高效采煤工作面设备搬家倒面的实践与探索

高效采煤工作面设备搬家倒面的实践与探索

张华炜  潘美然  赵成显  张思佳

兖煤矿业工程有限公司（综机安撤中心） 山东省济宁市273512

摘要：随着采煤技术的进步，高效采煤工作面设备的搬家倒面成为提升生产效率的关键。本文主要探讨了高效搬家倒面的多方面优势，包括显著提升设备利用率，减少停工时间，优化工作面空间管理及作业环境，降低搬迁成本及提升物流效率，以及提高安全性能和降低作业风险。实践应用部分细述了设备快速安装与拆卸技术，高效搬迁作业流程，设备维护和搬迁的协同优化，信息化管理，自动化和遥控技术，以及人员培训和作业指导标准化的应用。最后，文章提出了优化路径，包括制定合理搬迁计划，设计高效设备搬迁机械，优化作业环境，以及引入持续改进机制和评价体系。

关键词：高效搬家倒面；设备利用率；作业安全性

引言

在现代采煤工作面，设备搬家倒面过程的效率对于整个矿井的生产周期具有决定性影响。传统的设备搬迁方法耗时且效率低下，不仅影响了煤炭的生产效率，也增加了作业的安全风险。随着工业自动化和信息化技术的发展，高效采煤工作面设备搬家倒面的必要性和可行性日益凸显。本文围绕提升搬家倒面效率的优势、实践应用及优化路径展开深入分析，旨在为采煤行业提供指导性的参考，以实现安全、高效的煤炭生产。

1.高效采煤工作面设备搬家倒面的优势

1.1 提高设备利用率与减少停工时间

采煤行业中设备高效运行是生产力中最核心的部分，所以促进设备利用率以及减少停工时间既是增加经济效益的重点，更是行业竞争力的表现。高效采煤工作面装备搬家倒面可显著减少装备空转及待机时长，使装备能较多比例地投产使用。如通过精心策划并实施快速搬迁策略后，装备由一作业区域迁移至其他地区所需要的时间明显减少，即矿井生产周期内，装置有效工作时间延长，停机时间从而缩短。另外，该装置采用模块化设计及快速连接技术，使拆解，搬运及再装配过程更快捷，效率更高。该技术的使用在缩短物理搬迁时间的同时，还能降低复杂拆装程序可能带来的设备损坏风险，确保设备完好率与可靠性，进而缩短维修时间与费用。通过缩短设备处于非生产状态所需时间来使企业发挥最大生产效能对提高生产效率及成本控制均有明显好处。

1.2 优化工作面空间管理和提升作业环境

工作面空间管理对作业效率及安全性有着直接影响。通过重新组合作业流程及空间布局可以达到优化作业环境之目的，从而使高效采煤工作面装备搬家倒面成为可能。合理的空间管理策略可以使支撑设备，运输设备及人员在受限空间中平稳运行，减少不必要的流动及交叉操作，避免资源浪费及操作可能带来的风险。该工艺还对工作面通风，照明及监控系统进行了优化布置。比如通过合理规划工作面，能够保证通风系统更有效到达新鲜空气并消除有害气体，同时合理布置照明系统，保证作业区域采光良好，提升工人作业效率及安全性。同时该先进监控系统可实时监测工作面生产状态，为提高作业安全与效率提供数据支撑。该优化作业环境既增加了员工作业舒适度与安全感，又方便设备维护与应急处理。在此环境中，职工的工作士气也得到了提高，这也间接促使工作效率得到进一步提高。另外，有序安全有效的作业环境也同样有利于企业形象的提升，吸引更多的科技与人才投入到采煤行业中，从而为产业可持续发展注入力量。

1.3 降低搬迁成本和物流效率的提升

采煤工作面设备搬迁时一般都要发生相当大的费用，这些费用既包括财务上的直接费用，又涉及到时间上的耗费和生产上可能发生的损耗。但是，高效的搬迁策略可以显著减少上述费用。借助细致的项目管理、专业的搬迁团队培训和搬迁设备的技术革新，我们可以使整个搬迁流程变得更为流畅和经济高效。比如利用预先模拟对搬迁路径及步骤进行规划，能够有效地避免场地闲置造成的拖延及资源浪费。提高物流效率，对减少搬迁成本同样必不可少。当工作面设备发生倒面后，准确地计算并高效地调度运输工具时间表及线路，可保证设备及物资快速，安全地转移。这种对于物流细节的重视不仅减少了设备在不同作业点之间的转移时间，而且减少了在物流中可能出现的损耗或者破坏的危险。

1.4 提高安全性能与降低作业风险

安全是采煤行业发展的命脉，在设备搬迁工作中可能存在的风险也不可忽视。高效采煤工作面装备搬迁倒面策略可显著提升作业安全性能和减少作业风险。有许多方面都是经过了努力，其中包括但不仅限于严格计划搬迁过程，向作业人员提供综合安全培训，并严格把关搬迁设备与工具。清晰的搬迁计划能保证每一位参与人员了解自身责任及作业步骤，并减少因误会或交流不畅而导致的意外发生。同时专业的安全培训能让作业人员全面了解搬迁时可能面临的风险，掌握必要的防范与对策。另外，对于设备及工具进行检验则确保搬迁时所用设施达到最佳状态，减少因故障而引发安全事故的风险。搬迁时，应采用先进监测与控制技术，对设备及人员位置进行实时追踪，防止潜在危险情况发生，对紧急事件做出快速反应。采取上述措施可大大降低操作中安全风险、确保职工生命安全、还能使企业资产免遭损失。

2.高效采煤工作面设备搬家倒面的实践应用

2.1 设备迅速安装与拆卸技术应用

现代采煤行业工作面设备快速安装和拆卸技术对生产效率具有重要意义。应用该技术可显著减少设备停机时间和实现资源最大化。系列创新设计理念已经融入装备制造流程，如模块化设计使装备能够在不同采煤作业面之间迅速传递而无需再全部拆解，这样就极大地减少了拆装的时间，减少了劳动力。另外，还利用液压接头、电气快速插件等先进快速连接技术使设备部件连接更快捷、更安全。这些技术在降低人工操作复杂程度的同时，也减小了由于操作失误而对设备造成损坏的风险。从长远看，这一技术创新不但使装备物理结构得到优化，而且使整个采煤作业经济效益与安全水平都得到提升。

2.2 高效搬迁作业流程的实施

在推动采煤工作面设备搬迁效率的过程中，高效的搬迁作业流程发挥着至关重要的作用。这个流程是以全面评估设备搬迁需求为基础构建的，涵盖了从前期规划到后期执行的各个阶段。每一步都旨在确保搬迁过程的顺利进行，同时最大限度地减少生产中断时间。搬迁前的详细规划阶段，涉及到对工作面的状况做出准确评估，确定搬迁的最佳时机和步骤。此时，跨部门的沟通协调显得尤为重要，因为它直接关系到后续操作的准确性和高效性。接着，在搬迁执行阶段，需要严格遵循既定的流程和时间表，任何偏差都可能导致时间和资源的浪费。在整个搬迁作业流程中，不断地监控和评估是保证效率和安全的关键。这不仅包括对设备和物资的跟踪，还包括对作业环境和人员执行情况的监控。通过即时的反馈和动态的调整，搬迁团队能够即刻应对各种突发情况，保持搬迁作业的高效和顺畅。

2.3 设备维护与搬迁的协同优化

采煤工作面装备维护和搬迁协同优化工作是一项系统工程，涉及装备生命周期中的每一个环节，包括日常操作维护、周期性检修、大范围搬迁操作。该工艺以保证设备全生命周期高效率、高可靠性为核心，以达到最佳生产效果为目标。优化之初就是把维护和搬迁计划有机地结合在一起，突破传统意义的界限，实现二者的互补。迁出之前，全面的维护检查既可以维修可能出现的故障和避免迁出时出现的问题，又可以对设备整体情况做出评价，并对迁出后再部署工作提供了重要数据支持。这种方法可保证该装置达到新工作面后能快速无故障投产。另外，积累维护数据对今后搬迁及制定维护计划也十分关键。通过分析设备历史维护记录，可确定设备薄弱环节、优化维护计划、减少无谓的维护工作以节约时间成本。同时这些信息也能引导操作人员在搬迁之前更准确地做好易损件的替换和关键部件的加固等准备，从而降低搬迁时的风险。协同优化核心是采用预防性维护策略。通过不断监控设备运行状况，结合搬迁计划提前布置检修工作，既能提升设备运行稳定性，又能有效缩短迁建时间。从整体上看，协同优化设备维护和搬迁是采煤企业提高效益，降低成本和保障生产安全的一项重要战略。

2.4 信息化管理在设备搬迁中的应用

在现代采煤行业，设备搬迁工作的复杂性与挑战性不断提升，而信息化管理作为一种先进的管理手段，为这一过程提供了革命性的改善。信息化管理通过整合各种信息资源，形成一个综合且即时的管理视角，极大地提高了设备搬迁的透明度和系统性。实质上，运用信息化管理系统，从设备运行数据的实时追踪到搬迁状态的动态监控，都助力于构建一个更高效、更安全的工作环境。信息化系统的核心能力在于其对数据的实时采集与分析能力，这使得维护预测和风险评估成为可能。举例来说，系统可以通过分析设备的运行数据，预测潜在故障，从而允许在设备搬迁前实施预防维护，降低了迁移过程中的风险。同样重要的是，系统对历史搬迁数据的分析能力，这不仅为管理人员提供了改进现有搬迁流程的依据，还有助于提升未来搬迁活动的效率。进一步的，信息化管理系统提供了一个平台，促进并简化了不同部门间的沟通。这种协作的工作模式确保了搬迁计划能够得到及时的调整与执行。无论是对设备进行实际的移动，还是对员工进行调度安排，信息化平台都能迅速作出响应，确保搬迁工作的连贯与一致性。此外，信息化管理带来的数据安全性和备份功能也不容忽视。现代采煤工作面往往环境复杂，但重要数据通过云存储等手段得到了妥善保护，即便在最为艰难的情况下，也能确保关键信息的安全性和可恢复性。

2.5 自动化和遥控技术在倒面作业的应用

在现今采煤行业中，倒面作业是整个生产过程中至关重要的一环，正在发生一场从人工到自动化再到遥控技术的重大革命。自动化技术的运用不仅促进作业效率的提高，而且也极大程度地保证了员工的工作安全。在这一转变下，自动化系统对采煤机械进行精确控制，从而达到对操作过程进行精细管理的目的。比如自动装载与运输系统可以根据实时采集到的数据来调节设备的运转，不需要人为干预就可以对煤炭装载量以及运输节奏进行优化。遥控技术又能使操作人员超越安全距离对机械进行操控，降低因暴露于危险区域可能出现的意外情况。与此同时，这几种技术的结合和运用又催生出更先进的监控系统来，它们可以对设备状态进行实时监控，对可能发生的故障进行预先预测和告警。更进一步，借助自动化技术能够不需要人工干预直接完成故障诊断与排除，大大提高作业连续性与装置可用性。自动化与遥控技术的进一步运用并不只是单纯地更换原有的作业模式，而是从深层重塑工作面作业文化。安全生产这个概念得到进一步加强，操作人员所从事的劳动内容已经从原来的重体力劳动过渡到技术系统管理与监控上来，无疑促进了整个行业技术水平的提高以及工作人员素质的提高。但这种技术变革也同样需要操作人员掌握较多的专业知识与技术。这一改变不仅表现为操作水平的提高，更表现为对生产流程整体认识的加深，以保证自动化系统的有效管理与利用。

2.6 人员培训与作业指导标准化

人员培训与作业指导标准化是确保采煤作业安全和效率的重要环节。通过系统化的教育，员工在作业流程、安全规程和操作技能上获得必要的知识和技能，是维护作业连续性和员工个人安全的基石。标准化培训可以采用先进技术如虚拟现实，它通过模拟真实的采煤环境，提供了一个零风险的学习平台，让员工在安全的前提下，熟练掌握作业所需的各项技能。在实际应用中，标准化作业指导不仅要求员工遵循一套统一的操作指南，确保每个环节按照既定标准执行，还要求培训内容覆盖设备操作、维护保养和故障处理等各个方面。随着技术的不断进步和作业经验的积累，这些标准化文档应定期进行更新，以保持其时效性和准确性。此外，标准化培训还需着眼于员工的问题解决能力的提升。在遇到非常规挑战时，员工需要具备快速响应的能力，确保能够在不影响安全和作业连续性的前提下，采取恰当的措施。这不仅涉及到理论知识和操作技能的培训，还包括应急反应和决策制定能力的培养。有效的培训应该是全面的，既包括基础知识的教育，也包含高级技能的训练，以及对突发情况的应对策略，全方位地提升员工的工作能力。

3.高效采煤工作面设备搬家倒面的优化路径

3.1 制定合理的设备搬迁计划与时间表

煤炭生产过程中工作面设备搬家和倒面都是比较复杂和细致的项目。合理地编制搬迁计划和时间表是提高搬迁效率和减少停产时间之本。一是编制规划需建立在深入分析工作面地质，现有设备状态及搬迁距离等因素基础之上。这种分析可以保证规划的可行性和实效性，并对设备搬迁工作提供扎实的数据支持。二是时间表安排应考虑到灵活性和严格性。它必须在设备发生故障或异常地质条件等不可预见条件下具有充分缓冲时间。同时时间表要分步骤进行，每一个环节都要制定清晰的目标与时间点，以保证搬迁全过程如同钟表般准确运转。搬迁计划中也需要考虑人力资源合理配置与调度问题。搬迁全过程各阶段人力需求不一。如拆卸阶段可能需要更多的技术工人，而在运输阶段，则可能需要更多的搬运工。有秩序的人力调度可以使每个工人都能得到最大程度的利用，进而提升整体搬迁的效率。最后规划的编制还要和安全标准密切结合起来，以保证搬迁全过程都不能忽视安全生产这个准则。这要求规划时必须明确各项安全措施和应对可能出现紧急情况的预案。这样搬迁工作既效率高又保证了人员及设备安全。

3.2 设计高效兼容的设备搬迁机械

当代采煤作业，设备搬迁任务不容小视，特别是现代矿业追求高效和安全的大环境。在此背景下，需要设计一种兼具效率和兼容性的搬迁机械，这类机械在保证操作方便和工作连续性的前提下，须能灵活处理变化的工作环境。设计者在这一过程中必须挖掘自身丰富的工程知识以及对矿井环境敏锐的见解。一是问题的提出巷道大小是限制搬迁机械设计中的基本参数。矿井巷道受限情况不仅会影响机器的大小与形状，而且对于机器的操控性与搬运效率也有特定的需求。设计时，要充分考虑巷道宽、高、拐角处空间布置等因素，以保证机械也可以在狭小空间内灵活地转身而不需要经过几次调整就可以继续前行。二是设备重量及搬迁距离与机械承载能力及动力配置有直接联系。搬迁机械一定要具备足够强度与稳定性才能对重型设备进行安全搬运，还需要配置合理动力系统才能应对远距离搬运工作，不管是倾斜或者是平地都需要确保平稳与高效。再有，机械在设计时既要追求高性能又要注意实际应用时的方便性。它要求机器的操作系统要简单明了、直观明了、尽量少用繁杂的操作步骤才能使操作人员在矿井内快速、精确地进行操作。与此同时，搬迁机械装载卸载功能还应该是高效智能的，以保证大小重量不同的设备都可以很方便地进行装卸固定。在搬迁机械设计中，可靠性又成为核心考虑因素。矿井中苛刻的工作条件需要设备能抵抗灰尘，湿气，震动等严重环境的影响。“严峻”这个词在这里并不夸张，它代表了机械必须在矿井中经受的考验。所以机械的耐久性及维护的方便性就成了设计中的一个很重要的方面。设计者需避免烦琐的维护程序以保证机械能在矿井内迅速恢复运行，缩短由于维护问题而造成的停机时间。兼容性在搬迁机械设计中具有灵魂意义。真正意义上的兼容性并不只是指机械对多种设备的适应性，而是指机械在各种作业环境中都可以显示同样高的效率。这需要设计者既要深入理解矿井内环境，又要兼顾地面运输界面与状况，使搬迁机械在矿内外变换时均能保持高效。最后，我们所寻求的机械，不只是作业效率上的保障，而且还是安全和信任的标志。对矿工来说，这类机器是其稳固的支撑，对矿业公司来说更是高效经营的关键所在。高效兼容搬迁机械经过精密设计与周密实施后，必将成为当代采煤工作面不可或缺的伙伴。

3.3 优化作业环境以适应快速搬迁

采煤工作面设备快速迁出不仅要靠精心的规划、高效的机械，而且还与作业环境优化有着密切的关系。良好的作业环境可以为装备快速迁移创造良好条件，降低迁移过程的不确定性及安全隐患。一是优化作业环境要从改善矿井巷道通行能力着手。巷道宽敞明亮，构造牢固，通风良好，是保证设备迅速迁移的先决条件。另外，还需要着重注意路面平整度，要经常养护，降低设备在运动过程中受到的阻力及磨损。二是照明及标识系统改进对提升搬迁作业效率及安全性同样关键。足够的照明可以增加作业人员视野范围及精度，明确的标识系统可以引导作业人员圆满完成每个搬迁步骤。设备搬迁时对这些细节进行优化可以大大减小作业误差和加快搬迁速度。在此基础上，对作业环境进行优化，以覆盖紧急撤离及救援通道规划。搬迁时，如果遇到紧急情况，是否能快速疏散并施救会直接关系到人的安危。因此优化作业环境也包括保证所有安全设施都在可用状态和培训作业人员做好应急预案。改善作业环境时也要考虑作业人员心理及生理需要，其中就包括提供合适休息区域及确保作业人员基本舒适。这样既可以提高作业人员斗志，又可以进一步增强他们搬迁作业时的专注度与工作效率。

3.4 引入持续改进机制和搬迁效率的评价体系

将持续改进机制与搬迁效率评价体系引入到高效采煤工作面装备搬家倒面实践中就是要保证作业过程的持续优化与效率的不断提升。持续改进机制促使作业团队发现问题、主动寻求解决方案。这类机制应该包括经常举行作业回顾会议，并在问题和改进措施之间设立反馈循环。通过对每一次搬迁过程中的详细资料进行记录与分析，能够找出其中的瓶颈与不足之处，并在此基础上制定出具体改善措施。同时建立搬迁效率评价体系就是量化考核搬迁作业的质量与效益。应当将作业时间，费用，安全记录，作业人员满意度几个维度纳入到整个系统中。评价结果既被用来激励与引导作业团队又被用来指明改进方向。在此评价体系下，客观数据分析与主观人员反馈一起形成评价体系基础，使整个评价过程变得综合而有针对性。为确保评价体系有效、公正，应多方共同参与评价体系设计与实现。其中包括作业人员，管理层和安全监管人员，其不同角度可以对评价体系进行更综合的考虑。同时评价结果要透明、公开，以保证各利益相关者对搬迁效率实时情况的知晓和持续改进的激励。

结束语

高效的采煤工作面设备搬家倒面对于提升作业效率、降低成本和保障作业安全具有重要意义。本文不仅阐述了提高搬迁效率的多重优势，还探讨了其在实际操作中的应用和进一步优化的潜在路径。随着技术的不断发展和创新，未来的采煤工业将更加重视设备搬家倒面的高效化，以适应不断变化的经济和安全需求。因此，持续优化作业流程，引入先进技术和管理策略，对于实现这一目标至关重要。

参考文献

[1]石梦寒, 朱卫兵, 任海兵. 综采设备搬家倒面计划编制研究[J]. 工矿自动化, 2022, 48 (11): 133-138.

[2]黄书翔. 智能化采煤工作面关键技术及应用[J]. 煤炭科学技术, 2021, 49 (S1): 27-34.

[3]李峰. 矿井工作面搬家倒面单轨吊选用研究[J]. 中国石油和化工标准与质量, 2020, 40 (12): 137-138.

[4]王云飞, 吴利学. 大采高工作面搬家倒面单轨吊的选型应用[J]. 山东煤炭科技, 2019, (11): 149-151.

[5]孙端. 回坡底煤矿快速搬家倒面辅助设备应用[J]. 煤矿现代化, 2019, (02): 13-14+17.