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露天煤矿机械设备的生产效率提升方法探索史伟（内蒙古平庄煤业集团【有限】责任公司元宝山露天矿，内蒙古赤峰0 2 40 7 0）摘要：煤炭一直是我国重要的热能资源，煤炭资源被开采以来在保障我国居民生活、促进国家建设和经济发展方面发挥着重要的作用。我国的煤资源丰富，随着科学技术手段应用于煤炭的开采，大幅提升了开采水平和效率。机械设备作为煤炭资源开采的重要工具，性能直接影响开采水平。本研究结合露天煤矿机械设备探究生产效率问题，进行理论研究，探索露天煤矿机械设备生产效率的提升对策。关键词：露天煤矿；机械设备；开采效率；策略中图分类号：F406.3；T D 8 2 3.9 7文献标识码：B文章编号：10 0 8-0 155(2 0 2 3）10-0 148-0 3在我国煤炭资源开采过程中，露天煤矿作为煤炭开采的一种形式，相比于传统的煤矿在作业的过程中具有开采成本低、产量高的优势，多年以来露天煤矿产量稳步提升。结合我国露天煤矿在开采过程中的机械设备使用情况进行分析，性能较低、老化等问题严重影响到产量。元宝山露天煤矿是位于我国内蒙古赤峰的露天煤矿，煤炭储量达到3.9 2 亿t，该煤矿自建成以来年可产煤12 0 0 万t。该煤矿在开采过程中采用的是半连续和连续综合开采工艺，建矿投人使用的挖掘机、铲车、胶带机、轮斗机等都属于进口设备。随着30 多年的开采，很多机械设备出现了老化、性能不足，严重影响开采效率。有必要结合机械设备的生产效率进行分析,探索从机械设备角度提升开采效率的策略。1露天煤矿机械设备问题分析1.1设备性能落后在露天煤矿开采作业过程中，煤炭产量与机械设备有显著的关系，机械设备性能的好坏及开采效率直接影响产量。对于元宝山露天煤矿而言，在开采的过程中很多设备经过长期的使用逐渐老化,采购时间较老,在性能和技术方面无法与时俱进,在使用的过程中明显存在不足。尤其是近些年来我国的工业技术水平不断提高，各种新兴技术融人到了工业建设领域，更多智能化技术及新科技的应用使机械设备功能得到创新 2 。这些设备设计更加科学、操作更加人性化智能化、安全性更高、性能更优,相比于传统的设备在性能方面有显著改善和提升。有必要针对这些老旧机械设备进行性能和操作的优化,现有的机械设备能够通过科学的设计在性能方面得到提升，充分满足新时代露天煤矿的开采需求，促进提升生产效率。1.2设备检修维护频率高元宝山露天煤矿拥有30 多年开采历史，在开采的148过程中部分机械设备属于老旧设备，为了保障性能需要按时维修和保养。然而部分老旧设备由于使用年限较长，在进行维修保养的过程中需要投入大量的人力、物力、财力资源，结合设备的使用情况不断更换部件。对于现有的机械设备在使用的过程中一方面需要投入大量的人力、物力、财力进行维护和保养，增加设备使用成本,还会随着时间的延长不断提升 3。另一方面在设备接受维修保养的过程中处于无产能状态，严重影响到产量，影响开采效率。部分关键性设备在出现问题后，直接导致煤炭生产链断裂，严重影响到开采效率。1.3对机械设备的管理不科学任何一项机械设备在使用的过程中都需要通过科学有效的管理和定时的维护保养，拥有良好的性能。煤炭开采过程中发挥着重要作用，长期使用导致其负荷较大，更应该重视管理和保养维护。结合现阶段元宝山露天煤矿的机械设备管理情况分析，在管理意识和管理水平方面仍然存在不足。一是设备操作人员缺乏对设备的管理意识,更多的设备操作人员只是将自已当作操作者，没有将自己作为机械设备的主人，在煤炭开采过程中没有将机械设备作为自已的工具进行有效维护。在设备使用前未进行有效观察检修，设备使用过程中未针问题进行维护，设备使用后未按照规定和制度进行有效保养，导致在使用的过程中没有得到有效保护,损毁的频率更高，性能降低速度更快。二是对于机械设备维修人员没有严格遵照规章制度进行检修维护。虽然对煤矿所有的机械设备都有检修维护指导手册，在维护过程中更多的是保障煤炭开采作业不停工，出现问题时才检修维护,对很多机械设备并未严格遵照手册和规范定时定量进行保养，部分设备在出现问题后不能得到及时发现，问题越来越严重，严重损毁设备，影响设备性能。2露天煤矿机械设备生产效率分析对露天煤矿的机械设备来说，要想使其拥有良好的生产效率，需要充分保障始终处于良好的工作状态，不会影响开采。机械设备在使用的过程中生产效率还与设备基本属性密切相关，例如设备的大小、设备的功率，分析这些影响因素需要采用生产能力计算公式。本研究为进一步探索机械设备生产能力的提升策略，以挖掘机为例研究其生产能力，总结影响因素，通过数据公式分析获得机械设备生产能力提升的指导策略11。挖掘机作为露天煤矿开采过程中的重要挖掘设备，无论是数量、还是工作性能方面，直接决定生产能力，对于露天煤矿而言挖掘机这类机械设备应是管理的重要内容。对于挖掘机的生产能力在进行研究的过程中要从实际生产能力、技术生产能力以及理论生产能力三方面进行探索。理论生产能力是指机械设备处于理想条件下通过各项元件性能的设置能够达到的生产能力，这一生产能力与设备配件密切相关，例如对于挖掘机而言理论生产能力与的勺斗容积、功率、线性尺寸密切相关。技术生产能力则是指机械设备通过不间断作业所能达到的生产能力 5。实际生产能力则是指在开采作业过程中，受管理能力、外部组织以及其他设备性能、自身技术等多种因素影响所能达到的生产能力。三种生产能力分别反映机械设备在三种状态下的基本性能,在计算过程中按照式(1)、式(2)、式(3)进行。Q1=60N E=33600Qj=Q1 Kw kf=tiEKwKf3600Qs=Qj T n=.EKw Tnt在这三个公式中，N表示采挖勺斗数，t1表示挖掘机完成1勺采挖应用的时间,E表示采装时的勺斗容积，Kw表示挖掘机数目，T表示挖掘机的工作时间E他表示，表示工作利用系数，利用系数计算如下：n=no nl(4)tzn=tz+tr+tq式（4）、式（5）中m。表示空车供应率，Ml表示挖掘机利用率，tz表示装车时间，tr表示故障时间，tq表示欠车时间。挖掘机的实际生产力还受出动率影响，挖掘机的生产力Q计算公式（6）如下：Q=Qs m mw其中，m为挖掘机的日历工作班数，mw为挖掘机每年的出动次数。综合以上各项参数分析挖掘机生产力按如公式(7)计算：3600KmEkfTtznl mmwQ=tj Km (tz+tr+tq)这一公式显示挖掘机生产能力与其斗容、工作时间相关，此外还与设备性能、装车时间、设备故障维修时间、设备出动次数等各项因素相关，在挖掘机生产效率提升过程中结合各项影响因素综合完善。3露天煤矿机械设备生产效率提升策略3.1优化设备性能分析露天煤矿现有的设备使用情况，进一步针对老旧设备低产能设备更新换代，全面优化设备性能，有效提升生产能力。例如对于元宝山露天煤矿的挖掘机而言在进行设备性能提升的过程中，结合其影响设备的基本因素,选择斗容相对较大的挖掘设备,有利于促进挖掘效率的提高。挖掘设备还受挖掘系数的影响，挖掘系数越高生产能力越高。我们在进行设备更换的过程中要结合挖掘机的挖掘技术进行研究,选择勺斗大、挖掘系数高的设备，工作效率。对于挖掘设备效率的影响还与挖掘机工作时的满斗系数、松散系数相关，分析显示满斗系数和松散系数与所挖掘矿岩的岩层形式及岩块破碎程度相关。在进行煤炭开采时煤块破碎程度越高，在挖掘过程中满斗系数就越高，满斗系数越高标志着挖掘系数越高，体现在挖掘机的工作效率提升方面。这指导我们在进行煤炭开采时要注重优化爆3600Et1(6)(7)(1)破参数,通过有效爆破形成良好的煤层松散系数，使挖掘机性能得以施展，通过提升满斗系数提升煤炭开采(2)效率。3.2做好设备管理和维护(3)煤炭开采过程中机械设备的生产效率体现在设备性能方面，设备性能与设备检修维护工作密切可分。结合常见机械设备在使用过程中的问题，首先,要制定科学的检修维护计划。在煤炭开采作业过程中设备种类较多,不同的设备性能存在差异,有不同的劳损程度，在检修的过程中要结合不同设备的基本情况分别制定检修计划。通过定时、定量检修及时发现设备使(5)用问题,进行维护,所有设备在使用过程中处于良好状态。其次，全面提升设备维护技术水平，机械设备使用过程中,操作者影响较大，全面激发操作者对各项设备的维修保养意识，在操作设备时充分结合基本功率和149性能，在设备出现问题时能够及时采取有效措施或者报告维修管理部门进行维修优化，使设备时刻处于良好的工作状态。在维修管理的过程中还要全面提升技术水平,吸引机械设备维修保养的专业人才融人到维修管理团队，借助现代化的机械设备和技术理论进行维修保养，使所有机械设备处于良好的工作状态。最后，实现矿山机电设备协同控制提升生产效率，在露天矿山机械设备管理的过程中,其生产效率的提升离不开各项设备设施的支撑。如何更有效地提升设施设备的使用效率，促进生产水平的进步,就需要构建协同控制模式，通过系统控制保障不同类型、不同层次、不同领域的设施设备得到统一管理和协同调控，基于生产目标,统一前进方向,实现生产效率的提升。需要对露天矿山所有机械设备按不同系统、不同型号、不同使用原理和能耗进行归类，按采掘系统、运输系统、提升系统、压风系统、排水系统和通风系统六大子系统机械设备类型进行协调控制，需要结合不同系统设备在应用时的成本、能耗情况以及生产效率进行分析，构建矿山所有机械设备协同控制的系统。以物联网和大数据作为基础，实现所有机电设备协同控制,确保所有机械设备以最低的成本和最高的生产效率投入到矿山生产中，确保生产效率得以提高。3.3优化管理科学调控为提升露天煤矿机械设备生产效率，除从设备性能和设备维护方面完善外，还应结合露天煤矿的机械设备管理和调配情况进行全面优化，通过科学高效的管理使所有设备能够高效配合，始终处于良好的工作状态提升生产效率。以煤炭开采过程中的挖掘机为例,影响生产效率的因素与空车供应率、挖掘机出动率、挖掘机工作班数密切相关。在优化挖掘机的生产效率时,结合挖掘机的工作性能以及现场生产计划和工作环境科学合理规划，保障与其他机械设备有效配合，通过无缝对接使挖掘机始终处于高效的工作状态，使运输、挖掘、推采设备能够充分满足煤炭采掘进度要求。通过科学配比挖掘机数量以其他设备，使每一台挖掘机在使用的过程中处于高效状态。3.4科技引领新技术赋能在当前时代环境下，露天煤矿机械设备生产效率的提升，需要充分发挥新型技术应用，借助于科技引领、新技术赋能来实现。首先,在科技引领实现技术创新的过程中，应将科学技术应用于机械设备管理的方方面面，包括机械设备维修维护的核心技术，基于新技术的融人使机械设备维修维护核心技术水平得到全面提升，以充分保障机械设备的使用性能，确保所有机械设备正常运转，提高机械效率。同时，也要从与机械设备管理相关的人力资源管理、环境配套管理以及设备使用方案等方面融人新技术，使机械设备得到合理的应用，以保障生产效率得到提高。其次,要基于新型技术，提高现有机械设备的使用性能。例如，融人变频技术,有效降低机械设备能耗，避免设备使用过程中产生多余力矩，提高设备使用寿命和年限，降低煤矿在机械设备方面的投人。在变频技术与机电设备融人的过程中,涉及到计算机技术、传动技术以及弱电技术，需要各项新型技术的融合才能实现机电设备的变频设计。变频技术的融入使机电设备的电机可以进行加速、减速，从而使相应的机械设备能更有效地满足实际生产要求，在降低机械设备投入的同时也有效提升了生产效率。4结论机械设备工作效率决定露天煤矿生产效率，影响煤矿机械设备因素较多。本研究以煤矿机械设备生产效率提升为目标，结合元宝山露天煤矿的机械设备使用情况分析，以挖掘机为例进行工作性能的参数分析，为煤矿机械设备工作效率提升提供指导。基于此认为煤矿机械设备在生产效率提升的过程中：一是要结合设备性能优化；二是要建立科学规范的设备维修保养计划和制度；三是结合现场设备优化管理，科学调控；四是运用科技引领，实现新技术赋能。参考文献：1王将.基于光纤传感技术的煤矿机械设备安全监测系统设计 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