煤炭工程

作者：白国庆,秦彦凯,贾文强,贺志凯,张永飞

单位：1. 太原学院机电与车辆工程系，山西 太原 0300042. 中国煤炭科工集团太原研究院有限公司，山西太原 0300063. 太原重工轨道交通设备有限公司，山西太原　0300024. 太原科技大学工业与系统工程研究所，山西 太原 030024

关键词：矿井主通风机,冷贮备,可修系统,离线切换式维修,维修度,费用率模型,

矿井主通风机作为矿井安全作业的核心，其通常由两台同型设备冷贮备构成，在系统运行过程中往往需要定期切换和维护以保证其高效运行。对于此类系统，设备交替运行导致系统故障受设备状态的耦合影响，且不同维修对应不同效果、时间及成本并对系统后续运行产生不同的影响，因此，系统故障特性和切换维修策略直接影响运行可靠性和成本。该研究以矿井主通风机为研究对象，首先在结构及故障模式分析的基础上，定义了离线式切换式维修策略并引入了维修度概念对维修效果、时间、成本、次数进行统一建模；其次推导了硬故障、维修策略及维修度影响下的系统随机故障模型；然后构建了有限时域内的费用率模型以优化维修间隔和维修度。最后通过数值实验验证了模型的正确性和有效性。结果表明所制定的考虑维修度的维修策略可以有效降低系统的运维成本，同时设备报废成本的变化对系统最优费用率的影响较为灵敏，管理者可以通过精细化管理设备的报废成本以进一步提高系统的经济效益。

来源：2026年第3期

《煤炭工程》期刊编辑部

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