煤矿机电设备故障诊断与维修技术

郝明

摘 要：文章介绍了矿井机电设备故障诊断意义及诊断方法，通过对设备故障的早期预报及时的采取处理对策，以保证生产顺利进行，对矿井机电设备的故障诊断具有指导意义。

关键词：煤矿机电；监测；维修；问题

1 煤矿机电存在的主要问题

1.1 矿井供电

当前，矿井开采的深度逐年增加，有些矿井的垂深甚至达到1000m，平均垂深也在400～600m之间。矿井工作主要采用多水平提升、接力式排水的方式，这也就引起了矿井供电负荷的增多，同时供电线路较长、供电网络也相对复杂。对于矿井开采来说，安全生产是至关重要的，随着瓦斯等级的增加，加强安全监测系统的可靠性已迫在眉睫。为此，必须进行科学合理的管理，加快技术改造的步伐，增加安全技术投入力度，否则就会埋下安全隐患，甚至造成重大事故，给人们的生命财产带来巨大损失。

1.2 排水系统

排水系统存在设计不合理、设施陈旧等现象，因此系统的排水效率不高。由于资金投入不足、技术较为落后，泵房的安全保护监测装置可靠性能不佳，管网效率也不高。此外，排水泵房在每一水平都有设置，致使需要更多的工人来进行设备的维修工作，导致更多的资金投入，吨煤成本也随之上升。

1.3 矿井通风系统

矿井通风网络长、负压增大，总回风断面减小，所以导致通风设施运行不合理。

1.4 提升系统

目前所采用的提升系统，其提升环节过多，提升绞车原设置的保护存在不够齐全和部件老化的现象，还有一部分保护的灵敏度不足。对于钢丝绳，需要定期进行试验，并且每日都需要进行常规检查，然而在实际生产中却忽视了这一工作，有些钢丝绳已经超期却仍然使用，给矿井安全带来隐患。

1.5 电瓶车和带式输送机

井下电瓶车安全性不够，存在严重的多拉车和超载现象，不适用制动装置进行刹车操作，保险丝用8号线导致过载保护作用无法实现，声音和光信号以及闸瓦和撒沙装置不全。胶带不具有阻燃作用，各项保护如防滑保护、过载保护、烟雾报警、欠电压保护没有较强的可靠性，所需的保护设置也不够齐全。

2 故障诊断及维修种类

2.1 事后维修

故障发生后所采取的处理对策，属于被动性的。由于多在无准备的条件下进行，结果难以完善和彻底。

2.2 计划性定期维修

这种维修方式属于强制性的维修。维修周期的确定通常是根据以往的经验，检修时所采用的手段并不复杂，然而其灵活性却不足，无论设备是否需要维修，根据计划就必须实施维修，因此，导致设备运行完全正常也进行维修，而对于具有偶然性和随机性的故障，却不能及时发现和预防。

2.3 计划性状态检修

计划性状态检修是一种较为先进的检测技术，随着科学技术以及计算机的广泛应用，设备检测技术也逐渐完善和发展起来。通过在线检测和诊断装置，获得设备状态的数据，进而根据这些数据科学合理地制订出修理计划和具体措施。对于设备可能发生的故障进行预测，从而在发生故障之前及时维修，消除设备的安全隐患，不仅能够使设备的使用寿命得以延长，还可以确保生产的安全顺利进行。

3 故障诊断技术

3.1 故障诊断依据

在运行过程中，机械设备会发生各种物理和化学变化，而这些变化则以温度、压力、流量、电流、电压、功率、转速及效率等形式表现出来，并且可以对系统的运行状态进行或直接或间接的反映。机械设备的相关信息都是有一定规律可循的，对这些规律加以利用，就可以有效判断出设备的工作情况，并很快识别故障发生的部位和原因。因此，机械诊断技术应运而生，通过机械诊断技术，能够解决计划性定期维修失修和过度维修的问题，不仅可以使机械零部件在良好的状态下运行，还可以及时发现故障、及时维修，使设备运行的可靠性和安全性都得到提升。

3.2 信息采集

3.2.1 对于设备的运行情况直接进行观察，这种方法要求检测人员具有一定的经验，因其简单易行、方便快捷而得到普遍的应用。进行故障判断时，可以根据声音、振动、温度等信息来进行分析和判断。

通过观察，如果發现机械有磨损变形、松动、泄漏、动作异常等现象，就可以判断出设备的零部件损坏。此外，还可以借助磁粉、硬度计等仪器和手段来进行设备外观的检查。

3.2.2 如果检测的对象是整个设备，则通常需要对其性能进行测定。所采用的方法一般为比较法。即对设备的输入和输出、以及输出变量之间进行对比和比较。对于机械设备来说，其输入和输出并非随意的，而是有一定的规律可循的。只要发现并掌握其中的规律，就可以很快地判定故障所在部位和原因。输入不变而获得的输出较低，又或者输出不变的情况下需要的输入增加，这些都说明设备效益的降低。电流、电压、功率、压力、流量、温度和速度等是体现矿井设备整机性能指标的主要参数。此外，也可以更加直观地用矿井设备的出煤量或运煤量来加以衡量。

3.3 故障诊断方法

3.3.1 很多机电设备发生故障时，都会通过温度的升高来进行预警，因此对设备温度进行监测是一种有效的故障诊断方法。通过将监测和采集到的温度数据制成图表并进行分析，可以对设备的故障进行预警。具体方法是，将温度的数据点连成直线，计算出直线的斜率，由此可以得出机械零件温度发展变化的趋势。进而推算出未来某时刻机件可能的温度值，并与正常工作允许的最高温度进行对比，从而在故障发生前发出警报。

3.3.2 振动监测可分为简单诊断仪和精密诊断系统。对于预防性的维修，振动监测非常有效，因此获得了广泛的应用。简易诊断仪的特点是简单易用、便捷，因此通常采用便携式。由测振传感器接收振动信号，并通过测量放大器进行信号的放大，进而在检波器上显示其振动峰值或有效值，由此可知机械振动的具体情况。对于设备的定期及在线检测，可以通过精密诊断系统来实现。利用系统的磁带记录器的记录功能将振动信号记录下来，并利用中央处理机或计算机对信号进行分析，也可以利用示波器使振动信号直接进入控制器和显示装置。通过对振动信号的分析，更够准确而科学地判断出设备故障的部位和原因，从而针对原因制订合理的维修措施。

3.3.3 铁谱监测：铁谱技术应用于煤矿机电设备的监测虽然时间不长，但已取得了比较好的效果，铁谱监测的仪器，如旋转式铁谱仪、颗料定量仪等，在煤炭系统已研制成功，并成功地投入了使用。铁谱分析的原理：使带有磨屑的润滑油流过一个高强度、高梯度的磁场，利用磁场力把铁磁性磨屑从润滑油中分离出来，且依磨屑的颗粒大小次序沉淀在基片上，则成谱片，以供观测和分析，可以用铁谱显微镜进行观测和用光密度测量仪对磨屑的分布状况进行定量测定，也可以用电子显微镜进行观察。

4 结束语

在煤矿机电设备的使用中，通过运用先进的检测技术，对设备的故障进行诊断，能够实时监测设备的运行状态，判断设备是否正常工作。对于故障的发展趋势进行预测和报警。通过故障诊断，可以快速识别故障发生的部位及原因，对其危险程度进行评价，进而提出相应的对策和建议，快速而有效地排除故障，提高设备运行的安全性和稳定性。

参考文献

[1]王传兴.浅谈在煤矿生产中对机电设备的保养与维护[J].中国科技纵横，2012（13）.

[2]于志刚.煤矿机电设备维修技术探讨[J].科技与企业，2013（10）.

[3]黄万霞.煤矿机电运输事故原因及控制对策[J].科技传播，2011（15）.

[4]罗陈.煤矿机电设备故障诊断与维修技术[J].科技资讯，2013（30）.