煤矿机电设备常见故障类型及针对性维修策略研究

1 煤矿机电设备常见故障类型

1.1 部件损坏型故障

部件损坏型故障表现为机械结构的物理性破坏，包括断裂、磨损、腐蚀等形态。液压支架立柱因承受交变载荷可能出现轴向断裂，采煤机截齿在与煤层的持续摩擦中逐渐磨损，管路外壁在高湿度环境中发生锈蚀剥落。此类故障的成因可归结为三个层面：材料层面存在的冶炼缺陷或材质强度不足，导致部件在应力集中处率先破坏；运行层面因超载作业使部件承受超出设计阈值的载荷，加速结构疲劳；环境层面的矿井水、粉尘与有害气体形成腐蚀介质，持续侵蚀部件表面与内部结构，削弱材料力学性能。

1.2 零部件老化性故障

零部件老化性故障体现为长期使用后的性能衰退，典型表现为密封件因橡胶硬化失去弹性导致漏油，电气元件的绝缘层因氧化出现绝缘电阻下降。其核心原因在于时间累积效应与环境作用的叠加：设备长期运行使零部件经历数万次乃至数百万次的循环应力作用，材料内部分子结构逐渐劣化；井下高温环境加速橡胶、塑料等高分子材料的老化进程，缩短使用寿命；维护过程中对易损件的检查与更换不及时，导致老化部件持续运行直至失效。

1.3 部件松脱型故障

部件松脱型故障表现为连接结构的紧固失效，如螺栓松动、管路脱落、键连接滑出等，水泵叶轮螺母松动会引发转子偏心，导致设备振动异常并伴随异响。故障根源与动态载荷、安装工艺及维护流程密切相关：设备运行产生的持续振动使螺纹连接发生疲劳松动，尤其在高频振动环境中更为明显；安装过程中未按规定扭矩紧固连接件，或未采用防松措施（如弹簧垫圈、锁紧螺母），为松脱埋下隐患；日常维护中未制定定期紧固计划，无法及时发现并处理初期松动现象。

1.4 功能失效型故障

功能失效型故障表现为设备参数偏离正常范围，丧失预定功能，如液压系统压力异常波动、空气压缩机排气温度超标、输送带张紧力不足等。此类故障多由系统调控失衡或辅助功能失效引发：压力调节装置卡阻导致液压系统压力失控；冷却系统管路堵塞使散热能力下降，引发设备温度异常；传感元件故障导致控制逻辑误判，无法根据工况动态调整运行参数，最终使设备功能偏离设计标准。

1.5 油液渗漏型故障

油液渗漏型故障表现为液压油、润滑油、齿轮油等工作介质的外泄，常见于液压支架油缸活塞杆密封处、减速器结合面及管路接头位置。故障成因涉及密封系统、结构件与连接工艺：密封件因磨损、老化或材质不匹配失去密封能力；管路因腐蚀、振动疲劳出现裂纹或破裂；接头处因螺纹加工精度不足、密封垫片损坏或紧固不均形成间隙，导致油液在压力作用下渗漏。

1.6 整机功能失效型故障

整机功能失效型故障表现为设备整体性能显著下降或完全无法运行，如电动机因绕组烧毁无法启动，掘进机因多执行机构协同失效导致作业中断。此类故障具有系统性与累积性特点：多个关键部件同时或相继失效，突破系统冗余设计的容错范围；设备设计阶段存在的结构缺陷或参数匹配不合理，在长期运行中逐渐暴露；维护过程中仅针对单一故障点处理，未解决引发连锁反应的根源问题，最终导致整机功能崩溃。

2 煤矿机电设备常见故障针对性维修策略研究

2.1 基于故障类型的维修策略

针对部件损坏型故障，需实施预防与修复并重的策略。预防环节通过材料检测筛选优质构件，优化载荷分配避免超载运行，采用防腐涂层、阴极保护等技术增强部件抗腐蚀能力；修复环节根据损坏程度选择焊接修复、激光熔覆等工艺恢复部件尺寸与性能，对断裂件进行探伤检测，确保修复后的结构强度达标。

零部件老化性故障的维修需建立预判机制。通过定期检测密封件硬度、电气元件绝缘电阻等参数，确定老化程度并制定更换周期；针对高温环境下的设备，采用耐高温材料替代传统零部件，改进散热设计降低环境对老化的加速作用；建立易损件台账，按运行时长与环境恶劣程度动态调整更

换频率，避免老化引发继发性故障。

部件松脱型故障的维修核心在于强化连接可靠性。安装阶段采用扭矩扳手按标准力矩紧固连接件，关键部位加装防松装置；运行过程中通过振动监测识别松动前兆，结合定期紧固计划消除隐患；对反复出现松脱的部位，分析振动频率与连接结构的匹配性，必要时采用焊接固定或液压紧固等永久连接方式。

功能失效型故障的维修需聚焦系统调控逻辑。通过参数监测定位失效环节，如压力异常时检查调节阀门与传感元件，温度超标时排查冷却系统；修复过程中不仅更换故障部件，还需校验系统整体协同性，重新标定控制参数；对因设计缺陷导致的功能失效，结合现场工况优化控制算法或加装补偿装置，提升系统自适应能力。

油液渗漏型故障的维修需构建密封系统全链条管理。更换密封件时确保型号匹配与安装规范，采用组合密封结构增强可靠性；对管路进行压力试验检测隐性裂纹，腐蚀严重的管路实施整体更换；接头处采用密封胶辅助密封，定期检查紧固状态，形成“ 密封件-管路-接头” 三位一体的防渗漏体系。

整机功能失效型故障的维修需实施系统性排查。通过故障树分析追溯根源，确定是多部件独立失效还是连锁反应所致；修复过程中同步检测关联系统，避免遗漏潜在隐患；对设计缺陷导致的失效，联合制造厂商进行技术升级，从结构优化、参数匹配等层面消除系统性风险。

2.2 维修模式创新

预测性维修模式通过技术赋能实现故障超前干预。部署振动传感器、温度传感器等监测设备，实时采集部件运行数据，构建健康状态评估模型；利用算法分析数据趋势，识别故障早期特征并发出预警，如通过电机轴承振动频谱变化预判磨损程度；基于预警信息制定精准维修计划，替代传统周期性维修，减少不必要的停机时间。

智能化维修模式借助数字技术提升维修效率。构建设备数字孪生体，模拟故障发生过程与维修方案效果，优化维修步骤；采用增强现实技术辅助维修操作，通过虚拟标注指引部件拆装顺序与关键参数；建立维修知识库，整合历史故障案例与解决方案，为维修人员提供实时决策支持。

协同化维修模式打破传统维修的时空限制。建立集设备厂商、维修团队、生产部门于一体的协同平台，实现故障信息实时共享与远程诊断；针对复杂故障启动多专业联合维修机制，整合机械、电气、液压等领域技术资源；推行维修与生产计划的动态衔接，在保障维修质量的前提下，选择非生产高峰时段实施维修作业，降低对生产进度的影响。

模块化维修模式通过标准化设计缩短维修周期。将设备划分为若干独立功能模块，每个模块制定统一的拆装标准与接口规范；储备模块化备件，故障时直接更换模块而非逐件维修，大幅减少停机时间；模块拆回后进行专业化修复与测试，确保再次使用时的性能稳定性，形成“ 更换-修复-储备”的循环机制。

维修模式创新需结合煤矿生产环境特点，在技术应用中考虑井下高粉尘、强电磁干扰等因素的影响，确保新模式的可行性与可靠性。通过多种维修策略的组合应用，实现煤矿机电设备故障维修的精准化、高效化与经济化，为矿井安全生产提供设备保障。

结语

煤矿机电设备故障维修需立足故障类型与设备生命周期，通过精准施策实现全链条管控。从针对性维修策略到模式创新，形成“ 预防-诊断-修复-优化” 的闭环体系，既能减少故障发生率，又能提升维修效率。这一过程需结合井下环境特性，平衡技术可行性与经济合理性，最终通过科学维修保障设备持续稳定运行，为煤矿安全生产提供坚实的设备支撑。

参考文献

[1] 丁 言 峰 . 煤 矿 机 电 设 备 故 障 与 维 修 技 术 [J]. 化 工 管理,2024,(23):134-137.

[2] 李哲. 煤矿井下机电设备常见故障处理及分析[J]. 能源与节能,2023,(11):168-170.

[3] 张琦. 煤矿机电设备常见故障诊断技术研究[J]. 机械管理开发,2022,37(04):143-145.