綜采機電事故規(guī)律探索及防控

王鑫

（平頂山天安煤業(yè)股份有限公司六礦，河南平頂山 467091）

隨著井工煤礦綜采裝備的不斷升級，綜采工作面機電事故相對減少，但是因為操作技能、管理環(huán)節(jié)、地質(zhì)條件等多種因素制約，在所有影響開機率因素中，最大的因素依然是機電事故[1]。

找到機電事故規(guī)律，就能針對性防控，降低事故率，提高礦井安全高效水平[2]。根據(jù)礦井連續(xù)4 年綜采機電事故梳理分析，結(jié)合現(xiàn)場跟蹤觀察及調(diào)研，得出了事故多發(fā)的時間段、多發(fā)地段、多發(fā)設(shè)備部位等，對同類型礦井機電事故控制和綜采設(shè)備管理具有指導意義。

1 礦井及工作面概況

礦井主采煤層埋深713～800 m，屬緩傾斜煤層，具有頂板軟、底板軟、煤層軟“三軟”特性。

礦井3個綜采工作面，采長180～320 m，采高2.0～3.6 m；回采區(qū)段內(nèi)構(gòu)造發(fā)育，均為正斷層。煤層厚度屬中厚煤層，一次采全高，垮落法管理頂板；工作面作業(yè)方式均為三班生產(chǎn)、插班檢修。

2 工作面配套設(shè)備

工作面配套設(shè)備包括：工作阻力為5 000～6 400 kN 兩柱掩護式液壓支架，裝機功率為600～1 130 kW 交流電牽引采煤機，重型可彎曲刮板輸送機和橋式轉(zhuǎn)載機，BRW400/31.5 乳化液泵站，其他配套附屬設(shè)備。

3 機電事故規(guī)律分析

3.1 機電事故多發(fā)的設(shè)備

設(shè)備的事故診斷，常從機械、電氣、液壓等方面排查判斷。為了便于統(tǒng)計分析，將設(shè)備電氣事故包含在所屬設(shè)備的事故統(tǒng)計之內(nèi)。比如采煤機啟車掉閘事故，包含在采煤機所有機電事故統(tǒng)計之內(nèi)，依此類推。2018—2021 年工作面設(shè)備累計事故數(shù)量如表1 所示。

表1 2018—2021 年工作面設(shè)備累計事故數(shù)量 單位：起

從表1 可以看出，礦井4 年內(nèi)所有工作面累計發(fā)生事故頻次最多的是采煤機，其次是運輸機。主要原因是：二者均為頻繁移動設(shè)備，且運行環(huán)境差、負載較大（相對轉(zhuǎn)載機而言，因頂板、拉架等不均衡因素造成運輸機承受貨載更多）、啟動相對頻繁等。而且根據(jù)設(shè)備事故多發(fā)部位的比對，采煤機導向滑靴、負荷側(cè)電纜兩類事故較多，運輸機斷鏈子事故在所有運輸機事故中占88.6%。

鑒于此，從設(shè)備管理、備件準備到運行前檢查和檢修各環(huán)節(jié)中，應(yīng)特別關(guān)注采煤機和運輸機。

3.2 機電事故多發(fā)的時間段

人體生物鐘顯示，在23：00 時人體功能開始下降，逐漸進入深度睡眠，凌晨03：00 人體進入深度睡眠狀態(tài)，肌肉完全放松。四點班（即前夜班18：00 至次日02：00）和零點班（即后夜班02：00—10：00）相對于八點班，人的精神狀態(tài)欠佳，精力不易集中，是容易困乏的時段，因此常容易出現(xiàn)誤操作、違章作業(yè)而引發(fā)機電事故。且四點班01：00 左右為臨近下班時間，人的情緒易緊張，出現(xiàn)人身事故和機電事故概率相對高。

各單位不同班次總事故次數(shù)比較如圖1 所示，可以看出，事故次數(shù)按照八點班、四點班、零點班順序逐漸增多。

圖1 各單位不同班次總事故次數(shù)比較

每年各月總事故次數(shù)比較如圖2 所示，從圖2 可以看出，每年的年初、年末事故較少，而每年6—8 月份為事故高發(fā)期。其原因如下：①雨水豐沛，井下空氣濕度相應(yīng)增大，嚴重影響到電氣設(shè)備“干燥、絕緣”的基本要求。②夏季高溫造成井下溫度升高，不利于設(shè)備冷卻散熱，人員精力不易集中。③夏季雨水較多，頂板事故容易發(fā)生。綜采工作面頂板事故發(fā)生后常導致運輸機負荷突然增加，以至于運輸機斷鏈子等事故發(fā)生概率高。

圖2 每年各月總事故次數(shù)比較

通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計和調(diào)研還發(fā)現(xiàn)，工作面過地質(zhì)構(gòu)造（主要是斷層）期間機電事故相對較多。主要因為過斷層期間，生產(chǎn)進度較慢、工程質(zhì)量較差，時常出現(xiàn)工作面輸送機不平不直（輸送機在斷層區(qū)域出現(xiàn)臥塘或落后）。而且因為松動爆破效果差，增加了采煤機截割阻力。這些原因造成設(shè)備負荷增加，設(shè)備運行環(huán)境差。在斷層區(qū)域，采煤機運行時振動較大，致使設(shè)備故障多發(fā)（比如電氣設(shè)備小線連接松動、采煤機牽引部與控制箱連接螺絲松動、行走部連接螺絲松動等）。再就是每班班末機電事故較多，其原因是：外圍系統(tǒng)停車等其他原因造成本班作業(yè)循環(huán)完成困難，工作人員到班末時急著趕任務(wù)，有急躁、麻痹心理，出現(xiàn)圖省事或野蠻操作等。

針對機電事故發(fā)生的“四零點班多”“夏季多”“過斷層多”“班末多”的四多現(xiàn)象，采取以下管控措施：①在雨季、過斷層特殊時段，縮短檢修周期，超前檢修，以消除設(shè)備隱患；超前支護，防止頂板事故發(fā)生。在斷層地段多布置鉆具，優(yōu)化爆破參數(shù)提高爆破效果，嚴禁截割堅硬巖石。②要求跟班干部和班長加強對四點班、零點班設(shè)備巡檢和崗位司機上崗情況督查。③首緊尾松，抓好開工。堅持正規(guī)循環(huán)作業(yè)，禁止班末搶進度、拼設(shè)備。

3.3 機電事故多發(fā)的工作面地段

對多起機電事故統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，工作面兩端部即機頭機尾段事故多發(fā)。這是由于采用斜切進刀工藝，采煤機在此段往返2 次或多次，容易出現(xiàn)以下事故：①運輸機推急彎，造成采煤機掉道、導向滑靴過磨損或開裂等事故；②煤機司機與支架工協(xié)調(diào)差，出現(xiàn)采煤機割碰支架前梁、護幫板或鏟煤板，如圖3 所示，輕則增加煤機負載，加速設(shè)備或部件老化，重則導致?lián)u臂傳動機構(gòu)損壞（常見離合器軸斷、一級傳動軸損壞、行星機構(gòu)卡死等）等事故而停產(chǎn)；③在機頭、機尾地段的采煤機碼頭處托移電纜彎曲半徑變小且往返次數(shù)多，易造成主芯線或控制線折斷，有時電纜脫出電纜槽造成掛卡而拽斷。

圖3 被采煤機割碰的護幫板

為減少該地段事故，要求嚴格按操作規(guī)程作業(yè)，合理控制截割速度，設(shè)備配套時選用裝載效果好的煤機，以減少往返拾煤次數(shù)，支架工與采煤機司機協(xié)調(diào)配合，切忌輸送機推急彎或緊跟采煤機推溜。

3.4 機電事故主要誘因

人為因素：設(shè)備雖然更新了，但是培訓跟不上，造成誤操作或違規(guī)操作；工作人員為了趕時間或進度，強行野蠻操作；設(shè)備失修漏檢或檢修不當?shù)?。這些均屬于人為因素。

設(shè)備因素：設(shè)備配套或設(shè)計有缺陷，一般此類現(xiàn)象較少；本應(yīng)報廢，為了節(jié)約資金而讓設(shè)備超期“服役”，造成惡性循環(huán)；設(shè)備配件質(zhì)量差，使用壽命短或更換后引發(fā)次生事故等。

環(huán)境因素：高溫、高濕、粉塵等都是影響設(shè)備壽命和安全運轉(zhuǎn)的環(huán)境要素。另外，綜采工作面工程質(zhì)量差同樣會造成設(shè)備隱患或直接誘發(fā)機電事故，如刮板輸送機不平不直、運輸機與轉(zhuǎn)載機搭接不合理等。曾經(jīng)發(fā)生過因為運輸機下扎導致采煤機重心偏移而使導向滑靴斷裂；因為支架前梁下扎造成采煤機割碰支架前梁導致?lián)u臂行星機構(gòu)、惰輪損壞等事故。

管理因素：因為人員配備不足原因致使“包機責任制”無法落實，使設(shè)備漏檢、失修或非本崗位頂替檢修；有些單位主要領(lǐng)導認為一個時期沒有機電事故，就讓檢修班承擔生產(chǎn)班的一部分雜活，嚴重挫傷了檢修人員的主動性和責任心等[3-4]。

相對而言，設(shè)備狀況、運行環(huán)境、管理模式一旦固定，基本是一個常態(tài)，而不同的人會受到情緒狀態(tài)、身體狀況、技術(shù)水平、文化層次、職業(yè)道德等多種因素的影響，進而影響著機電的運行。經(jīng)過多起機電事故追查分析，80%以上事故原因是操作不當、檢修技術(shù)水平低和設(shè)備保護意識差引發(fā)的，所以諸多人為因素中技術(shù)水平、職業(yè)道德又是重中之重。因此，上述4個因素中人是最活躍的生產(chǎn)因素，也是造成機電事故的主要因素。在整個設(shè)備管理環(huán)節(jié)中，突出“事故人本”理念，解決人的問題，足以彌補設(shè)備狀況、運行環(huán)境、管理模式等的缺陷。

4 “42113”事故管控模式

“42113”事故管控模式具體內(nèi)容為“四個關(guān)口”“嚴禁設(shè)備兩超”“一個綜采設(shè)備多元預(yù)警管理軟件”“一個百分檢查”“每月三次跟蹤檢修”。

4.1 四個關(guān)口

分類事故統(tǒng)計顯示，采煤機事故中電氣事故占61.2%，而電氣事故中電纜故障較多，且多為接地。因此嚴把電纜“三個關(guān)口”：新電纜質(zhì)量存在問題和舊電纜“傷口”處理不合格的禁止入井，嚴把“入井關(guān)”；進行爆破、移架、灑水、管路鋪設(shè)等作業(yè)時優(yōu)先考慮對電纜的防護，嚴把井下現(xiàn)場“保護關(guān)”；定期搖測絕緣上報主管科室并做好臺賬，嚴把井下“檢修關(guān)”。采煤機托移電纜冷補，最好安排在礦月度停產(chǎn)檢修時間，確保冷補后有一個穩(wěn)定期。

另一個就是“嚴把培訓關(guān)口”。除了常規(guī)崗位安全操作資格證培訓、技能等級考核培訓外，重點以本部門組織的“車間+案例+現(xiàn)場”培訓模式為主，提高實操能力。抽調(diào)5 名“綜采大師”分別擔任液壓支架、采煤機、刮板輸送機、乳化泵站、電氣5 個專業(yè)班的老師，在地面工廠檢修車間，對照實物，結(jié)合機電事故案例每月定期講授、考核獎勵；出現(xiàn)機電事故后，當班設(shè)備操作人員、班長、跟班干部3 類人員必須全過程參與設(shè)備故障排查、修理，進行現(xiàn)場實戰(zhàn)技能培訓。

4.2 嚴禁設(shè)備兩超

設(shè)備超負荷運行、超期使用會埋下許多設(shè)備隱患，因此設(shè)備達到一定過煤量或使用年限，必須大修或整部更換[5]。但在實際工作中，有些單位為了節(jié)約資金超期使用設(shè)備，最終得不償失。

4.3 一個綜采設(shè)備多元預(yù)警管理軟件

一款基于VB 語言和SQL Server 數(shù)據(jù)庫的軟件，由信息維護模塊、數(shù)據(jù)分析模塊、預(yù)警顯示和數(shù)據(jù)同步模塊組成，系統(tǒng)具有存儲、查詢、預(yù)警等功能[6]，提高了管理效率，能超前防范事故發(fā)生。

4.4 一個百分檢查

由綜采設(shè)備主管科室抽調(diào)各綜采隊設(shè)備管理人員組成“綜采設(shè)備百分檢查”小組，每月對各綜采工作面設(shè)備全覆蓋對標檢查打分，檢查表如表2 所示。根據(jù)得分高低獎懲，最后把主要問題以“整改通知單”的形式下發(fā)到相關(guān)單位，定時間、定人員、定措施整改后復(fù)查，形成閉合管理。

表2 綜采設(shè)備百分檢查

在實際執(zhí)行中，基層隊當月每發(fā)生一次2 h 以上的設(shè)備事故，扣2 分，燒1 臺電機扣10 分。檢查總分核減這2 項加重扣分項后就是當月該單位“綜采設(shè)備百分檢查”最終得分。

4.5 每月三次跟蹤檢修

綜采隊的正職（隊長或支部書記）每月必須有3次入井全程跟蹤檢修工作，掌握設(shè)備動態(tài)，及時協(xié)調(diào)解決疑難問題。

5 效果分析

通過實踐，這種事故管控模式從源頭切斷了事故隱患，提高了員工設(shè)備操作和檢修技能水平，強化了職能科室監(jiān)督和基層單位現(xiàn)場管理意識。使得礦井綜采機電事故周期由3 d 拉長至41 d，單面機電事故影響由最多52 h/月降到最少0 h/月。

6 結(jié)束語

通過對473 起機電事故梳理分析，找出了機電事故發(fā)生的規(guī)律，并給出主要原因。機電事故發(fā)生常是多種因素影響，其最終也是最關(guān)鍵環(huán)節(jié)就是人為因素，因此堅守“事故人本”理念，提升設(shè)備保護意識，提高操作技能和檢修質(zhì)量，才能充分發(fā)揮設(shè)備優(yōu)勢，實現(xiàn)礦井安全高效生產(chǎn)。