浅谈矿井机电设备的故障诊断工作

史景伟

摘要：矿井机电设备的维修在矿井工作中占据着重要的地位。文章阐述了矿井机电设备的故障诊断和维修，确保工作进度，提高工作质量，对同类工作具有良好的指导作用。

关键词：矿井机电；故障监测；设备维修

中图分类号：TD614 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）09-0090-02

当前，矿井的经营效益越来越受到机电设备的影响。而由于该类机电设备大多运行于恶劣的工作环境中，难免出现种种故障，影响正常工作进度。所以故障的诊断和机电设备维修工作具有重要的地位，注意防范于未然，确保设备在更长的时间内可靠工作。

1 矿井机电设备常见问题

1.1 供电系统

通常矿井深度在500m左右，深的可达1000多米，排水方式大部分是水平提升、接力式，导致供电网络复杂，线路长，荷载大。若矿井较深，瓦斯等级大大增加，安全监测系统很多不合格，必须进行科学改造和完善，确保安全第一，防止事故发生。

1.2 排水系统

排水系统设备出现的常见问题包括设备老化，性能差，效率低等。由于资金、技术不足，泵房可靠性低，管网质量不够，安保检测装置质量不达标。另外，有些矿井在各个水平均设置排水泵房，数量多，所以维修起来也麻烦，浪费资金，提高吨煤成本。

1.3 通风系统

由于矿井通风网络长，故有很大的负压，降低回风断面，通风设备在不合理的状态下运行。

1.4 提升系统

提升系统包括很多构件，其设备常见问题包括提升绞车设置保护不全；信号闭锁、防过卷保护、超速保护、过负荷保护、欠电压保护等部件陈旧老化；保护灵敏度低；绞车常用闸和保险闸的制动不规范；钢丝绳和检查不规范；插接装置不合格等。

1.5 电瓶车和带式输送机

矿井电瓶车甩保护时声光信号不完备，采用8号线替换快速充电插头中的保险丝，出现多拉车问题，闸瓦及撒沙装置不完备，刹车缺少制动装置。不采用阻燃胶带。其防滑保护、过载保护、烟雾报警、温度、堆煤保护、自动洒水装置、防跑偏、过流保护、过速保护、欠电压保护等可靠性差，保护设置不全等。

1.6 机电备品不足

在设备陈旧老化的情况下，却的不到及时的替换和补充，机电设备的正常维修、养护工作受到严重影响。

2 矿井机电设备故障诊断和维修类型

一般情况下，故障诊断主要是对机电设备的计划性状态检修服务的，以提高工程质量。矿井机电设备检修主要包括一下三种类型：

2.1 事后维修

事后维修是被动的对策，处在事故出现之后，通常没有什么准备，所以检修的结果一般不会非常理想。

2.2 计划性定期维修

计划性定期维修属于强制性的，检修手段一般比较简便，检修周期也是依据经验进行总结的，一旦确定，一到时间就必须进行检修工作而不论实际上需不需要，而故障出现具有一定的随机性。并且该检修手段也会造成过剩检修的可能。

2.3 计划性状态检修

当前，检测设备和技术越来越先进和完善，记录设备在线检测和诊断数据以及故障的状态，将所得到的资料和相关数据输入计算机，通过相应的软件进行处理和分析，对故障进行预测，制定出具体检修、养护计划和方案，防范于未然，提高设备使用寿命，确保工程顺利进行。

3 矿井机电设备故障诊断技术

3.1 故障诊断依据

矿井机电设备故障诊断的依据主要是设备在运行中产生的各种物理和化学作用导致的能量、力、热量的传递和改变信息，具体包括温度、压力、流量、电流、电压、功率、转速及效率等。这些信息的变动情况能够在一定程度上体现设备的运行状态。所谓机械诊断也就是根据此类信息的改变规律的实际情况进行比较分析，得到设备故障性质和位置的结论，有助于做出设备的维修决策，有利于弥补计划维修无法克服的过度维修和失修的不足，将机械零件的利用率大大提高，并使设备维修及时，提高运行的可靠性。

3.2 信息采集

信息采集通常依靠听、摸、视、闻，也可以采用不同种类的传感器来测量设备的温度、速度、加速度、位移、转速、压力、应力等指标，并将得到的能量、介质、力、热、摩擦等各种物理和化学参数的变化信息传递出来，以此来判断设备的运行状态。

（1）直接观察。现场常会采用该方法进行设备运行状态的判断，主要是依靠实际经验。如温度、声音、振动情况等均能够作为判断的依据。若是机械损坏，通常表现出如松动、泄漏、磨损、变形、破损、席蚀、变色、有异物和动作失常等异常现象。有时候也需要借助一些仪器像渗透剂、磁粉、硬度计等进行设备的外观检测。

（2）性能检测。对设备整体检测的一个常用方法就是比较设备的输入和输出以及不同输入时输出量的变化规律。设备的输入和输出通常都存在一定的关系和变化规律，如果输入不变，输出比较低或者输出不变，输入需要增加，就说明设备效率下降。矿井设备整机性能可由下面的指标进行判断：电流、电压、功率、压力、流量、温度和速度等，而通过出煤量或运煤量有时也可得到测量效果。在整体性能测量时也需要对主要构件性能的重要指标如强度进行测定。

3.3 故障诊断具体措施

诊断机电设备故障有多种手段，检测矿井设备，特别是采掘设备时，需要对其工作特点有着充分的了解，特别是有些设备工作环境较为恶劣，检测仪器必须适应这些设备的要求，考虑到移动、冲击、振动、粉尘、淋水、防爆要求和空间小难维护等因素的影响。诊断技术会受到主客观条件的影响，需要根据诊断对象、诊断需要、检测人员、检测环境等情况进行选择。例如我们常用的振动监测方法，如果应用于采煤机，由于一些特殊的干扰会降低其诊断的准确度。除了常用的振动监测和温度诊断手段外，在诊断矿井机电设备的技术中，人们也越来越多地采用油磨屑分析法，取得良好的诊断效果。

（1）温度诊断。温度异常是一种“热信号”，体现了机电设备的故障，构件通常若出现异常或损伤，一般在故障出现前温度就已经先上升了。可利用温度传感器收集温度的数据画点连线，制成图表，测量直线或图表的变化规律来分析和预测机件的温度改变趋势，如通过对直线的斜率测量可推测未来某个时刻的温度，并和该机件的最高允许值相比较，估计温度的变化余量，在必要时拉响警报。

（2）振动监测。振动监测是一种常见的监测方法，服务于预测性维修工作。监测装置主要分成简易诊断仪和精密诊断系统。简易诊断仪如便携式测振仪，该仪器能够放大传感器测得的振动信号，将放大后的信号输入示波器，得出波形的振幅的信号有效值。能够对机件的振动情况进行了解。而精密诊断系统一般服务于设备的定期或在线检测，主要过程是在磁带记录器记录振动信号的变化情况或者经检波器直接输进显示装置及控制器，由计算机处理分析，得出分析结果判断出现故障的位置以及故障的原因，以确定检修对策。

（3）铁谱监测。在进行矿井机电设备检测中，铁谱监测技术比较新颖，但由于其效果较好，故得到越来越广泛的应用。其现有的仪器有旋转式铁谱仪、颗料定量仪等，已在煤矿中成功的应用。该监测手段的机理是：将磨屑浸入润滑油中，通过一个强度和梯度均较高的磁场，铁磁性磨屑会在磁力的作用下从油中分离开来，并在基片上按照磨屑体积大小依序分布，形成普片，便于观察和分析。观察一般采用铁谱显微镜进行，而定量测定可采用光密度测量仪或电子显微镜进行，测定的类容主要包括：磨屑颗粒的体积和密度大小，通过这两点对机件的磨损程度进行评价；磨屑颗粒的体积和形状，通过这两点对机件的故障类型以及起因进行评价；磨屑所含成分，主要来判断产生磨屑的部位。

4 结语

在诊断矿井机电设备时，必须重视采用科学合理的监测技术手段，积极引进先进的监测仪器，连续监测设备的运行状态，一旦发现有所异常，及时处理。此方法亦能判断设备的可靠性。对故障的起因和一出现故障的部位以及故障出现的程度进行评价，并对故障的发展以及趋势进行合理预测，有利于故障源的查找并指出处理措施，最大限度的减少故障的产生。

参考文献

[1] 杨进峰.矿井通风机振动故障诊断分析[J].机电

信息，2011，（21）.

[2] 魏宇平.煤炭设备的状态监测与故障诊断技术的应

用[J].科技资讯，2009，（27）.

[3] 李勇.煤矿机电设备的故障检测与诊断[A].第七

次煤炭科学技术大会文集（下册）[C].2011.

[4] 杨志伊，李浩平，程玉生.机电设备故障诊断与铁

谱分析技术[A].煤矿机电设备油——磨屑（铁

谱）监测技术研讨会论文集[C].2005.

[5] 魏任之.煤矿机械设备的状态维修与工况监测

[A].世纪之交的煤炭科学技术学术年会论文集

[C].2003.