煤矿机电设备安装拆除工艺优化分析

郝友宾

（西山煤电集团公司西铭矿，山西 太原 030052）

引言

煤炭资源的采掘与生产在我国工业经济发展中具有举足轻重的地位，先进的采掘设备是提高煤矿挖采效率的前提[1]。矿用机电设备安装拆除工艺的水平和质量直接关系到设备在后续能否安全可靠高效运行，但机电设备大多结构复杂零件繁多，在对其进行装卸时需要花费大量的时间和人力[2]，而且井下环境等外界因素也会对施工带来较大影响。为了保证矿用机电设备的安全可靠运行和循环使用，就需要对这些设备的装卸工艺进行改进，通过优化策略提出更合理的方案，有效提升设备装卸的质量和效率[3]。

1 煤矿机电设备安装拆除过程中存在问题

目前制约矿用机电设备安装与拆除的质量和效率的主要因素有两大方面[4]：首先是内在人为因素，如施工工具的落后、缺乏相关的专业技术人员、缺乏统一的安装拆除标准等；其次是外界环境因素，如地质情况、施工环境等影响。

1.1 内在人为因素

1.1.1 前期的施工设计规划存在缺陷

矿用机电设备的安装与拆除环境都比较复杂，一般都在狭窄的巷道内进行[5]，而在初期的整体设计中，对各个巷道和切眼的设计并没有与设备选型紧密结合，导致设备和安装拆除场地存在脱节，使得最初的设计与实际设备匹配度较低。同时对于现场的规划没有长远眼光，每次的设计和改造只局限于当时的任务和情况，最终导致多次重复施工。

1.1.2 缺乏设备安装拆除标准化管理

目前对于矿用机电设备的安装和拆除还没有一套公认的工艺或流程标准，在施工过程中许多如轨道铺设、顶部支护等操作并无严格统一的规定，许多企业为了降低成本和加快进度，忽略了对施工过程中安全和质量的管理。

1.1.3 设备本身存在问题

采掘设备本身可能会存在质量问题，如实际零件和图纸存在较大误差，如果在这种情况下对设备进行安装拆卸，不仅会影响设备后续的使用效果，甚至还存在安全隐患。

1.1.4 技术及人员问题

许多企业在安装拆除施工中所使用的工具较为落后，在设备安装和拆卸时仍然使用千斤顶、链条葫芦等基础设备。而且负责施工的工人缺少培训，技术能力水平低下，在进行施工时可能留下安全隐患，还会影响到整体的施工进度。

1.2 外界环境因素

目前大多数的井下机电设备的安装拆卸都需要在狭窄倾斜的巷道内进行[6]，设备搬运有一定难度，而且在搬运过程中容易对设备造成划伤碰伤，对施工人员的安全也有一定威胁。井下往往伴随着大量粉尘等颗粒物质，当这些物质附着在设备表面或进入设备内部，会对机电设备运行造成一定影响，严重的甚至会发生爆炸。

2 机电设备安装与拆除的优化策略

2.1 规划与设计优化策略

在机电设备安装拆卸工作进行前，需要对井下施工条件和工作环境进行综合测量评估后再进行相应的设计规划。评估内容主要分为以下三点：第一，根据测量的实际环境数据对比选择匹配度最高的设备；第二，根据施工环境确定设备的体积、重量、质量、形状等参数；第三，在设备安装前根据实际环境提前考虑安装和使用后拆除的便利性。在综合分析到各个因素后，再进行整体设计与规划。

2.2 施工过程优化策略

在进行设备安装时，施工过程要严格按照步骤依次进行。首先是安装运输轨道，安装时要严格按标准执行，优先使用承重30 kg/m、轨距600 mm 的轨道，保证运输的可靠性。轨道铺设完成后需要连接控制系统、沿轨道安装系统所需的线路和开关，保证线路的畅通；完善运输系统，装好钢丝绳。运输系统是机电设备装卸工作的基础设施，是施工的关键环节，本文采用无极绳绞车牵引运输系统方案，可实现牵引力大、爬坡能力强、可靠性高的连续运输，图1 为无极绳绞车运输系统。

图1 无极绳绞车运输系统

在安装液压支架时，由于工作空间狭小的限制，也必须合理安排安装顺序。首先用运输板把支架底座搬运至安装平台上，再将顶梁吊至底座的前部，然后再完成立柱的安装，之后再按掩护梁、穿销轴、顶梁、油缸的顺序进行安装，最后将各个部分液压管路连通。具体安装顺序见图2。

图2 液压支架安装顺序

2.3 设备拆卸优化策略

在采煤工作完成后，为了实现设备的循环利用，需对设备进行及时拆除。在进行拆除工作前，首先要保证顶部支护达到标准，增加对顶板的管理，在工艺上可以采取联合支护等方式保证支架强度达到要求；将绞车、回柱车等辅助设备固定在合理位置，确保设备不会发生滑动等情况[7]；检查各开关和电源，保证供电正常。拆装机也是影响设备拆卸效率的一大因素，拆装机要完成设备起吊后X 轴、Y 轴、Z 轴三个方向的运动，在移动设备时，对起吊后的设备姿态也有较高要求。传统的起吊方式为单点起吊法，设备一旦起吊后无法再做姿态调整，而四点起吊法每个起吊点都可独立控制，从而实现设备起吊后的姿态调整，效率和安全性也更高，图3 为两种起吊方式对比图。

图3 单点起吊法和四点起吊法

2.4 劳动组织优化策略

由于煤矿作业的特殊性，矿用电机设备的安装与拆除工作难度较大，对工作人员的要求也较高，且操作涉及到的工种较多，比如绞车操作员、采煤机操作员、皮带机操作员、支架工、电钳工等[8]，故需要对操作人员进行专业的综合素质培训。具体优化措施为：将操作人员按照不同职能进行分组，明确员工的工作内容和职责，分工明确，当出现问题时，也可以迅速定位，便于解决问题和追责。其次要针对操作人员组织专业的培训，使其充分熟悉操作规程和安全措施，了解设备结构性能，熟练掌握机械设备操作方法，熟悉施工现场环境，从而提高员工的综合素质和专业能力。

2.5 施工环境优化策略

由于井下施工现场一般为狭窄、倾斜的场所，而且一般环境中含有大量粉尘，大大提高了工作难度，所以需要对工作环境进行优化设计。具体方案为：在顶部支护和地质条件允许下，尽量扩大施工现场的空间，提高工作面的高度和宽度；采用双线运输巷道的方法，挖掘辅助运输巷道，提高运输效率，同时也减轻了操作人员的负担；通过工作面结构合理设计相应设备提高井下的空气流通度，降低粉尘等颗粒物质浓度，改善工作环境。

3 结语

矿用机电设备的安装对于拆除总体来说是一项难度较大、专业性较强、费工费时但是又十分必要的工作，对煤矿高效、安全地开采起着至关重要的作用。本文分析了目前机电设备安装拆除工艺和方案中存在的问题和缺陷，并提出了对应的优化策略和解决方案，通过全过程、多方位的考量，保证了机电设备安装拆除工作的安全高效，从而提高了煤矿开采效率。