矿山机电设备故障诊断技术分析探讨

王璟珵

摘 要：矿山机电设备在运行过程中会出现多种故障，影响因素众多。随着科学技术的不断进步与发展，矿山机电设备故障诊断技术同样有了长足的进步，有效减少了因机电设备故障而导致的生产安全事故的发生，给煤矿的生产经济和人员安全提供了强有力的保证。机电设备故障诊断技术的运用，对于设备运行的稳定性和可靠性有重要意义，该文对机电设备故障诊断技术的基本原理和集中常见矿山机电设备故障诊断技术进行了简单的论述。

关键词：矿山机电设备 故障诊断 技术分析

中图分类号：TD6 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）08（b）-0038-02

1 故障诊断技术的基本原理

随着矿山机电设备技术的不断进步，设备故障的种类随之增多，就需要故障诊断工作人员结合实际情况，综合运用诊断技术和设备。矿山设备诊断技术的基本原理如下。

（1）建立数学模型：通过在机电设备各个关键部位安装的数据传感装置，对设备在正常运行过程中各部件的各项参数（温度、噪声、位置、转速）进行收集工作，在实时数据显示过程中，出现故障部位的数据就会显示异常，从而判断出出现问题的部位和类型。

（2）故障诊断工作是基于多种采集数据的综合分析来完成的，需要将实时采集的数据录入到计算机中，进行类型的判别工作。

（3）计算机对数据完成模型的建立工作，通过技术人员运用专业知识进行分析，对故障进行诊断并对故障严重性进行评估。

（4）将以上的操作经过信息转化，变成大众可以识别的信息，制定故障处理方案。

2 矿山机电设备故障常见诊断技术

2.1 主观诊断技术

所谓的主观诊断技术就是操作人员凭借自己的工作经验，对矿山机电设备故障的类型和成因进行主观判断，该诊断技术对于操作人员的技术水平和工作经验方面的要求相对较高。在进行机电设备故障诊断过程中，操作人员可以利用自身便利（如，视觉所看、嗅觉所闻），快速准确地对故障的成因进行判断。在机电设备故障超出工作人员直观判断的范畴时，技术人员需要一些机械设备等进行辅助诊断，但是辅助设备只起到提供单一的检测数据的作用，仍旧以操作人员的主观判断为主导。主观判断诊断技术的适用性较广，在所有类型的机电设备故障诊断工作中均可应用，但是因其对操作人员的主观判断和分析依赖性较强，比较容易受到操作人员情绪、态度等因素的影响，其准确性和可靠性相对较低。

2.2 仪器诊断技术

仪器检测就是利用能够检测某一方面数据的仪器（比如，电流互感器、高频检测器），对机电设备进行各项参数的检测，将故障状态设备的各项参数与正常运行时的数据进行对比、分析，从而完成机电设备故障的诊断，制定相应的处理措施。一般仪器检测的数据具有较高的准确度，因此在矿上开采机电设备故障诊断中的应用十分广泛。

2.3 数学模型诊断技术

以数学统计及概率数据分析知识为基础，综合动态检测技术和传感器技术，发展而来的数学模型诊断技术，这种技术是目前矿山机电设备故障诊断工作中应用最广泛的一种技术，因为数学模型诊断技术兼具了使用便捷和检测数据精确两个优点，此外，数学模型诊断技术能够完成对机电设备的实时监控，是发展机电设备智能化管理的重要基础，能够大量减少人员劳动力，提高工作效率。在数学模型诊断技术应用的过程中，需要注意的就是模型的建立必须和矿山的生产实际情况相符合，相关数据无较大出入，一旦模型的建立和矿山生产实际脱离，会给诊断结果的准确性带来严重的影响，甚至出现诊断错误的状况。

2.4 智能诊断技术

智能诊断技术是综合传感器技术、人脑模拟技术等实现对机电设备故障的智能检测、智能分析，从而得出诊断结论的一项技术，根据诊断结论采取相应的处理措施。智能诊断技术的难点就是建立矿山机电设备故障特征数据库，难点同时又是重点，数据库的建立能够使机电设备的诊断工作最大程度地实现简单便捷化，故障出现时，只需要将故障状态的各项参数信息和数据库中相应的数据进行对比，存在差异的数据项即为故障所在，能够在最短的时间内判断出故障的类型和产生故障的原因。当下智能诊断技术还处于发展阶段，各项技术水平还有较大的提升空间，在矿山机电设备故障诊断中应用较多的是神经网络系统和专家系统。

3 机电设备故障诊断技术在矿山机电设备中的应用

矿山在开采生产过程中涉及的机械设备数量是相当庞大的，在将机电设备故障诊断技术应用到矿山机械设备中前，就必须对机械设备的特性、操作等有较为全面且深刻的了解，同时对诊断设备的应用特征、诊断技术原理有很好的掌控。

3.1 采煤机故障诊断技术

采煤机中电气设备故障诊断的应用主要表现在变频器通信模块和设备故障诊断模块。变频器通信模块能够在第一时间内将采煤机运作过程中的各项参数在显示屏中显示出来，其中包括采煤机运作过程中的电流、变频器的电压、运作的速率等等，操作人员可以在第一时间内了解到采煤机各个部位运作的状况，进而采取相应的处理措施。变频器的功能主要有过载保护、额定电压保护、额定电流保护等。电气设备诊断模块通过链接互联网络，能够将出现故障的采煤机的信息数据等传送至显示屏幕，技术人员可以通过显示屏幕中的画面对设备故障进行精准的位置判断和原因分析，从而有针对性地制定故障解决方案措施，大大提高了故障排除的效率，进而为煤炭的生产开采活动提供强有力的保证。

3.2 电动机故障诊断

矿上电气设备中电动机出现故障的类型相对较多，其中最为常见的故障类型有放电故障和绕组故障两大类。对于放电故障，较为常见的诊断工具为电流互感器和高频检测器，结合以往电动机出现故障频率的特征，对电动机的实时运行数据进行测定后，和正常运行状态下的数据参数进行对比比较，进行数据分析后制定有针对性的处理措施。电动机短路故障的诊断，结合以往故障出现的经验，电动机内会出现电流短时间内大幅度升高的现象，技术人员要根据电流数值的不同，对电动机故障原因和故障等级进行详细的判定（因为电流升高幅度的不同，导致故障出现的原因可能存在差异）。在遇到断相故障时，操作人员需要参考零序电流和负序电流的具体参数值进行分析和判定，以分析和判定的结果制定相应的故障排除措施。

3.3 提升机故障诊断技术

矿山作业中提升机出现的故障一般是松绳故障，而且松绳故障在矿山提升机使用中较为常见。提升机钢丝绳在使用过程中，技术人员要对其进行实时跟踪、观测，对于钢丝绳在正常状态下的各项参数进行统计工作，在实时观测中若出现个别参数数据异常（与正常使用过程中的参数进行比较，数值差到达一定数值）时，及时进行检修工作，对故障进行排查工作，此外钢丝绳的检测装置需要具备报警功能，某一项或几项参数出现异常现象时，能够将报警信息传送到控制中心，同时应该将监控装置和钢丝绳的微调装置进行连接，设定自动调整程序（设定某一项参数发生变化时，如：钢丝绳的松紧度，提升机装置通过自动调整，改变钢丝绳的松紧程度），实现故障的自行排除。

4 结语

矿山机电设备的运行状况与矿山安全生产关联紧密，因此，矿山机电设备故障诊断技术是矿山技术工作者的重要研究课题。现阶段我国矿山机电故障诊断技术仍有较大提升空间，要加大对矿山机电设备故障诊断技术的人力、物力、财力的投入，积极研发更加全面的诊断技术，应用于矿山实际的生产活动中，给矿山的安全生产提供强有力的技术支持，减少因设备故障的发生或未得到及时的解决而造成的经济损失，为矿山经营创造经济价值，同时增加矿山工作者的安全保证，实现矿山各项技术全面发展，迈上新的高度。

参考文献

[1] 彭广宇，边博，褚庆梅.浅谈故障诊断技术在矿山机电设备维修中的应用[J].科技致富向导，2012（9）：349.

[2] 刘锦.故障诊断技术在矿山机电设备维修中的应用[J].科协论坛，2012（3）：57-58.