损、液压系统故障、电气故障等问题。因此，深入研究煤矿采煤机的维修与安全管理策略，十分必要。

1 采煤机故障类型及成因分析

1.1 机械系统故障

机械系统是采煤机的核心组成部分，主要包括截割部、牵引部、行走部等。截割部故障包括截齿磨损、断裂，滚筒轴承损坏，减速器齿轮咬合不良等，故障产生与截齿材质选择不当、滚筒与煤层硬度不匹配等因素有关。牵引部负责带动采煤机沿工作面移动，常见故障有牵引电机烧毁、牵引链条断裂、液压牵引系统泄漏等，故障成因主要包括牵引速度调节不当、链条张紧度不足、液压油污染等。行走部故障主要表现为行走轮磨损、履带脱落，行走部故障的发生与井下底板不平，、履带张紧装置失效等因素存在密切联系[1]。

1.2 电气系统故障

电动机是采煤机的动力源，常见故障有定子绕组烧毁、转子断条、轴承过热等。成因包括：电机散热不良，井下高温环境导致绕组绝缘层老化；电机过载运行，电流超过额定值；电缆接头松动，引发接触不良，产生电弧烧毁绕组。此外控制柜和电缆等部件也会因为元件老化或质量缺陷，出现故障表现，从而影响采煤机电气系统稳定性[2]。

1.3 液压系统故障

液压系统的故障表现有液压泵失效、液压缸泄漏、液压阀卡滞等，故障成因主要有液压油污染，杂质进入液压元件内部，导致阀芯卡滞或密封件损坏；液压油黏度不符合要求，在低温环境下流动性差，影响系统压力；液压元件磨损严重，间隙增大，导致压力损失与泄漏。

2 煤矿采煤机维修策略优化

2.1 构建预防性维修体系

传统的“事后维修”模式具有被动性，易导致故障扩大化，增加维修成本与停产时间，预防性维修主要基于设备运行规律与磨损周期，通过定期检查、维护，提前排除故障隐患，是提升采煤机可靠性的关键。在具体实践中，应制定科学的维修计划，结合采煤机的使用说明书、运行记录、故障统计数据，明确各零部件的使用寿命与维护周期。例如，截齿的更换周期根据煤层硬度确定，一般每切割 1000-1500 立方米煤炭更换一次；液压油的更换周期为 3-6 个月，同时定期检测液压油的污染度与黏度。同时，开展定期检查与维护，对采煤机进行全面拆解检查，更换老化零部件，调整设备参数。

2.2 应用先进的故障诊断技术

故障诊断技术是实现采煤机预测性维修的核心，通过实时监测设备运行参数，分析故障征兆，提前识别潜在故障，减少突发停机。如振动监测技术的应用，就是一种可靠的尝试。采煤机的机械故障（如轴承损坏、齿轮磨损）会导致振动信号异常，通过在截割部、牵引部安装振动传感器，实时采集振动加速度、频率等参数，利用傅里叶变换、小波分析等算法对信号进行处理，识别故障特征频率。除此之外，还要有效使用油液分析技术，定期采集油样，通过光谱分析、铁谱分析等方法，检测油液中的金属元素浓度（如铁、铜、铝）与污染物颗粒大小。例如，当油液中铁元素浓度突然升高时，说明齿轮或轴承存在严重磨损，需及时更换零部件并更换油液。

2.3 推进维修智能化与信息化建设

随着煤矿智能化发展，采煤机维修逐步向“智能化、信息化”方向转型，构建数字化维修平台，可以大幅度提升维修效率与质量。具体实践中，可以利用数字化平台制定维修计划，通过这样的方式，自动提醒维修人员进行定期维护。同时，统计分析故障数据，识别故障高发部位与原因，为设备改进提供数据支持。对于井下复杂环境下的故障，也可以通过远程监控系统实现故障诊断与指导，例如在采煤机上安装高清摄像头、传感器，维修专家在地面即可实时查看设备运行状态，通过视频指导井下人员进行故障排查与维修。

3 煤矿采煤机安全管理策略

3.1 强化人员安全管理意识

人员是煤矿安全管理的核心，采煤机日常的安全管理需通过培训、考核、制度约束，提升操作人员与维修人员的安全意识与操作技能。部门应制定年度安全培训计划，内容包括采煤机操作规程、故障应急处理、井下安全防护知识等，培训采用“理论+实操”结合的方式，邀请设备厂家技术人员、安全专家授课，确保操作人员掌握正确的开机、停机、参数调节等方法。此外，建立安全责任制度，明确操作人员、维修人员、管理人员的安全职责，签订安全责任书。

3.2 完善作业环境监测

井下作业环境复杂，粉尘、瓦斯、温度、湿度等因素不仅影响采煤机运行，还可能引发安全事故，为此采煤机安全管理需要加强环境监测与治理。主要做法是在采煤机附近及工作面布置瓦斯传感器、粉尘浓度传感器温度传感器、湿度传感器，实时监测环境参数，将监测数据传输至地面监控中心，设定报警阈值（如瓦斯浓度超过 1%报警），当参数超标时，监测系统会自动发出报警信号，并触发采煤机停机、通风设备启动等联动措施。

3.3 构建应急管理机制

除了以上有效的措施外，煤矿采煤机安全管理还需要构建应急管理机制。具体来说，就是针对采煤机可能发生的故障（如电机烧毁、液压系统泄漏）与安全事故（如瓦斯爆炸、火灾），制定详细的应急预案，明确应急组织机构、应急处置流程、人员职责、物资储备等内容，避免事故影响范围的扩大。例如，当采煤机发生电气火灾时，应急预案应明确停机断电、使用灭火器灭火、人员撤离路线等步骤，从而降低事故造成的损失。煤矿企业需要每半年组织一次应急演练，模拟采煤机故障或安全事故场景，检验应急预案的可行性与人员的应急处置能力，演练后进行总结评估，找出应急预案中的不足并加以完善。同时，企业还需要保障储备应急物资与设备的充足，在井下硐室与地面仓库储备足够的灭火器材、急救药品、采煤机备用零部件、应急照明设备、通讯设备等，通过定期检查，确保这些储备物资处于完好状态，能在事故发生时快速调用。

结论

在能源需求压力增大的背景下，煤矿采煤机的作业环境更加复杂，采煤机故障时有发生。为降低停机的概率与损失，现实中需要针对采煤机的故障类型，制定系统性的维护方案与安全管理措施，通过构建预防性维修体系、应用先进的故障诊断技术、推进维修智能化与信息化建设，搭建完善的采煤机维护技术体系，确保采煤机良好的运行状态。同时，借助强化人员安全管理意识、完善作业环境监测、构建应急管理机制等安全管理策略，夯实采煤机高效、安全运行的重要基础。

参考文献：

[1]李恒旺.煤矿采煤机的维修与安全管理研究[J].能源与节能,2024,(04): .