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摘 要：在我国近十几年来，综合放顶煤开采技术不断发展，但是所研究的成果大多数集中在一般综放及厚煤层放顶煤，对综放工作面的研究涉及较少。本文在以往研究成果的基础上通过运用系统可靠性计算模型，研究和分析综合放顶煤工作面系统可靠性计算。
关键词：综放开采;生产系统;可靠性
0 引言
本文以忻州窑矿8927工作面设备配套选型研究为来源，深入研究特厚煤层大采高综放面系统可靠性。8927综放工作面北为矿界，南为实煤区。埋深将近270--370米，工作面走向长1620米，倾斜长125米，面积31097平方米。所采煤层为11#煤，岩性多为深灰色砂质页岩与细砂岩，含云母及煤线。煤层本区域较稳定，结构简单结构。煤厚9. 0米，倾角4°-6°。直接顶为页岩及细砂岩，约4.33—6.97米。
1 8927工作面“三机”配套选型故障统计
通过对工作面的设备类别分析和设备故障类型、故障时间的分析，将2013年7月—10月共4个月内工作面各设备的故障统计计算，得到总的故障次数618次，总的故障影响时间28459min，并对故障平均影响时间和各设备故障时间占总故障时间比例进行了计算。从计算可知，影响时间排序依次为采煤机、破碎机、顺槽皮带机、环境、煤仓、供水系统、前运输机、液压系统、制冷设备，工作面设备中故障影响时间最长的是后部运输机，占故障时间的19.66%。由于统计时间段的关系，主煤仓影响有较大变化，在2011年7月份以前矿井有三个采区同时生产，矿井主井煤仓容量小，使得采区内部煤仓经常满仓，据统计计算，7月以前煤仓故障是第一大的影响因素，7月份以后煤仓故障降为第六位影响因素。为了降低后部链板机的故障率，应当在检修班加强对后部链板机的检修力度，放煤过程要保持匀速，避免速度过快超过后部链板机的最大承载能力。合理布置巷道，优化采区设计，合理加大工作面宽度和工作面走向长度，减少保护煤柱，减少盘采区煤量损失。放煤口边缘造成的放煤死角煤损称脊背损失，放煤的顺序对脊背损失有比较大的影响，采用多轮顺序，均匀放煤对减少脊背损失有一定积极作用。（表1）
2 8927工作面“三机”配套选型系统可靠性计算模型
生产系統中，针对每个生产环节，我们把从统计之日开始，至统计期间该环节第一次发生的故障，修复之后系统开始运行为第一次故障的修复循环。至下一次出故障系统恢复正常为第二次故障修复循环，以此类推直至统计之日止。循环之间时间上紧接相连，在每个循环中随时间的推移，依此包含故障时间和无故障两个连续的子环节。生产系统故障修复状态转移图如1所示，其循环示意图如1所示，图中：
θ——故障时间;
Si——循环中无故障时间;
i——第i个故障修复循环：第i个环节平均无故障工作时间Si的倒数。
3 8927工作面“三机”配套选型系统可靠性参数计算
考察每个生产环节的故障修复循环，根据系统维修度函数理论计算可靠性参数和可靠度如表2所示。
4 小结
4.1 统计期间工作面各类系统故障影响时间为28459min，占总生产班时间的23.13%。综放工作面生产前期的后刮板运输机、采煤机故障是最突出的影响因素，分别占总故障时间的19.66%和16.287%，平巷破碎机、皮带运输机及环境故障也都是影响生产的主要因素，分别占总故障时间的11.17%，11.05%和8.16%。后刮板机、采煤机、破碎机和皮带机平均每次故障修复时间为159.6min，98.5min，35min和36min，生产系统前四个主要影响因素平均无故障时间分别为3585min，2751min，577min和1425min。工作面系统平均每生产班故障影响时间59min，占每班时间的16.4%。因此，改造生产系统薄弱环节、减少综放工作面设备故障影响时间是提高生产系统可靠性的主要途径。
4.2 通过对8927综放面各子系统环节的分析，建立了一串联系统可靠性结构模型，进行了工作面系统有效度的测算，其有效度为0.835。工作面后运输机是生产系统的最薄弱环节，其次是采煤机。在工作面内，运输系统是工作面生产系统最薄弱环节，包括后刮板机、破碎机、转载机和平巷运输机。通过研究，8927工作面各层次生产系统可靠性具有相当潜力，加大主井煤仓和盘区煤仓容量，改善采煤机、工作面上下出口的工作状况，降低工作面运输系统的故障率，是改善8927工作面生产系统、提高可靠性达到增产的有效途径。
参考文献：
[1]申宝宏，郭玉辉.我国综合机械化采煤技术装备发展现状与趋势[J].煤炭科学技术，2012，40（2）：1-3.
[2]陈亮，孟祥瑞，高召宁，等.大采高综采工作面煤壁片帮机理分析[J].煤炭科学技术，2011，39（5）：18-20.
[3]祝凌甫，闰少宏.大采高综放开采顶煤运移规律的数值模拟研究[J].煤矿开采，2011，16（1）：11-13.
[4]夏永学，康立军，齐庆新.割煤高度对大采高综放工作面煤壁稳定性影响[J].煤炭科学技术，2008，36（12）.
[5]毛德兵.综放开采割煤高度与顶煤回收率相互关系研究[J].煤矿开采，2009，14（4）：13-15.
关键词：综放开采;生产系统;可靠性
0 引言
本文以忻州窑矿8927工作面设备配套选型研究为来源，深入研究特厚煤层大采高综放面系统可靠性。8927综放工作面北为矿界，南为实煤区。埋深将近270--370米，工作面走向长1620米，倾斜长125米，面积31097平方米。所采煤层为11#煤，岩性多为深灰色砂质页岩与细砂岩，含云母及煤线。煤层本区域较稳定，结构简单结构。煤厚9. 0米，倾角4°-6°。直接顶为页岩及细砂岩，约4.33—6.97米。
1 8927工作面“三机”配套选型故障统计
通过对工作面的设备类别分析和设备故障类型、故障时间的分析，将2013年7月—10月共4个月内工作面各设备的故障统计计算，得到总的故障次数618次，总的故障影响时间28459min，并对故障平均影响时间和各设备故障时间占总故障时间比例进行了计算。从计算可知，影响时间排序依次为采煤机、破碎机、顺槽皮带机、环境、煤仓、供水系统、前运输机、液压系统、制冷设备，工作面设备中故障影响时间最长的是后部运输机，占故障时间的19.66%。由于统计时间段的关系，主煤仓影响有较大变化，在2011年7月份以前矿井有三个采区同时生产，矿井主井煤仓容量小，使得采区内部煤仓经常满仓，据统计计算，7月以前煤仓故障是第一大的影响因素，7月份以后煤仓故障降为第六位影响因素。为了降低后部链板机的故障率，应当在检修班加强对后部链板机的检修力度，放煤过程要保持匀速，避免速度过快超过后部链板机的最大承载能力。合理布置巷道，优化采区设计，合理加大工作面宽度和工作面走向长度，减少保护煤柱，减少盘采区煤量损失。放煤口边缘造成的放煤死角煤损称脊背损失，放煤的顺序对脊背损失有比较大的影响，采用多轮顺序，均匀放煤对减少脊背损失有一定积极作用。（表1）
2 8927工作面“三机”配套选型系统可靠性计算模型
生产系統中，针对每个生产环节，我们把从统计之日开始，至统计期间该环节第一次发生的故障，修复之后系统开始运行为第一次故障的修复循环。至下一次出故障系统恢复正常为第二次故障修复循环，以此类推直至统计之日止。循环之间时间上紧接相连，在每个循环中随时间的推移，依此包含故障时间和无故障两个连续的子环节。生产系统故障修复状态转移图如1所示，其循环示意图如1所示，图中：
θ——故障时间;
Si——循环中无故障时间;
i——第i个故障修复循环：第i个环节平均无故障工作时间Si的倒数。
3 8927工作面“三机”配套选型系统可靠性参数计算
考察每个生产环节的故障修复循环，根据系统维修度函数理论计算可靠性参数和可靠度如表2所示。
4 小结
4.1 统计期间工作面各类系统故障影响时间为28459min，占总生产班时间的23.13%。综放工作面生产前期的后刮板运输机、采煤机故障是最突出的影响因素，分别占总故障时间的19.66%和16.287%，平巷破碎机、皮带运输机及环境故障也都是影响生产的主要因素，分别占总故障时间的11.17%，11.05%和8.16%。后刮板机、采煤机、破碎机和皮带机平均每次故障修复时间为159.6min，98.5min，35min和36min，生产系统前四个主要影响因素平均无故障时间分别为3585min，2751min，577min和1425min。工作面系统平均每生产班故障影响时间59min，占每班时间的16.4%。因此，改造生产系统薄弱环节、减少综放工作面设备故障影响时间是提高生产系统可靠性的主要途径。
4.2 通过对8927综放面各子系统环节的分析，建立了一串联系统可靠性结构模型，进行了工作面系统有效度的测算，其有效度为0.835。工作面后运输机是生产系统的最薄弱环节，其次是采煤机。在工作面内，运输系统是工作面生产系统最薄弱环节，包括后刮板机、破碎机、转载机和平巷运输机。通过研究，8927工作面各层次生产系统可靠性具有相当潜力，加大主井煤仓和盘区煤仓容量，改善采煤机、工作面上下出口的工作状况，降低工作面运输系统的故障率，是改善8927工作面生产系统、提高可靠性达到增产的有效途径。
参考文献：
[1]申宝宏，郭玉辉.我国综合机械化采煤技术装备发展现状与趋势[J].煤炭科学技术，2012，40（2）：1-3.
[2]陈亮，孟祥瑞，高召宁，等.大采高综采工作面煤壁片帮机理分析[J].煤炭科学技术，2011，39（5）：18-20.
[3]祝凌甫，闰少宏.大采高综放开采顶煤运移规律的数值模拟研究[J].煤矿开采，2011，16（1）：11-13.
[4]夏永学，康立军，齐庆新.割煤高度对大采高综放工作面煤壁稳定性影响[J].煤炭科学技术，2008，36（12）.
[5]毛德兵.综放开采割煤高度与顶煤回收率相互关系研究[J].煤矿开采，2009，14（4）：13-15.