煤矿机电设备中故障检测诊断技术及其应用

王洪义

【摘 要】故障检测诊断技术是一项集合了信息技术、传导技术和电脑技术等多个领域为一体的先进技术手段，近年来在煤矿行业中得到了广泛应用与普及。本文结合工作实际，从故障检测诊断技术的特点出发，并就故障检测诊断技术在煤矿机电设备安全中的应用进行了分析与探讨。

【关键词】煤矿；机电设备；故障检测

随着现代科学技术以及工业自动化水平的不断发展提高，工业机械生产中的故障问题对于工业生产设备与机械装置系统的影响作用也越来越大。尤其是煤矿的机电设备运行生产中，一旦机电设备发生故障问题，不仅对于整个煤矿机电设备系统的正常生产运行造成一定的影响，而且可能会导致煤矿安全生产事故的发生，对于煤矿企业的利益以及社会影响的危害作用都十分明显。故障检测诊断技术是一种以计算机应用技术和信号传输处理技术、传感器技术等多种科学技术为支撑的故障问题检测诊断综合技术手段，它在实际故障问题的检测诊断中，通过对于机电设备信号的检测以及故障问题的判断、故障预测、故障隔离等方式，对于机械设备运行中出现的故障问题进行及早检测、及早诊断以及及早预防，有利于进行故障问题影响的避免控制、减少机电设备运行事故的发生。

1.故障检测诊断技术的特点

随着现代化的维修理论、工艺理论、基础学科理论和检查技术的发展，故障检测诊断技术也不断得以完善。它最主要有以下几方面的特点：

1.1技术的复合性

机电设备的诊断和维修，涉及到了动力学、摩擦学、物理学等多种学科领域，并包含了自动化应用、机械制造、液压机器应用等多方面知识体系，因此故障诊断技术是一门综合性的学科，在实际应用中需要经验丰富，而且知识面广。

1.2明确的目的性

故障检测诊断技术具有明确的目的性，就是及时发现设备运行过程中的故障，并运用相关的技术，对故障进行准确的定位与分析，进而制定出相应合理的维修方案，以确保生产的安全与顺利。

1.3实践性与理论并重

故障检测诊断技术，不仅具有广泛的理论基础，而且能切实应用于生产实践当中，在诊断和处理结果出来后，能迅速完成由理论向实践的转化。

2.煤矿矿井提升机设备故障检测与诊断

矿井提升机是煤矿机电设备的重要组成部分，是进行煤矿矿井生产与运输实现的主要设备之一，在煤矿的矿井开采生产中主要负责进行开采煤炭资源提升以及矸石运出、矿井作业应用材料、施工人员升降、设备运送等操作实现。因此，在煤矿的开采生产过程中，矿井提升机设备的运行情况，不仅对于矿井开采生产作业的正常进行有着很大的影响，而且对于煤矿的安全生产也有着很大的影响和作用。

2.1矿井提升机的常见故障问题

矿井提升机的生产运行过程中，比较常见的故障类型主要有两种，一种被称为硬故障，一种被称为是软故障问题。其中，硬故障问题主要是指矿井提升机提升运行过程中，由于一些特定参数超限造成的故障问题现象，通常情况下，矿井提升机运行中出现的这类故障问题主要是由提升机的保护装置进行维护解决。而矿井提升机运行过程中出现的软故障问题则需要在对于矿井提升机的运行工况参数的检测下，并经过对于相关检测数据的分析诊断而得出的故障问题情况。通常情况下，矿井提升机中的软故障问题是硬故障问题发生的前兆，在矿井提升机运行过程中，对于提升机设备中的软故障问题的检测诊断，对于矿机提升机的安全稳定运行有着重要的作用和意义。

2.2矿井提升机常见故障问题的检测诊断

以矿井提升机中双筒体提升机设备的松绳故障为例，它是矿井双筒提升机比较常见的故障问题，对于提升机的安全提升运行有着很大的危害影响。在对于该类故障问题的检测诊断中，主要是通过一种比较简单的提升机松绳检测装置，在提升机每个天轮的一侧安装一周的小磁钢，并且在矿井提升机的合适位置处进行传感器设备的安装，以方便对于提升机天轮运转速度的检测实现。那么在矿井提升机正常提升运转的情况下，提升机中两个天轮的运转速度是一致的，并且传感器对于天轮运转速度的检测数值基本一致；而如果提升机运转中出现松绳情况，则会导致提升机两个天轮的运转速度不一致，从而传感器检测数据会经单片机的分析计算后，有报警器发出报警信号，并且会根据报警检测信号值进行提升机刹车保护处理，避免提升机松绳危害对于其它设备系统的不利影响发生。

3.煤矿通风机故障问题的检测与诊断

在进行煤矿通风机故障问题检测与诊断应用的技术中，用于煤矿通风机设备的主风机故障检测和诊断实施的技术方法，主要是指使用KFC-A通风机集中检测仪，或者是FJZ矿井主风机在线监测与故障诊断仪等仪器设备，进行的对于煤矿通风机设备的主风机故障检测与诊断技术方式。

其中，使用FJZ矿井主风机在线监测与故障诊断仪器对于通风机主风机故障问题进行检测与诊断实施的技术方法中，主要是通过该仪器设备对于煤矿主风机装置的运行故障问题的一体化检测诊断功能实现的。FJZ矿井主风机在线监测与故障诊断以是以8098 作为核心的一个煤矿通风机在线检测与故障诊断系统，它在实际故障检测与诊断应用中，能够将通风机中的主风机装置故障问题的在线检测和机械故障诊断进行一体化检测与诊断实施。主要功能包括，对于煤矿通风机的风机振动烈度以及风机运转轴心轨迹、风机轴温、风量、通风机电流等运行参数进行实时检测，同时该系统还具有针对检测故障问题进行报警以及打印功能，此外还能够对于通风机运行检测数据信号的分析实现下，对于故障问题实现智能诊断功能，对于煤矿通风机故障的控制与避免有着积极的作用。

4.高压异步电动机检测和故障诊断

高压异步电动机在矿山生产与建设中，起着非常重要的作用。其故障的发生，不仅会给矿山企业带来极大的经济损失，还会影响到正常的生产与运营。随着当前信号处理技术和人工智能技术的发展与应用，异步电动机的故障检测诊断技术也得到了极大的突破，并已取得了良好的效果。当前高压异步电动机故障常见的检测与诊断方法包括了局部放电检测、电流高次谐波检测和磁通检测这三种。局部放电检测是利用检测定子电流的高频检测仪和电流互感器，或者通过带通滤波器和射频天线检测局放脉冲，以辨别各种局放源来对定子的不同故障进行诊断；电流高次谐波检测则是利用定子电流的不平衡现象，检测异步电动机的定子绕组故障；磁通检测是检测电机内部磁通在切向和径向上分量的变化，进而判定定子故障的方法，这种方法在当前高压电机的多种故障检测中得到了较为广泛应用，但由于需要磁通检测仪器，不方便使用，对弱信号也不易被检测。对于煤矿矿用高压异步电动机的故障问题的检测，则可以通过模糊逻辑、人工神经网络等技术手电进行检测与诊断实施。

5.结论

总之，故障检测诊断技术在煤矿机电设备中的应用早有实现，应用故障检测诊断技术进行煤矿机电设备故障问题的检测实施，对于提高煤矿机电设备的安全稳定运行与保证煤矿安全生产都有积极的作用和意义。

【参考文献】

[1]吴舰，吴楠.基于小波分析的煤矿机电设备故障检测关键技术应用研究[J].自动化与仪器仪表，2011（05）.

[2]孙新城.浅析煤矿机电设备维修中故障检测诊断技术的应用[J].企业技术开发，2011（17）.

[3]蔡捷.故障检测诊断技术在矿山机电设备中的应用[J].中国高新技术企业，2008（15）.