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摘要：随着我国经济的迅速发展，对煤矿等资源需求日益增长，只有保持煤矿机械工程系统稳定运行才能保证开采效率，而定期对系统的维修是保证其稳定运行的一大重要方面。本文结合煤矿机械设备论述了系统可维修性的理论，并对最佳维修周期界定问题进行了讨论，具有一定的参考价值。
关键词：煤矿机械；维修周期；可靠性
一、煤矿机械工程作业条件
（一）煤矿井下环境复杂多变
我国是煤炭资源丰富的国家，它们分布在我国各个地区，随着我国煤炭需求的提高与开采数量的提高，目前煤炭大部分已经属于深层煤炭，主要的开采方式为井下开采，随着深度的增长对煤矿工程的开采技术与机械设备要求也增加，所以对煤矿工程开采技术进行完善与改进非常有必要。
我国煤炭资源开采特点主要有以下几个方面：露天开采访时与大小矿井并存；煤矿开采方式多样；在煤矿开采过程中不仅需要良好的技术，好要根据实际情况选用有特点的开采系统。
（二）井下开采技术较为复杂
由于煤矿井下环境复杂，其开采技术与环境相匹配，也很繁琐。急需要在开采过程中考虑瓦斯爆炸、煤层自燃，还需要对井下出水危险最好应对措施，只有复杂的开采工艺才能够保障作业人员的生命财产安全。井下生产系统有回采、掘进、提升、运输、排水等生产环节，而且各个环节间紧密相扣，任何一个地方出问题都会对整个系统造成很大影响。此外在开采过程中还需要支护技术，因而整体开采难度不小，再开才是还需要对不同井下环境有取舍的进行设备选取，再进行详细的开采筹划，以保证开采工作顺利展开。
（三）惊吓开采技术管理水平提高
自从 2013 年以来，我国煤炭产业整体经济下降，有不少部分的煤矿处于亏损经营状态，由于我国煤矿生产属于粗放型生产和管理，使煤矿在开采过程中会出现大量的资源浪费现象，导致煤矿工程开采成本增加，企业的经济效益不断降低，部分企业为了解决这一问题，通过增加产能来降低成本，这种方式无异于饮鸩止渴，进一步加剧煤炭产业的恶化。但是也应持乐观态度，随着近两年来部分煤矿进行配采生产，能够减少优质资源的浪费，合理进行煤炭资源的开发，以市场需求作为煤矿开采的导向，从而提高生产效益。另外，在煤矿管理上实施精细化管理，降低成本提高经济效益，对煤炭进行深层加工，提高煤炭产品附加值。
（四）开采技术不断发展
煤矿机械工程主要有露天开采技术、地下开采技术、填充开采技术等。露天煤矿开采技术主要是针对露天煤矿开采进行的，露天煤矿开采技术可以对矿体进行剥离，实施开采时，大多情况下是按照从上至下的顺序进行开采，需要使用大型机械进行开采。露天煤矿开采技术有利于增加煤炭的产量，同时提高煤矿建矿的整体速度，露天煤矿施工技术在施工时安全系数高，有利于减少煤炭的损失，应用范围十分广泛。地下采矿技术广泛应用于我国金属类矿山的开采中，地下采矿技术主要包括填充开采技术、矿井深层开采技术等，但在地下实施采矿存在一定的危险以及不确定性，一旦出现操作失误或者操作不当问题，容易致使矿井出现塌陷。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆煤矿工程的填充开采技术主要是利用水泥、砂石、矸石、膏体等材料进行部分或全部填充到煤矿采空区域，这种技术可以缓和煤矿开采作业面的压力，减轻了由于煤矿开采导致的地表塌陷和变形问题，还可以有效控制围岩的崩塌，广泛应用在矿山中高应力集中的区域。
二、煤矿机械维修系统的失效率模型
要建立一个煤矿机械系统的维修性模型，首先要明确分析的对象和目的 。在收集资料的基础上对分析对象进行描述，找出与所要分析的参数、特性有关的因素进行筛选，明确有影响的参数，再建立模型。它应当是客观事物科学的抽象，要准确反映系统维修性的内外客观联系及规律，它应该随着研制过程中数据、资料的补充，逐步修改而日臻完善。通过对煤矿机械装备的观察与统计，得出“正常工作—失效 —修复”的失效率 λ(t)曲线。早期一般为跑合阶段，这期间的故障大都是由调整不当 、材质缺陷、工艺质量问题 、检验差错等原因引起的早期故障。然后，系统进入正常工作阶段，只是由偶然因素引发故障，它是在使用过程中，工作条件发生不可预测的突然变化而导致的，故失效的概率较低 。随着零件的疲劳、磨损 、腐蚀及蠕变等典型操作的累积，到了维修周期 T 时间，引发故障的概率增大，装备的性能下降，有些易损件在勉强工作,此刻必须对系统进行维修 。不仅要更换存在故障的零部件，还要对系统的有关部分进行预防性的处理，避免由于维修而引发新的故障
三、维修周期的确定
预防维修的首要问题是维修的周期如何确定。对于重要的机械设备 ，应按系统的有效度达到最大的原则来确定。当然，在定期预防维修的条件下，有时维修期限未到，也会偶然发生故障，对此要进行事后维修 。在正常使用过程中，还要视具体情况，通过连续地对工作状况的测定和监控，当参数或性能下降到限定值时就应立即进行维修。在定期维修过程中，不仅要更换存在故障的零部件,还要对系统进行预防性处理,保持整机的技术性能不会下降,此即带有更新型的事后维修。以失效模型为例，当它工作到时间T时，就实施预防性维修。预防维修需要的时间为tp。修复后又投入运行，假设未到维修期限T就发生故障，此时工作时间仅为T1(T1<T)，之后进行事后维修，事后维修需要的时间为tc，修复后再工作一维修周期T。开始工作与计划维修间隔为T，计划维修与系统维修间隔为Tp，系统维修与发生故障时维修周期间隔为Tc，发生故障与系统修复间间隔为T。这种模式的平均不能工作时间MDT由平均预防性维修时间tp和平均事后维修时间tc的加权求和得出，即MDT=R(T)tp+[1—R(T)]tc式中T——系统无故障工作时间;R(T)——系统T小时后无故障的概率。机械系统的平均工作时间MUT由无故障工作时间T和发生故障前的工作时间T1的加权求和得出。即MUT=R(T)T+[1-R(T)]T1通过变换,即MUT=∫T0R(t)dt此时,系统稳态的有效度A=11+MDTMUT=11+ζζ=MDTMUT=R(T)tp+[1-R(T)]tc∫T0R(t)dt其中,当值为最小值时,有效度A有最大值。对于有计划地进行预防性维修情况,若失效率函数λ(t)为递增函数,或R(t)为递减函数,就可求得最佳预防维修周期T。但在实际使用中,还需考虑维修费用的问题。在系统平均工作时间MUT内,要承担预防性维修费用Cp及事后维修费用Cc,因此,系统在单位时间内的平均费用CTMUT =CpR(T)+Cc[1-R(T)]∫T0R(t)dt(1)其中CT为从预防维修到间隔期T结束为止的总费用。将式(1)做比较可以发现:按Amax与按(CTMUT)min求得的解是一致的。
四、结语
总之，根据开采实际情况对煤矿机械工程系统最佳维修周期进行技术可以科学指导一线人员进行定期维修，这既避免了盲目维修的情况，又大大节约了维修费用，还保证了设备运行稳定性，提高了企业的经济效益，因此掌握系统最佳维修周期非常重要。
参考文献
[1]吴玉琴.分析煤矿工程采矿技术与施工安全[J].当代化工研究,2019(06):150-151.
[2]徐进.煤矿机械工程系统最佳维修周期的可靠性确定[J].煤矿机械,2003(08):31-32.
论文作者:孙青宗
论文发表刊物:《城镇建设》2019年第15期
论文发表时间:2019/9/17
标签：煤矿论文; 系统论文; 技术论文; 周期论文; 故障论文; 煤炭论文; 井下论文; 《城镇建设》2019年第15期论文;