掘锚机电气故障频发？看神东煤炭集团邵彦团队两招破局→

2025年09月09日 16:36 智能矿山杂志责编：戚金荣作者：智能矿山杂志

文章来源：《智能矿山》2025年第8期“革新·改造：优秀 QC 成果”栏目

第一作者：邵彦，荣获2020年第四十五届ICQCC铂金奖、2024年第四十九届ICQCC金奖、2024年全国一等QC成果奖，主要从事人事档案管理新建业务和质量管理小组活动相关工作。E-mail：569921930@qq.com

作者单位：国能神东煤炭集团有限责任公司

引用格式：邵彦，张强.掘锚机电气系统故障时间的预测及抑制[J].智能矿山，2025，6(8)：51-55.

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掘锚机是开采煤炭和开掘巷道的主要生产设备，电气系统决定了井下设备的开机率、采煤量和生产效率。电气系统运行故障时间长会造成停产时间长、安全隐患大、保供目标无法完成，也会造成跟踪服务频次高、顾客满意度差、维修质量信誉低等问题。

确定攻关课题与目标

QC小组调查2022年掘锚机电气系统故障服务占比为50.43%，见表1，且故障频次与井下故障时间呈强正相关关系，为解决此问题制定了掘锚机电气系统运行故障时间的考核指标为<360 min/月。

表1 2022年掘锚机不同结构故障频次统计

根据质量跟踪记录统计2022年9—12月掘锚机电气系统运行故障时间平均为1 057 min/月，见表2，为抑制故障时间选定掘锚机电气系统运行故障时间360 min/月作为活动的目标。

表2 2022年9～12月掘锚机电气系统运行故障时间

目标可行性论证

针对掘锚机电气系统运行故障时间1 057 min/月的现状，通过分类调查与分析电控箱、电机、附件共3种结构类型，电控箱为重点分析对象。继续分层调查电控箱故障时间，主要包括功能失效、配件损坏、接线松动、连接异常和其他5类故障问题，其中功能失效占比为92.96%是主要故障问题，见表3。

表3 电控箱故障问题统计

功能失效中故障类型包括泵接触不吸合、信息显示错误、开关操作无反应、过载保护、过热和其他6种，其中泵接触不吸合和信息显示错误占比为88.53%，见表4，泵接触不吸合时间长与信息显示错误时间长为主要症结。

表4 功能失效故障类型统计

通过横向对比、调查历史最好水平，目前设定的活动目标可实现，结合现有的症结使用极差计算运行故障时间可抑制在356 min/月 < 360 min/月的目标值，设定目标可实现。

分析原因并确定主要原因

QC小组从人、机、料、法、环、测6个方面分析出11项末端因素，排除操作距离小、夹矸次数多、国产件合格率低的3项因素，对剩余因素逐一进行要因确认。

3.1 翻译卡屏次数多

根据调试值通过4组60频次检测如图1所示，翻译卡屏率为40%，不符合主机翻译显示标准。随后对比30组卡屏次数多与症结（泵接触不吸合时间长故障）数据，通过散布图形与相关系数判别法1>│r│>0.89（r=0.92），判定卡屏次数多与症结呈强正相关关系，卡屏次数与症结散布图如图2所示，且通过反向验证卡屏次数多与卡屏次数少对症结影响分别为608分和126分，极差较大，此项为主要原因。

图1 检测翻译卡屏情况

图2 卡屏次数与症结散布图

3.2 检测方式少

通过调查现有使用万用表、兆欧表、人员判断3种检测方式，配件检测流程中合格率分别为70%、47.5%和100%，但在整机测试流程中合格率为35%、23%和37.5%，极差较大，增加梭车配件检测平台测试方式，并分为4组验证对症结的影响，试验4组的检测准确率5%，对症结影响分别是154分和57分，此项是主要原因，不同检测方式分组编号见表5，不同方式组合试验对症结影响见表6。

表5 不同检测方式分组编号

表6 不同方式组合试验对症结影响

3.3 整机测试时间短

随机抽查20台掘锚机整机测试时间合格率为65%<90%的标准值，分组验证测试时间高于标准与低于标准时间，见表7，时长对2项症结影响分别为409分和433分，极差14分，时间短对症结的影响为114分和112分，极差2分，对症结影响较小，此项是非要因。

表7 测试时间长与短分别对症结的影响统计

3.4 作业流程学习少

现场抽查20位员工检验掘锚机电气知识的标准作业流程的学习达标率为85%，检验电工实操能力和水平，按学分少与学分多的员工分组排查，作业流程学习多对症结的影响分别是419分和423分，极差为4分，学习少对症结影响分别是112分和132分，极差为20分，对症结影响较小，此项是非要因。

3.5 原理图缺项

现场检测掘锚机电控箱控制区域实际接线、配件数量，并与进口厂家提供的原理图对比，实测的接线线号、配件数量与原理图不符率分别为100%和91.67%，存在缺项问题。抽取原理图缺项内容验证对症结的影响程度，极差分别为1分、5分和3分、1分，对症结影响较小，此项是非要因。

3.6 1 140 V电压波动大

使用万用表测量1 140 V电源与整机连接电源口的电压值平均不合格率为36.67%，电压波动值允许±5 V不符合标准值，将波动值分为2个层级1 140 V电压进行波动干扰模拟试验，并通过散布图及相关系数判定分别为0.08和0.76，对症结影响较小，此项是非要因，电压波动大对泵接触不吸合影响如图3所示，电压波动大对信息显示错误影响如图4所示。

图3 电压波动大对泵接触不吸合影响

图4 电压波动大对信息显示错误影响

3.7 箱内湿度大

通过逆向反查法检测已有症结的电控箱内湿度，检测结果平均为46.93%，50.3%，筛选对比湿度大与湿度小对泵接触不吸合时间长故障时间分别为409.32分和398.04分，对信息显示错误故障影响为94.11和107.5分，极差较小，此项是非要因。

3.8 旧件鉴定标准低

现有旧件鉴定标准合格率为89.36%，与实际使用合格率87.94%差距较小，将主控制变压器、真空接触器K10、真空接触器K20、K40、过载继电器F11、F211等20类旧件鉴定参数提升1个等级后，验证标准低与高的合格率极差分别为17.02%和2.83%，对症结的影响极差分别为49分和16分，对症结影响较小，此项是非要因。

综上，通过现场测量、现场检测、现场调查与分析、反向验证、模拟试验等方式，最终确定了翻译卡屏次数多和检测手段少2项为主要原因。

针对主要原因制定对策并实施

针对要因从方案的有效性、实用性、安全性、实施工期和模拟试验多维度，选定了显示系统升级改造和研制主机测试仪2项措施。

4.1 对显示系统升级改造降低翻译卡屏次数

掘锚机所有电控系统操作需专用的翻译显示器转换为中文，主机与遥控器通信为单向通信，制定智能系统改造方案后，将设备操作标准值编写在系统中，应用鸿蒙数控系统替换中文显示器。显示参数与实际参数的试验对比平均误差合格率为95%。

为降低员工往返观察显示数值安全系数，在遥控器上增加了显示屏，实现数据直接显示在操作人员的遥控器上。通过改进，人员观察参数耗时由45 min下降为3 min。该对策实施后，翻译卡屏次数14次降至1.5次，卡屏率由46.67%降至5%，对策有效，智能系统改造方案如图5所示。

图5 智能系统改造方案

4.2 研制主机测试仪检测主机

调查主机的基本功能，应用无交换作用的正交试验法，选择48 V的光电模块类型、外壳尺寸为600 cm、8个电源显示模块、180条接线的关键参数，参数确定后配备组件组装与连接。通过测试显示主机的检测准确率由45%提升92%，整机组装效率提升25%、组装合格率由79.88%提升至93.04%，经过专家团队评估，该对策安全可靠。

课题效果检查及巩固措施

（1）课题效果检查

2023年7—10月，掘锚机电气系统运行故障时间由平均1 057 min/月降至358.5 min/月<目标值360 min/月，泵接触不吸合时长和信息显示错误时长症结占比由88.53%降至13.89%，课题目标完成。掘锚机电气系统运行故障时间前后对比如图6所示。

图6 掘锚机电气系统运行故障时间前后对比

在活动期间共节约资金48万余元，有效控制了掘锚机电气系统故障，提高了生产效率和设备出厂的使用性能、井下采煤作业安全、稳定进行，降低了大修设备成本，减少观察参数人员安全隐患、加强了车间的环境卫生和环保。

（2）巩固措施

将活动期间显示系统改造参数及工艺优化方案巩固纳入对应的管理办法，编写《掘锚机电控系统整机组装质量控制标准》，修订《整机电控测试内容》电气系统测试参数，报技术部门审批备案，并下发实施。巩固期调查显示2023年11月至2024年2月份的掘锚机电气系统运行故障时间仍保持在342.3 min/月<360 min/月，应用效果稳定可靠。

结语

掘锚机电气系统随着设备的检修次数增加、井下生产面环境的变化，设备在井下运行出现了电气系统运行故障时间长问题，为了抑制故障时间，QC小组通过反复分析、论证及总结，充分利用QC的理论方法，提出了有效控制电气故障时间的提升措施，通过对显示系统升级改造和研制主机测试仪等措施，将掘锚机电气系统运行故障时间由1 057 min/月抑制在358.5 min/月，取得了一定的经济效益和社会效益，相对应的措施得到推广，将电气系统故障时间降到顾客满意水平。

编辑丨李莎

审核丨赵瑞

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《智能矿山》

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