机械化煤炭采制样设备故障的预见性研究

机械化煤炭采制样设备故障的预见性研究

李宏伟，李树泉，王晓鹏，杨宇萌

上都发电公司，内蒙古锡林郭勒盟正蓝旗，027200

摘要：  近些年来，我国煤炭企业发展迅速，其生产规模也不断扩大，极大地满足了我国生产生活煤炭资源需求。而在煤炭企业生产规模不断扩大的同时，制作生产的实时物料也不断增加。因此，在煤炭企业检测机构中心点工作人员的日常工作任务也日渐繁重，然而由于煤炭企业内部检测人员有限，使得煤炭企业发展受到了巨大的影响。因此，为保障检测工作顺利实施和高质量完成，应注重检测工作效率的提升，这要求从煤炭检测工作的各个环节入手，不断提升机械化水平。其中，煤炭采制样是至关重要的一个环节，通过应用机械化采制样机，可以极大地提升工作效率。

        关键词：机械煤炭采样制设备；设备故障；预见性

1.煤炭取样和制备概述

        1.1 煤炭取样和制备概述

        一般来说，煤炭主要分为三个阶段：取样、制样和试验。因为工作中的错误基本上来自这三个阶段。根据地理位置、开采方法和储存方法，将煤炭分为不同的等级。煤是由不同化学成分的颗粒组成的混合物，因此煤与煤之间存在差异。据数据统计，80%的误差来自煤炭取样。究其原因，主要是煤炭抽样数量少，而一般数据都是基于少量抽样，造成不准确，缺乏随机行和普遍性。然而，分析样品是从一批商品煤中获得的，并基于一系列的破碎和收缩。因此，保证煤炭采样的普遍性和随机性是数据分析的关键[1]。

        1.2 自动制样技术特点

        随着科学技术的发展，煤炭取样和制备也在不断实现计算机控制取样的自动化，这种自动化程度比人工取样更高。采样代表性强，操作方便。在操作过程中，无需人工操作，操作指令由计算机直接发送，由机器完成，减少了人工失误，增加了科学依据。抽样具有随机性。它可以在更宽的范围内多次采样，使得数据更具有普适性和随机性。从时间层面看，缩短了周期，加快了速度，节约了时间成本。在劳动力方面，机械化减少了劳动力，减轻了繁重的工作量。系统实现自动化后，我们需要做的是定期检查机械设备，稳定设备参数。通过机器采样，数据具有普遍性和随机性，数据更加可靠[2]。

2.煤炭取样阶段存在的问题

        2.1 煤堆取样存在的问题

        在煤堆取样过程中，无论工作人员操作多么细致细致，都会出现操作问题或失误。突出的问题有：虽然煤炭分析取样人员科学、谨慎地选择取样点。但事实上，在煤炭采样过程中采集的煤炭通常不能深入煤堆。一旦地表煤质与煤堆内部煤质存在较大差异，由于采集的煤质结果与实际煤质结果不符，很容易造成煤质分析的较大误差；由于煤堆中的粒度分离和偏析作用，煤堆的粒度分布不同，在一定程度上影响了煤的分析。同时，上述系统的误差对煤样分析结果影响很大。

        2.2 煤火车采样存在的问题

 一般情况下，煤炭分析员在煤列上进行煤炭取样工作，必须在每列车上至少选取三个取样点。同时，采样点的分布要求为对角线形式。对于采样点，终点位置需距列车转角1米，但当部分列车整节车厢内未装满煤时，造成部分车厢转角缺煤，或即使有煤，也只有一部分煤。煤样的缺乏导致了后续分析的误差，对煤样分析的取样产生了很大的不利影响。
3.机械化采制样机在煤炭采制样中的应用分析
        3.1二级采样设备
　该设备广泛应用在物料粒度不大于80毫米或者流量不大于每小时2100吨的输送系统中，初级采样机以特定的采样频率，并利用初级胶带给料机输送煤炭样品到破碎机当中，确保破碎样品粒度满足检测工作需求。在此基础上，将所需要的样品放入二级胶带给料机中，并通过二级采样机获得最终样品，随后将样品放入专用收集容器当中进行密封保存[3]。
        3.2三级采样设备
        该设备广泛应用在物料粒度大于80毫米或者流量大于每小时2100吨的输送系统中，初级采样机以特定的采样频率进行采样，且采样时要符合定时定量的采样要求，并利用初级胶带给料机输送煤炭样品到一级破碎机当中，确保破碎样品粒度在25毫米，在此基础上，将所需要的样品按照6:1的比例放入二级胶带给料机中，并将取得的样品放入三级给料机中，通过二级破碎机进行破碎处理后，落入四级给料机，应用三级给料机获取样品，随后将样品放入专用收集容器当中进行密封保存。在煤炭采样时，应根据煤炭采样设备来合理地选择煤质量在线分析设备，继而获得相对准确的煤炭含灰量，以此大幅度提升煤炭采集工作效率和质量。在采集煤炭样品的基础上进行实验，据试验结果可以发现煤炭的灰分含量在30%左右，精密度约3%，根据《煤炭机械化采样》实验方法检验发现，实验结果估算值为0.52，符合现行规定的制样方差要求。在此基础上，预制两份煤炭样品，在测试前加入一定量的水分，全水分为13%和14%，经试验发现，煤样全水分为14%时，会发生堵塞现象，而全水分在13%时，则不会出现堵塞现象。由此可以，该系统的机械化采制样机适宜在全水分在13%的情况下，才能获得良好的煤炭样品采制效果。另外，该系统煤炭机械化采制样机具有三种运行方式，分别是自动、半自动、手动，可以适应任何深度和任何位置的煤炭采样工作。不仅如此，在该系煤炭机械化采制样机中，应用了电控系统，实现了采样头精准定位功能，可以完整地显示数据参数，可以及时地发现故障，并可以进行故障排查。在采样时，严格地检查了系统的适应性，可以发现该系统煤炭机械化采制样机在整个采样工作中，未出现堵塞、样品丢失等问题[4]。

4.机械化采制样机在煤炭采制样中的应用分析
        4.1二级采样设备
        该设备广泛应用在物料粒度不大于80毫米或者流量不大于每小时2100吨的输送系统中，初级采样机以特定的采样频率，并利用初级胶带给料机输送煤炭样品到破碎机当中，确保破碎样品粒度满足检测工作需求。在此基础上，将所需要的样品放入二级胶带给料机中，并通过二级采样机获得最终样品，随后将样品放入专用收集容器当中进行密封保存[5]。
        4.2三级采样设备
        该设备广泛应用在物料粒度大于80毫米或者流量大于每小时2100吨的输送系统中，初级采样机以特定的采样频率进行采样，且采样时要符合定时定量的采样要求，并利用初级胶带给料机输送煤炭样品到一级破碎机当中，确保破碎样品粒度在25毫米，在此基础上，将所需要的样品按照6:1的比例放入二级胶带给料机中，并将取得的样品放入三级给料机中，通过二级破碎机进行破碎处理后，落入四级给料机，应用三级给料机获取样品，随后将样品放入专用收集容器当中进行密封保存[6]。
 在煤炭采样时，应根据煤炭采样设备来合理地选择煤质量在线分析设备，继而获得相对准确的煤炭含灰量，以此大幅度提升煤炭采集工作效率和质量。在采集煤炭样品的基础上进行实验，据试验结果可以发现煤炭的灰分含量在30%左右，精密度约3%，根据《煤炭机械化采样》实验方法检验发现，实验结果估算值为0.52，符合现行规定的制样方差要求。在此基础上，预制两份煤炭样品，在测试前加入一定量的水分，全水分为13%和14%，经试验发现，煤样全水分为14%时，会发生堵塞现象，而全水分在13%时，则不会出现堵塞现象。由此可以，该系统的机械化采制样机适宜在全水分在13%的情况下，才能获得良好的煤炭样品采制效果。另外，该系统煤炭机械化采制样机具有三种运行方式，分别是自动、半自动、手动，可以适应任何深度和任何位置的煤炭采样工作。不仅如此，在该系煤炭机械化采制样机中，应用了电控系统，实现了采样头精准定位功能，可以完整地显示数据参数，可以及时地发现故障，并可以进行故障排查。在采样时，严格地检查了系统的适应性，可以发现该系统煤炭机械化采制样机在整个采样工作中，未出现堵塞、样品丢失等问题。
5.煤炭机械化采制样机的优化发展分析
        在煤炭采制样过程中，机械化采制样机的应用既可以大幅度提升工作效率，又可以保障煤炭采制样工作质量。因此，煤炭机械化采制样机的优化发展受到越来越多人的关注和重视，结合煤炭采制样工作发展要求，煤炭机械化采制样机的优化发展，应实现操作全自动化、设计简化等，具体如下：
        5.1采制样操作全自动化
        在煤炭采制样过程中，人员往往具有不确定性，应在实践中尽可能地规避人为因素的干扰，这要求煤炭机械化采制样机及实验过程，尽可能地实现全自动化操作，具体包括电脑总控，采、制、化系统自行监测，保证检测的深度、数量、范围等，不仅如此，在整个过程中，电脑系统应详细且完整地记录数据，同时要实现定期自动清洗和维护，并具备故障预警功能。煤炭机械化采制样机完全实现全自动化仍然存在一定的难度，但未来发展必然向这一方向发展。
        5.2设计简化
        通常来说，机械化、电子化产品的设计具有复杂性，且拥有相对较多的工序，这使得机械化产品故障发生后，需要专业人员进行维修。但是对于煤炭企业来说，煤炭机械化采制样机一旦在使用中出现故障，若无法及时排除，则会影响整体工作效率，针对这种情况，煤炭机械化采制样机设计时，若能够进行简化，实现操作流程和制作工序的简化，再配以常见问题故障维修工作手册，则可以在煤炭机械化采制样过程中无需专业人员陪同，也不会因为故障而影响煤炭机械化采制样工作效率和质量，使得煤炭企业整体工作效率的提升得到保障。因此，煤炭机械化采制样机设计简化是未来发展的主流趋势之一，也是当下煤炭机械化采制样机优化发展的关键。
        5.3实现样本自动化密封和编码排序
        由于我国不同地区的自然环境及气候条件存在显著差异，使得煤炭机械化采制样机获得的样品往往会受负面影响，进而出现样品变质问题。针对这种情况，则要对煤炭机械化采制样机获得的样品进行及时的密封处理，防止水分的流失和其他物质的污染。不仅如此，在样品密封处理后，要进行编码排序，方便日后有问题可以及时地进行调查。在此过程中，为保障整体工作效率，应实现密封和编码排序的自动化操作。
6.结语：
        煤炭机械化采制样机的应用是发展的必然趋势，必须优化完善好机械的设计，以实现最大的效益。通过对采制样设备的预见性分析，可在设备故障发生之前及时加以解决，既不影响采制样设备的正常运作，又能减少该故障造成的其他损失，因此极大地提高了企业的生产效率和经济效益。在实践中可能还会遇到其他问题，机械设计还要与时俱进，不断更新，适应发展的需要。

参考文献：
        [1]胡志伟,陶鑫.西门子S7-200在煤炭机械化采制样控制系统中应用[J].煤矿机械,2018,39(11):116-117.
        [2]刘金国.煤炭机械化采制样设备破碎机的工作原理探析[J].煤质技术,2018(02):33-35.
        [3]王世超.煤炭机械化采制样系统新型弱冲击初级采样器研制[J].煤炭工程,2018,50(01):141-144.
        [4]胡志伟.浅析煤炭机械化采制样设备缩分器的工作原理及其应用[J].煤质技术,2017(04):41-43.
        [5]黄宝霞.对煤炭机械化采制样设备缩分器使用的几点思考[J].机电信息,2016(36):78-79.