大型煤矿机电设备优化管理效率

摘要:本文以国家能源集团神东煤炭分公司20年优秀的机电管理经验为基础，探索大型煤炭企业机电设备管理的提升方法，提高设备管理效率和技术水平，减少企业成本，提高企业竞争力等。

关键词:管理模式;成本;效率;技术

大型煤矿集团公司一般有几个或十几个矿井，主要采掘机电设备的资产动辄几十亿元甚至上百亿元，这么大量的设备资产采用何等有效的管理模式，如何在正确的管理模式下降低设备成本、提高设备效率、改进设备技术一直是我们探索的目标，下面就以国家能源集团神东煤炭分公司为例，简要探索煤矿机电管理奥秘。

1设备管理模式分析探索

神东煤炭是国家能源集团的骨干煤炭生产企业，现有大型现代化安全高效矿井13个，目前长期在采32个综采工作面、56个掘进工作面。公司的主要大型采掘机电设备主要由设备管理中心统一集中管理，这种集中统一管理模式是神东30年发展过程中摸索出来的较为成功的煤矿机电设备管理方式之一。这与神东矿井较为集中、地质开采条件相似、煤层开采范围变化不大等先天优越条件分不开的。下面就神东公司综采、连掘设备分别在矿井独立管理及集中统管模式下，设备总需求数量进行测算并分析如下。

1．1独立管理模式

机电设备由各矿井独立管理，设备由各矿井根据生产接续自行储备和更换，按此模式测算神东公司2020年共需综采设备73套、掘进设备105套，才可满足各矿正常生产接续。2025年后可采煤层发生变化，综采设备需求增加至93套、掘进设备需求增加109套，设备综合备用率50%以上。

1．2集中统管模式

神东公司2002年成立设备管理中心统一管理公司主要采掘机电设备，各矿根据生产接续、采高情况设备之间优化调配使用。按此模式测算神东公司2020年最低共需要综采设备53套、掘进设备74套，可保证各矿正常生产接续。2025年后可采煤层发生变化，综采设备需求增加至57套、掘进设备需求增加至78套。设备综合备用率20%～25%。

1．3两种模式对比

设备集中管理统一配置，可以根据各矿不同时间段的接续需求合理储备和周转设备。尤其是煤层厚度变化较大的矿井，需要短期内频繁更换不同采高、不同型号的设备，若各矿单独管理，需储备大量周转数量，利用率降低。统一管理模式，可整合资源，全公司按煤层厚度对设备进行统一储备和周转，可以大幅度降低数量，有效提高设备使用率，统一管理模式较各矿自主管理成本降低30%以上。神东公司主要采掘机电设备在两种模式下对比情况见表1。

2设备集中统管模式下成本、效率、技术优化探索

大型煤炭集团机电管理采用集中统管模式最为经济合理，如何在集中管理模式下继续减少设备成本、提高设备管理效率、提高设备技术水平仍然需要大量的研究工作，在神东煤炭集团优秀做法的基础上继续进行以下几个方面的探索研究。

2．1降低设备成本，优化设备结构探索

①制定合理的设备中长期规划，循序渐进地进行设备的更新换代，避免出现设备结构老化，使设备新度系数(设备新度系数=设备总净值/设备总原值)保持在合理区间，同时也要避免出现集中采购造成浪费情况的发生。经测算设备新度系数应保持在0．3～0．5之间最佳。②制定机电设备报废标准，液压支架报废标准循环次数达到30000～35000次;采煤机报废标准行走里程达到6000～7000公里;刮板输送机报废标准中部槽中板磨损剩余15mm以下;泵站报废标准累计运行40000h以上等［1］。③制定机电设备维修标准，避免欠维修或过度维修，降低维修成本。液压支架大修标准10000～12000次循环;采煤机大修标准1000～1200公里;泵站8000～10000h等。设备大修次数过多将出现设备性能、安全系数降低，维修成本不断提高的情况，避免这种情况应避65DOI:10.13487/j.cnki.imce.018594免设备大修次数达4次以上的情况。④加快低效无效设备处置力度，对已达到报废标准或不符合公司采场条件长期闲置的设备，组织鉴定后提请报废或给其他煤炭企业出租或出售，盘活资产降低成本。⑤低性能设备改造升级，主要通过液压支架工作阻力提升、电液控系统改造、采煤机采高改造、三机变频改造等方式提高低性能及闲置设备的适用性，从而提高设备利用率。⑥合理储备备用周转设备。备用周转设备数量设置要合理，一般不宜高于25%。2．2降低设备成本，提高通用互换性探索选择同型号设备，提高设备或部件通用互换率，可以有效地提高设备管理效率、减少备品备件的储备和成本，方法如下:①制定标准化设备采购标书，设备模块化设计，减少设备型号、统一部件尺寸、尽量与现有设备实现通用互换等。目前神东在支架油缸、三机减速器、电机、链条、刮板等部件中加强了通用互换性，如液压支架关键部件7类千斤顶由170种不同类型减少至24种;采煤机、连掘设备关键7类部件共计有100种减少至45种，齿座、齿套由原来的不同供应商的不同类产品共计35种减少至10种;刮板输送机不同供应商的减速器、电机、中部槽、销排、链轮、刮板中6类部件由128种减少至37种［2］。②现有设备通用性升级改造，中厚煤层TTT三机变频改造、3×1600kW变频一体机改造、变节距三机链条链轮改造、支架电控改造、采煤机电控改造等，要在升级改造时充分考虑神东现有设备种类。

2．3保持设备先进性探索

设备技术更新速度快，部分设备未达到报废年限就因技术落后或不适应采场条件造成长期闲置，未发挥设备全部效能。截至2020年7月，神东设备管理中心闲置设备共计628台，其中属于设备性能低，技术落后设备621台，占闲置设备总数的98%。如何避免设备过早淘汰情况的发生，我们可以应用以下几项措施:2．3．1紧盯煤炭设备前沿技术，加强新技术研发与合作针对公司未来生产接续、地质条件变化情况，提前做好技术研究和积累工作。依托国内外大学院校、重点煤矿设备制造厂家及设计单位等，开展先进技术研究，例如神东公司提前规划研究的项目有:等高式薄煤层高产高效成套装备、8m以上超大采高成套装备、高强度重型刮板输送机刮板及耐磨中部槽、纯水设备、充填支架、长距离皮带机、变频技术、永磁同步电机等关键技术持续开展技术交流与研究。在保持设备先进性方面组织更多技术人员积极投入科研中去，创新引擎，敢为人先的工业实验，为公司铸造煤炭设备前沿技术的强劲支撑。2．3．2提高设备适应能力管理设备选型时扩大设备对工作面的适应范围，一种机型能适应不同采高工作面;选择质量稳定、使用周期长的备件;应认真进行技术经济论证，采用科学的决策方法，选择最优可行的方案。2．3．3设备升级改造管理对一些技术落后，闲置或利用率低的设备进行技术升级改造，减少设备购置，提高设备使用效率。支架工作阻力提升、三机变频改造、采煤机机身高度改造等［3］。

2．4提高设备可靠性探索

采购并使用故障率低、安全可靠设备过程中，我们要保证设备技术的可靠性、设备配套的可靠性、加工制造的可靠性，每一个环节都不能有差错。2．4．1设备选型方面煤炭开采存在地质构造、矿压显现不规律等问题，设备在选型时往往不能充分预判上述因素，导致设备遇到复杂地质条件时影响其功能。选型时要重点解决以下问题:液压支架:出现顶板冒落现象时，支架顶部接顶不实，受力不均，极易出现高射炮、倒架现象的发生，影响支架油缸及结构件的可靠性。刮板输送机:底板起伏不平，倾斜角度大，易使刮板输送机前、后溜的刮板、中板、底板、溜槽过度磨损，甚至出现断链、电动机过载烧坏及其他零部件损坏等现象。采煤机:摇臂、滚筒等部位各传动齿轮受冲击载荷大，易使轴承、齿轮发生断裂等，牵引行走部分负荷大，载荷不均，其支承轴承易发生碎裂等;齿轮传动系统易发生磨损、疲劳破坏或过载损坏等。要加强对地质条件和采煤工艺深度研究，紧密结合矿井生产实际、矿压分析成果，充分调研矿井实际需求，组织设备选型交流、分析、计算、论证，为设备选型提供科学的数据和理论支撑，设备选型的设计和配置要与生产、维修、安装一线实际相结合，保障设备安全性能在使用过程中发挥作用，同时也要从设备整体结构发展上考虑，确保设备选型的可靠性。2．4．2设计制造方面详细汇总历史选型配套设备关键尺寸，为设备选型配套提供依据和参考。加大专家审核力度，新设备配套联络时要求新设备与现有可配套设备全部进行配套，提供关键部位的详细尺寸，同时将详细尺寸与汇总的历史尺寸对比，制定标准配套图纸模板，要求厂家提供所有配套图纸电子版资料［4］。2．4．3设备监造方面设备的设计要求逐渐提高，但部分生产厂家加工制造、表面处理等工艺不能全部满足设计要求，影响设备质量，或者存在设备制造厂商不按设计要求加工，以次充好。安排人员对主要设备加工与工艺进行设备监造。以招投标文件、合同和相关标准为依据，从设计、图纸、工艺、原材料入场检验、核查、取样试验、过程监督检查等环节开展监造工作，核实、查验、纠正、汇报、跟踪生产制造厂家加工制造过程与约定不符的相关情况。2．4．4设备验收方面全面梳理并编制新设备性能验收样表，从新设备机械结构强度、安全防护装置、人机操作三方面进行验收，保证验收质量。提高验收人员业务技能，加强人员交流和培训。

2．5日常管理效率探索

2．5．1设备配套计划执行方面统管模式下设备在13个矿井之间互相调剂配套使用，设备总数虽然能够大幅度减少，但同样容易出现因一个或多个矿井设备配套变更，导致其他一个或多个矿井的配套方案发生变化的情况。设备配套计划变更频繁，将导致设备维修计划、备件计划临时调整等连锁反应。所有设备配套计划要严格执行，未有特殊情况不得随意更改。统管模式下各矿井也要加强生产接续研究，做好全年任务分解、提前预判工作面地质条件对产量的影响、充分考虑搬家倒面(包括直搬)对产量的影响、提前做好工作面安装时间富余量计算、严格按照接续计划组织生产，努力提高年度生产接续计划准确性。注重各矿井中长期规划情况，通盘考虑做好3～5年设备配套规划，做好3年设备滚动需求计划，保证设备能够满足各矿3～5年生产需求。在条件允许的情况下，能够尽早预判生产接续可能发生的变化情况，提前准备备用储备设备，提高生产接续调整应对能力［5］。对安装的工作面提前六个月编审设备配套图纸，提前确定设备配套方案、尺寸、性能参数与工作面地质条件的适应性，保证工作面安全、高效、经济回采。避免因设备尺寸、性能不能满足使用要求而临时变更设备配套方案。加强新购设备、维修设备地面组装调试验收工作，确保设备完好入井，减少井下调试时间，缩短搬家倒面工期。梳理历史配套数据，整合汇编设备配套要点及关键尺寸数值，总结设备配套经验，不断提高设备配套水平。2．5．2设备配套标准方面完善设备配套标准体系，可减轻配套管理人员业务强度，设备配套有章可循，减少配套事故的发生，避免出现因设备配套问题导致的影响生产接续和安全生产的问题。组织设备配套标准编制工作，对设备配套理论尺寸与实际使用效果进行对比、收集关键配套参数和尺寸，收集矿井配套尺寸修改意见，编制、完善设备配套标准。对配套标准整理印刷成册，下发配套管理人员、矿井相关人员，便于查阅。研究制定综连采小型设备或部件设备配套标准，例如:国产链条刮板配套标准、顺槽破碎机配套标准、超前支架配套标准、沿空留巷支架配套标准、开关移变配套标准等。2．5．3精细化管理方面设备配套管理提升一个重要的方面是精细化管理，对存在管理混乱问题的设备、部件等专门制定配套标准、管理方法等，能够很好地提高设备配套管理效率。例如:神东公司先后制定了采煤机和刮板运输机大型部件管理办法、三机链条刮板报废及配套标准、三机中部槽精细化管理、工作面电缆报废及配套标准、工作面顺槽设备安装标准、设备配套图纸审核制度等［6］。2．5．4数据、信息化管理方面大数据、信息化要在机电设备管理中发挥重大作用，重点是基础信息的积累、分析和应用。完善设备基础数据收集，利用信息化平台建立设备历史数据跟踪机制，定期更新设备履历信息，主要包括:设备采购成本、日常配件消耗、配套历史、过煤量、循环次数、大修投入资金、技术升级改造、设备故障信息等。建立设备全寿命过程的评价机制，以设备基础信息为基础，开展设备全寿命期的效能分析、可靠性分析、投入产出分析等。根据评价结果为决策提供依据，根据评价结果，分析国产、进口设备;不同厂家、不同性能设备的全寿命周期的技术、安全、经济等各项指标，为设备定制化生产提供决策依据。建立设备配套存在问题反馈系统，便于查询和借鉴。

3总结

通过对国家能源集团神东煤炭分公司等大型煤矿集团机电设备的管理模式、设备成本、效率、技术优化等方面的分析，探索更为高效的煤矿机电设备管理方法，达到降低企业成本，提高煤矿全国乃至全球竞争力的目的。

参考文献:

［1］孙发．煤矿机电设备的管理与维护［J］．河南科技，2011(02):58－58．

［2］高利军．加强煤矿机电设备管理，提高设备使用性能［J］．化学工程与装备，2008(09):179+145．

［3］邢海顺．煤矿机电设备的管理与维护浅析［J］．中小企业管理与科技，2009(12):186－186．

［4］王永军．千万吨矿井机电群管理模式探索［J］．陕西煤炭，2010，29(02):20－21+19．

［5］刘千晟．综采工作面设备配套设计［J］．河北煤炭，2008(04):53－54．

［6］阚建立．较薄煤层综采设备配套及参数优化［J］．中国煤炭，2002(06):41－42．

作者：何海波 单位：神东煤炭集团设备管理中心