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淺談煤礦機電設備故障診斷技術:煤礦機電設備故障診斷與維修技術

摘 要：文章介紹了礦井機電設備故障診斷意義及診斷方法，通過對設備故障的早期預報及時的采取處理對策，以保證生產順利進行，對礦井機電設備的故障診斷具有指導意義。

關鍵詞：煤礦機電；監測；維修；問題

1 煤礦機電存在的主要問題

1.1 礦井供電

當前，礦井開采的深度逐年增加，有些礦井的垂深甚至達到1000m，平均垂深也在400～600m之間。礦井工作主要采用多水平提升、接力式排水的方式，這也就引起了礦井供電負荷的增多，同時供電線路較長、供電網絡也相對復雜。對于礦井開采來說，安全生產是至關重要的，隨著瓦斯等級的增加，加強安全監測系統的可靠性已迫在眉睫。為此，必須進行科學合理的管理，加快技術改造的步伐，增加安全技術投入力度，否則就會埋下安全隱患，甚至造成重大事故，給人們的生命財產帶來巨大損失。

1.2 排水系統

排水系統存在設計不合理、設施陳舊等現象，因此系統的排水效率不高。由于資金投入不足、技術較為落后，泵房的安全保護監測裝置可靠性能不佳，管網效率也不高。此外，排水泵房在每一水平都有設置，致使需要更多的工人來進行設備的維修工作，導致更多的資金投入，噸煤成本也隨之上升。

1.3 礦井通風系統

礦井通風網絡長、負壓增大，總回風斷面減小，所以導致通風設施運行不合理。

1.4 提升系統

目前所采用的提升系統，其提升環節過多，提升絞車原設置的保護存在不夠齊全和部件老化的現象，還有一部分保護的靈敏度不足。對于鋼絲繩，需要定期進行試驗，并且每日都需要進行常規檢查，然而在實際生產中卻忽視了這一工作，有些鋼絲繩已經超期卻仍然使用，給礦井安全帶來隱患。

1.5 電瓶車和帶式輸送機

井下電瓶車安全性不夠，存在嚴重的多拉車和超載現象，不適用制動裝置進行剎車操作，保險絲用8號線導致過載保護作用無法實現，聲音和光信號以及閘瓦和撒沙裝置不全。膠帶不具有阻燃作用，各項保護如防滑保護、過載保護、煙霧報警、欠電壓保護沒有較強的可靠性，所需的保護設置也不夠齊全。

2 故障診斷及維修種類

2.1 事后維修

故障發生后所采取的處理對策，屬于被動性的。由于多在無準備的條件下進行，結果難以完善和徹底。

2.2 計劃性定期維修

這種維修方式屬于強制性的維修。維修周期的確定通常是根據以往的經驗，檢修時所采用的手段并不復雜，然而其靈活性卻不足，無論設備是否需要維修，根據計劃就必須實施維修，因此，導致設備運行完全正常也進行維修，而對于具有偶然性和隨機性的故障，卻不能及時發現和預防。

2.3 計劃性狀態檢修

計劃性狀態檢修是一種較為先進的檢測技術，隨著科學技術以及計算機的廣泛應用，設備檢測技術也逐漸完善和發展起來。通過在線檢測和診斷裝置，獲得設備狀態的數據，進而根據這些數據科學合理地制訂出修理計劃和具體措施。對于設備可能發生的故障進行預測，從而在發生故障之前及時維修，消除設備的安全隱患，不僅能夠使設備的使用壽命得以延長，還可以確保生產的安全順利進行。

3 故障診斷技術

3.1 故障診斷依據

在運行過程中，機械設備會發生各種物理和化學變化，而這些變化則以溫度、壓力、流量、電流、電壓、功率、轉速及效率等形式表現出來，并且可以對系統的運行狀態進行或直接或間接的反映。機械設備的相關信息都是有一定規律可循的，對這些規律加以利用，就可以有效判斷出設備的工作情況，并很快識別故障發生的部位和原因。因此，機械診斷技術應運而生，通過機械診斷技術，能夠解決計劃性定期維修失修和過度維修的問題，不僅可以使機械零部件在良好的狀態下運行，還可以及時發現故障、及時維修，使設備運行的可靠性和安全性都得到提升。

3.2 信息采集

3.2.1 對于設備的運行情況直接進行觀察，這種方法要求檢測人員具有一定的經驗，因其簡單易行、方便快捷而得到普遍的應用。進行故障判斷時，可以根據聲音、振動、溫度等信息來進行分析和判斷。

通過觀察，如果l現機械有磨損變形、松動、泄漏、動作異常等現象，就可以判斷出設備的零部件損壞。此外，還可以借助磁粉、硬度計等儀器和手段來進行設備外觀的檢查。

3.2.2 如果檢測的對象是整個設備，則通常需要對其性能進行測定。所采用的方法一般為比較法。即對設備的輸入和輸出、以及輸出變量之間進行對比和比較。對于機械設備來說，其輸入和輸出并非隨意的，而是有一定的規律可循的。只要發現并掌握其中的規律，就可以很快地判定故障所在部位和原因。輸入不變而獲得的輸出較低，又或者輸出不變的情況下需要的輸入增加，這些都說明設備效益的降低。電流、電壓、功率、壓力、流量、溫度和速度等是體現礦井設備整機性能指標的主要參數。此外，也可以更加直觀地用礦井設備的出煤量或運煤量來加以衡量。

3.3 故障診斷方法

3.3.1 很多機電設備發生故障時，都會通過溫度的升高來進行預警，因此對設備溫度進行監測是一種有效的故障診斷方法。通過將監測和采集到的溫度數據制成圖表并進行分析，可以對設備的故障進行預警。具體方法是，將溫度的數據點連成直線，計算出直線的斜率，由此可以得出機械零件溫度發展變化的趨勢。進而推算出未來某時刻機件可能的溫度值，并與正常工作允許的最高溫度進行對比，從而在故障發生前發出警報。

3.3.2 振動監測可分為簡單診斷儀和精密診斷系統。對于預防性的維修，振動監測非常有效，因此獲得了廣泛的應用。簡易診斷儀的特點是簡單易用、便捷，因此通常采用便攜式。由測振傳感器接收振動信號，并通過測量放大器進行信號的放大，進而在檢波器上顯示其振動峰值或有效值，由此可知機械振動的具體情況。對于設備的定期及在線檢測，可以通過精密診斷系統來實現。利用系統的磁帶記錄器的記錄功能將振動信號記錄下來，并利用中央處理機或計算機對信號進行分析，也可以利用示波器使振動信號直接進入控制器和顯示裝置。通過對振動信號的分析，更夠準確而科學地判斷出設備故障的部位和原因，從而針對原因制訂合理的維修措施。

3.3.3 鐵譜監測：鐵譜技術應用于煤礦機電設備的監測雖然時間不長，但已取得了比較好的效果，鐵譜監測的儀器，如旋轉式鐵譜儀、顆料定量儀等，在煤炭系統已研制成功，并成功地投入了使用。鐵譜分析的原理：使帶有磨屑的潤滑油流過一個高強度、高梯度的磁場，利用磁場力把鐵磁性磨屑從潤滑油中分離出來，且依磨屑的顆粒大小次序沉淀在基片上，則成譜片，以供觀測和分析，可以用鐵譜顯微鏡進行觀測和用光密度測量儀對磨屑的分布狀況進行定量測定，也可以用電子顯微鏡進行觀察。

4 結束語

在煤礦機電設備的使用中，通過運用先進的檢測技術，對設備的故障進行診斷，能夠實時監測設備的運行狀態，判斷設備是否正常工作。對于故障的發展趨勢進行預測和報警。通過故障診斷，可以快速識別故障發生的部位及原因，對其危險程度進行評價，進而提出相應的對策和建議，快速而有效地排除故障，提高設備運行的安全性和穩定性。

淺談煤礦機電設備故障診斷技術:煤礦機電設備故障診斷及維修技術分析

[摘 要]本文首先簡要分析了煤礦機電設備的常見故障，其次分析了煤礦機電設備故障的檢查方法，最后重點分析了煤礦機電設備故障的維修方式方法

[關鍵詞]煤礦機電；故障診斷；維修技術

煤礦設備既是保證煤炭開采，實現經濟效益的基礎，又是礦工生命的保護者。煤炭生產系統存在大量的開采、掘進、運輸、提升、通風、排水、供配電、控制、鉆探等設備。設備維修是確保設備正常運行的主要手段，是煤炭企業一項重要的管理工作，是生產費用支出的主要部分。煤礦井下設備工作環境復雜，工作對象主要為堅硬的煤炭和巖石。且生產場地動態移動，加上開采過程中伴隨著大量的粉塵產生，設備的磨損、老化、劣化、銹蝕，局部損壞等故障多。加強機電設備管理，減少設備故障，保證設備安全、經濟、可靠運行，是企業生產經營管理的基礎工作，是企業產品質量的保證，是提高企業經濟效益的重要途經。因此做好煤礦企業機電設備的故障分析及維護管理是煤礦企業重要的基礎工作之一。

1、煤礦機電設備的常見故障

通常來說，各種各樣的煤礦機電設備故障不斷出現，而故障原因非常復雜，新的故障加大了維修難度，而大部分煤礦機電設備故障率都隨時間的變化而發生變化，根據其發生的階段不同進行分類如下：

早期階段：機電設備剛開始投入生產初期，會有一段時間的磨合期，在磨合期里往往發生故障的幾率比較高，磨合期的長短和故障率與產品的性能、產品的結構設計以及產品制造的質量有關。早期的故障大多與機電設備的設計缺陷、制造缺陷或產品使用環境及操作人員技術水平有關。

中期階段：磨合期以后進入穩定期，即所謂的中期。這一階段的儀器性能已經趨于穩定，設備故障率很低，使用起來比較穩定，也是設備的最佳工作期，設備壽命的長短也決定于此階段的工作期限。在此階段，故障的發生是偶然的、隨機的，主要的故障原因是設計、使用不當及維修不力。

晚期階段：設備使用后期，故障發生幾率逐漸增大，因為設備的所有部件在經過長時間使用后，都會出現磨損、疲勞、老化、腐蝕等現象，在這階段經常出現的故障類型有：①設備性能參數突然下降，②振動的異常，③聲響異常，④磨損殘留物的劇烈增加，⑤排氣成分的變化，⑥過熱現象，⑦裂紋的形成與擴展，⑧電壓和電流的劇烈變化等。

2、煤礦機電設備維修技術分析

（1）維修方式策略分析

設備的維修方式是指對維修時機的控制，具體方式主要在以下幾種：事后維修又稱故障維修，是當設備發生故障或損壞、造成停機之后才進行的維修；定期維修又稱計劃維修，指設備只要使用到預定的維修時間，不管其技術狀態如何，都要進行規定的檢查和維修工作；視情維修又稱按需預防維修或狀態監測維修，它不是根據故障特征而是由設備在線監測和診斷裝置預報的實際情況來確定維修時機和內容機會維修，它是與視情維修或定期維修同時進行的一種有效的維修活動，實施這種維修可獲得較好的有效度。在故障發生頻繁、人力、備件費用或停工損失很大時，改進設計是最好的辦法。從理論上講，通常確定維修方式的基本原則是：對經濟效益、安全生產影響比較大的設備，若能夠運用狀態監測手段探測故障征兆，應采用狀態維修，否則應用計劃預防性維修 對處于連續生產線上且沒有后備機械的設備應采用計劃性預防維修；對經濟效益和安全生產影響不大或有備用機的設備，應采用事后維修；對故障征兆無法有效監側，以隨機故障為主要故障形式的設備，應采用事后維修。

（2）維修類型策略分析

維修類型的確定便于人們根據具體的故障情況選擇相應的維修方式，從而實現對機電設備的維修控制和故障率的最低化。基于對機電設備故障類型的分析，機電設備的維修類型可分為偶發型維修和壽命型維修兩種。

偶發型故障維修一般是不能預測的，通常采用事后修理方式，對特別重要、連續不間斷運轉、不允許突發故障停機的設備，可采用在線連續狀態監測，配以備用設備和保護系統，以預防因操作失誤、檢查疏忽等造成的故障。

壽命型維修一般是可預防的，主要根據維修和故障停機的損失及安全性的要求選擇維修方式。

3.煤礦機電設備故障的診斷方法

3.1 參數值的檢測與控制

通過參數對設備進行檢測是一種快速的檢測方法，主要通過對運行中設備關鍵部位的各項數據進行實時的檢測，通過實測數據與歷史數據的對比，判斷出設備運行的正常與否。舉例說明，有依靠溫度參數的變化做出診斷的案例，很多設備在運行出現故障時，都會伴隨著溫度的上升，利用這個規律就可以通過檢測溫度是否異常來判斷設備是否在正常運行。

3.2 網絡技術的運用

龐大的網絡技術能夠對礦山中發生的機電設備故障進行統一的分析診斷，利用龐大的數據量進行反復的驗算與模擬，從而從故障的隱蔽性及漸變性背后找出引發故障產生原因同某種模糊征兆之間的關聯性，并以因果對照的方式形成一定的對應矩陣，為專家分析提供科學的數字依據。

3.3 建立故障診斷數據分析庫

故障診斷系統的建立是以記錄以往故障情況為前提的，并在清楚知曉設備各部位運行參數的基礎上，將故障數據同正常數據進行比較和分析，最終得出故障預判的體系。這是一個逐步完善精進的優化過程，需要通過不斷的數據添加，使得系統的計算更為嚴密和準確。

4.機電設備的維護及排障方法

4.1 提高維修專業水平

人為因素也是機電設備出現故障的一個重要原因，操作者操作過程中沒有按照相關規定進行，最終引發出一系列的故障問題，所以為了避免這種問題的出現，要對操作人人員進行相應的技術教育和培訓，保證設備的操作人員全面了解相關知識，可以通過考試等形式確定操作人員的專業知識水平；經典案例分析，對于一些有代表性的故障問題，組織所有操作人員進行分析學習，最終實現提升操作人員綜合素質的目的。

4.2 嚴格管理設備檢測維修

煤礦企業的管理層要在生產過程中樹立安全管理的意識，將機電設備的管理作為企業生產管理的重點，加強設備管理及操作人員的管理。可以在相關人員中推行責任制，將每個環節落實到實處，確保工作人員的行為符合相關規定；可以建立完善的激勵機制，直接將員工的業績和設備維護及檢修聯系起來，并在這個過程中設置獎金以及福利等，將員工的工作積極性調動起來；對生產過程中違背相關操作守則的員工進行處罰，對表現優異的員工給予物質獎勵等。在這種榜樣力量的引導下，可以帶動整個員工隊伍的工作熱情。

4.3 重視培養職工的安全技術能力

如果實地作業人員能夠經過技術培訓，對機電設備的構造、原理及性能有所了解，就能夠在使用中發揮檢查和排除故障的作用，避免使用設備時造成超負荷運轉，以達到增長設備使用壽命和利用效率的目的。

4.4 廣泛利用液壓系統

在采礦作業中，利用液壓系統進行物資的運輸，就可以很大程度上避免運輸過程中油體滲漏、液體自燃等事故的發生，從安全性能上看得到了保證，并且還減少了物資的占地面積。但在實際操作過程中，液壓絞車也時常發生設備故障，這就需要對絞車狀態進行監測，實現液壓絞車參數狀態的檢測，從而對故障的判別和維修做出指導。

4.5 引進現代化新設備

在對技術人員及監測系統進行升級改造時，還要關注設備的利用率及環境污染等問題。為緩解上述問題，盡量選擇技術先進的設備，將低噪音、低能耗、低污染作為選擇機電設備的重要考核標準。這樣的舉措在有效提高設備的性能的同時，還可以達到降低生產成本的效果，進而增加企業利潤。

5 結語

設備的故障診斷，就是利用科學的監惻技術，對設備所處的狀態進行監測，預測設備運行的可靠性，確定其整體或局部是正常或異常。它能對設備故障的發展作出早期預報，對出現故障的原因、部位、危險程度等進行識別和評價，預報故障的發展趨勢，迅速地查找故障源，提出對策建議，并針對具體情況迅速地排除故障，避免或減少事故的發生

淺談煤礦機電設備故障診斷技術:煤礦機電設備故障診斷技術研究

摘 要：本文從采煤機與提升機的故障診斷，闡述了煤礦機電設備故障診斷技術，并分析了振動檢測、溫度檢測和鐵譜檢測等煤礦機電設備故障的診斷方法，從豐富故障檢測的手段和注重設備運行的監督管理兩方面，探討了提高煤礦機電設備故障診斷技術的措施，以期為保障煤礦機電設備的安全平穩運行提供參考價值。

關鍵詞：煤礦機電設備 故障診斷技術；診斷方法

0 引言

隨著越來越多的機械設備應用到煤礦生產中，其故障問題也愈發突出，而煤礦機電設備故障診斷技術可以利用信號分析、傳感器與計算機等現代科技手段，準確檢測與診斷煤礦機電設備可能存在的故障問題，確定機電設備故障發生的部位，從而為機電設備維修提供可靠保障。因此，分析煤礦機電設備故障診斷技術，對保證煤礦正常生產，推動煤礦發展建設有著積極的意義。

1 煤礦機電設備故障診斷技術

1.1 采煤機的故障診斷

采煤機是煤礦生產中使用的重要機電設備，直接影響著煤礦的生產效率。如果采煤機出現故障，有可能會導致煤礦停產，所以采煤機的故障診斷非常重要。從煤礦生產和機電設備維修經驗分析，采煤機的故障多發生在液壓系統方面，因此選擇性能可靠、運行良好的液壓系統至關重要。采煤機的液壓系統分為低壓和高壓兩部分，在采煤機的荷載量增加時，低壓部分保持恒定狀態，若荷載量持續增加，高壓部分存在不升反降的情況，此說明液壓系統發生了故障，如漏損故障等，此時需要停機進行故障處理。同時，如果降低系統高壓后會出現低壓上升的情況，則說明液壓系統發生了高壓低竄故障，工作人員需要檢查機電設備的通閥和安全閥等是否出現竄液問題。在進行液壓系統的故障診斷時，工作人員需要做到主動檢查和維護，從而保障采煤機的正常運行，延長機電設備的使用年限。

1.2 提升機的故障診斷

提升機是煤礦提升系統中的重要機電設備，主要有控制系統、潤滑系統和制動系統等組成，在材料下放、設備運輸和人員提升等方面發揮著關鍵作用。提升機的故障診斷主要利用傳感器對其控制系統進行全面檢測，然后對控制系統的頻譜進行分析，從而判斷控制系統是否發生故障。同時，為了保證故障診斷的有效性，工作人員可以選用傳感器信息融合技術，提取和分析傳感器中的有效信息，為故障診斷提供依據。

2 煤礦機電設備故障的診斷方法

2.1 振動檢測方法

該方法時檢測煤礦機電設備故障的常用方法。檢測設備為簡易診斷儀和精密診斷系統。簡易診斷儀主要是利用測量放大器對測振傳感器接受的振動信號進行放大，然后再用檢波器顯示出振動峰值和有效值，從而完成機電設備故障檢測，判斷設備是否有運行故障。精密診斷系統是將檢測數據記錄到磁帶或者檢波器中，然后用檢波器將其顯示出來，其振動信號比簡易診斷儀更準確，并且在經過計算機或者中央處理器的處理后，可以準確判斷機電設備是否有故障。

2.2 溫度檢測方法

煤礦生產的環境較為特殊，容易使機電設備在運行過程中出現故障，所以機電設備維護管理的要求更高。從煤礦生產的經驗分析，機電設備在出現故障前會發生溫度明顯上升的情況，利用這一特點，可以將設備溫度檢測數據變化繪制出來，然后將每個溫度點以曲線連接，從而直觀觀察出設備故障出現故障前后的溫度變化情況，推測其溫度最高點，在機電設備發生故障前采取有效措施，保障機電設備的正常運行。

2.3 鐵譜檢測方法

該方法在機電設備故障監測中的應用時間較短，但是應用效果卻非常顯著。鐵譜檢測的儀器主要為旋轉式鐵譜儀和顆粒定量儀等。鐵譜檢測方法的原理是帶有鐵磁屑的潤滑油在經過高強度和高溫度的磁場過程中，高磁場的功能可以將鐵磁屑和潤滑油相互分離，然后分析沉淀于基片上顆粒大小的情況，判斷機電設備是否發生故障。鐵譜檢測的內容主要為磨損顆粒的密度和大小等，通過分析檢測結果，從而準確判斷機電設備的磨損程度。同時，監測人員可以通過分析磨屑的大小和外形等檢測信息，判斷機電設備發生故障的原因和故障的類型。此外，在對磨屑成分進行分析的過程中，檢測人員可以按照相應的指標，確定發生故障構件的位置，從而在最短的時間內完成機電設備的維修工作，保證煤礦生產不受到影響，降低因機電設備故障帶來的經濟損失。

3 提高煤礦機電設備故障診斷技術的措施

3.1 豐富故障檢測的手段

煤礦機電設備的檢修人員不但需要掌握專業的故障檢修知識和多種故障檢測手段，以及熟練的操作技能，而且需要積累豐富的故障檢修經驗，在工作中做到靈活應用。在故障檢測過程中，檢修人員可以依據機電設備故障的表現形式，短時間內即可準確判斷出故障發生的類型和原因，從而保障故障維修的可靠性。例如機電設備出現葉片卡澀問題，其原因主要為風機的調節系統出現故障或者輪轂內部的調節結構出現損壞等。維修方法為在及時清掃葉輪，調節葉片的角度，防止葉片因長時間同一角度運行而出現結垢現象。

3.2 注重設備運行的監督管理

在機電設備的監督和管理中，煤礦企業需要采取績效考核制度，將機電設備故障診斷工作中的每一項指標量化，并與績效相掛鉤，提高機電設備檢修人員工作的積極性和主動性。同時，機電設備的管理措施需要和煤礦生產相互結合，加強對設備操作人員和管理人員的培訓，提高其專業技能，強化其責任意識和管理意識，從根本上降低因人為因素導致機電設備發生故障的幾率。

4 結束語

總之，煤礦機電設備故障檢測關系到機電設備的正常運行和煤礦的安全生產，在延長機電設備使用壽命和推動煤礦經濟發展中起著重要的作用。只有檢修人員掌握和正確使用機電設備故障診斷的技術和方法，貫徹落實各項管理措施，才能真正降低機電設備故障發生率，保障機電設備的安全運行。