掘錨機電氣故障頻發？看神東煤炭集團邵彥團隊兩招破局→

2025年09月09日 16:36 智能礦山雜志責編：戚金榮作者：智能礦山雜志

文章來源：《智能礦山》2025年第8期“革新·改造：優秀 QC 成果”欄目

第一作者：邵彥，榮獲2020年第四十五屆ICQCC鉑金獎、2024年第四十九屆ICQCC金獎、2024年全國一等QC成果獎，主要從事人事檔案管理新建業務和質量管理小組活動相關工作。E-mail：[email protected]

作者單位：國能神東煤炭集團有限責任公司

引用格式：邵彥，張強.掘錨機電氣系統故障時間的預測及抑制[J].智能礦山，2025，6(8)：51-55.

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掘錨機是開采煤炭和開掘巷道的主要生產設備，電氣系統決定了井下設備的開機率、采煤量和生產效率。電氣系統運行故障時間長會造成停產時間長、安全隱患大、保供目標無法完成，也會造成跟蹤服務頻次高、顧客滿意度差、維修質量信譽低等問題。

確定攻關課題與目標

QC小組調查2022年掘錨機電氣系統故障服務占比為50.43%，見表1，且故障頻次與井下故障時間呈強正相關關系，為解決此問題制定了掘錨機電氣系統運行故障時間的考核指標為<360 min/月。

表1 2022年掘錨機不同結構故障頻次統計

根據質量跟蹤記錄統計2022年9—12月掘錨機電氣系統運行故障時間平均為1 057 min/月，見表2，為抑制故障時間選定掘錨機電氣系統運行故障時間360 min/月作為活動的目標。

表2 2022年9～12月掘錨機電氣系統運行故障時間

目標可行性論證

針對掘錨機電氣系統運行故障時間1 057 min/月的現狀，通過分類調查與分析電控箱、電機、附件共3種結構類型，電控箱為重點分析對象。繼續分層調查電控箱故障時間，主要包括功能失效、配件損壞、接線松動、連接異常和其他5類故障問題，其中功能失效占比為92.96%是主要故障問題，見表3。

表3 電控箱故障問題統計

功能失效中故障類型包括泵接觸不吸合、信息顯示錯誤、開關操作無反應、過載保護、過熱和其他6種，其中泵接觸不吸合和信息顯示錯誤占比為88.53%，見表4，泵接觸不吸合時間長與信息顯示錯誤時間長為主要癥結。

表4 功能失效故障類型統計

通過橫向對比、調查歷史最好水平，目前設定的活動目標可實現，結合現有的癥結使用極差計算運行故障時間可抑制在356 min/月 < 360 min/月的目標值，設定目標可實現。

分析原因并確定主要原因

QC小組從人、機、料、法、環、測6個方面分析出11項末端因素，排除操作距離小、夾矸次數多、國產件合格率低的3項因素，對剩余因素逐一進行要因確認。

3.1 翻譯卡屏次數多

根據調試值通過4組60頻次檢測如圖1所示，翻譯卡屏率為40%，不符合主機翻譯顯示標準。隨后對比30組卡屏次數多與癥結（泵接觸不吸合時間長故障）數據，通過散布圖形與相關系數判別法1>│r│>0.89（r=0.92），判定卡屏次數多與癥結呈強正相關關系，卡屏次數與癥結散布圖如圖2所示，且通過反向驗證卡屏次數多與卡屏次數少對癥結影響分別為608分和126分，極差較大，此項為主要原因。

圖1 檢測翻譯卡屏情況

圖2 卡屏次數與癥結散布圖

3.2 檢測方式少

通過調查現有使用萬用表、兆歐表、人員判斷3種檢測方式，配件檢測流程中合格率分別為70%、47.5%和100%，但在整機測試流程中合格率為35%、23%和37.5%，極差較大，增加梭車配件檢測平臺測試方式，并分為4組驗證對癥結的影響，試驗4組的檢測準確率5%，對癥結影響分別是154分和57分，此項是主要原因，不同檢測方式分組編號見表5，不同方式組合試驗對癥結影響見表6。

表5 不同檢測方式分組編號

表6 不同方式組合試驗對癥結影響

3.3 整機測試時間短

隨機抽查20臺掘錨機整機測試時間合格率為65%<90%的標準值，分組驗證測試時間高于標準與低于標準時間，見表7，時長對2項癥結影響分別為409分和433分，極差14分，時間短對癥結的影響為114分和112分，極差2分，對癥結影響較小，此項是非要因。

表7 測試時間長與短分別對癥結的影響統計

3.4 作業流程學習少

現場抽查20位員工檢驗掘錨機電氣知識的標準作業流程的學習達標率為85%，檢驗電工實操能力和水平，按學分少與學分多的員工分組排查，作業流程學習多對癥結的影響分別是419分和423分，極差為4分，學習少對癥結影響分別是112分和132分，極差為20分，對癥結影響較小，此項是非要因。

3.5 原理圖缺項

現場檢測掘錨機電控箱控制區域實際接線、配件數量，并與進口廠家提供的原理圖對比，實測的接線線號、配件數量與原理圖不符率分別為100%和91.67%，存在缺項問題。抽取原理圖缺項內容驗證對癥結的影響程度，極差分別為1分、5分和3分、1分，對癥結影響較小，此項是非要因。

3.6 1 140 V電壓波動大

使用萬用表測量1 140 V電源與整機連接電源口的電壓值平均不合格率為36.67%，電壓波動值允許±5 V不符合標準值，將波動值分為2個層級1 140 V電壓進行波動干擾模擬試驗，并通過散布圖及相關系數判定分別為0.08和0.76，對癥結影響較小，此項是非要因，電壓波動大對泵接觸不吸合影響如圖3所示，電壓波動大對信息顯示錯誤影響如圖4所示。

圖3 電壓波動大對泵接觸不吸合影響

圖4 電壓波動大對信息顯示錯誤影響

3.7 箱內濕度大

通過逆向反查法檢測已有癥結的電控箱內濕度，檢測結果平均為46.93%，50.3%，篩選對比濕度大與濕度小對泵接觸不吸合時間長故障時間分別為409.32分和398.04分，對信息顯示錯誤故障影響為94.11和107.5分，極差較小，此項是非要因。

3.8 舊件鑒定標準低

現有舊件鑒定標準合格率為89.36%，與實際使用合格率87.94%差距較小，將主控制變壓器、真空接觸器K10、真空接觸器K20、K40、過載繼電器F11、F211等20類舊件鑒定參數提升1個等級后，驗證標準低與高的合格率極差分別為17.02%和2.83%，對癥結的影響極差分別為49分和16分，對癥結影響較小，此項是非要因。

綜上，通過現場測量、現場檢測、現場調查與分析、反向驗證、模擬試驗等方式，最終確定了翻譯卡屏次數多和檢測手段少2項為主要原因。

針對主要原因制定對策并實施

針對要因從方案的有效性、實用性、安全性、實施工期和模擬試驗多維度，選定了顯示系統升級改造和研制主機測試儀2項措施。

4.1 對顯示系統升級改造降低翻譯卡屏次數

掘錨機所有電控系統操作需專用的翻譯顯示器轉換為中文，主機與遙控器通信為單向通信，制定智能系統改造方案后，將設備操作標準值編寫在系統中，應用鴻蒙數控系統替換中文顯示器。顯示參數與實際參數的試驗對比平均誤差合格率為95%。

為降低員工往返觀察顯示數值安全系數，在遙控器上增加了顯示屏，實現數據直接顯示在操作人員的遙控器上。通過改進，人員觀察參數耗時由45 min下降為3 min。該對策實施后，翻譯卡屏次數14次降至1.5次，卡屏率由46.67%降至5%，對策有效，智能系統改造方案如圖5所示。

圖5 智能系統改造方案

4.2 研制主機測試儀檢測主機

調查主機的基本功能，應用無交換作用的正交試驗法，選擇48 V的光電模塊類型、外殼尺寸為600 cm、8個電源顯示模塊、180條接線的關鍵參數，參數確定后配備組件組裝與連接。通過測試顯示主機的檢測準確率由45%提升92%，整機組裝效率提升25%、組裝合格率由79.88%提升至93.04%，經過專家團隊評估，該對策安全可靠。

課題效果檢查及鞏固措施

（1）課題效果檢查

2023年7—10月，掘錨機電氣系統運行故障時間由平均1 057 min/月降至358.5 min/月<目標值360 min/月，泵接觸不吸合時長和信息顯示錯誤時長癥結占比由88.53%降至13.89%，課題目標完成。掘錨機電氣系統運行故障時間前后對比如圖6所示。

圖6 掘錨機電氣系統運行故障時間前后對比

在活動期間共節約資金48萬余元，有效控制了掘錨機電氣系統故障，提高了生產效率和設備出廠的使用性能、井下采煤作業安全、穩定進行，降低了大修設備成本，減少觀察參數人員安全隱患、加強了車間的環境衛生和環保。

（2）鞏固措施

將活動期間顯示系統改造參數及工藝優化方案鞏固納入對應的管理辦法，編寫《掘錨機電控系統整機組裝質量控制標準》，修訂《整機電控測試內容》電氣系統測試參數，報技術部門審批備案，并下發實施。鞏固期調查顯示2023年11月至2024年2月份的掘錨機電氣系統運行故障時間仍保持在342.3 min/月<360 min/月，應用效果穩定可靠。

結語

掘錨機電氣系統隨著設備的檢修次數增加、井下生產面環境的變化，設備在井下運行出現了電氣系統運行故障時間長問題，為了抑制故障時間，QC小組通過反復分析、論證及總結，充分利用QC的理論方法，提出了有效控制電氣故障時間的提升措施，通過對顯示系統升級改造和研制主機測試儀等措施，將掘錨機電氣系統運行故障時間由1 057 min/月抑制在358.5 min/月，取得了一定的經濟效益和社會效益，相對應的措施得到推廣，將電氣系統故障時間降到顧客滿意水平。

編輯丨李莎

審核丨趙瑞

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《智能礦山》

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