矿山机电设备的检修与安全监控系统研究

摘 要：矿山机电设备长期工作在较为恶劣的工况下，应当经常对其机械、电气以及安全保障设备进行检修，保证其工作可靠性。而建立完善的安全监控系统，可以更加全方位的了解当前矿山地面以及井下的工作状况，对出现的紧急情况及时作出响应，使各项安全装置能够更加充分的发挥其作用。

关键词：矿山机电设备；检修；安全监控

矿山作业的稳定、安全依赖于矿山机电设备的可靠性。因此针对矿山机电设备常出现的故障，应当在检修过程中予以及时的排查。通过监测矿山井下的各项数据指标，可以更加全面分析当前作业的安全性。

1、矿山机电设备的检修要点

1.1矿山机电设备的机械部件检修要点

矿山机电设备由于长期工作在大负载条件下，其机械结构很容易出现磨损或失效。因此要着重检查设备的机械部件：剧烈振动的工作环境会对机械设备的紧固件造成磨损，出现螺纹连接的变形、磨损失效等情况，因此要定期检查各个部位连接紧固的稳定性；而对于轴承、齿轮类的传动件，要检查是否存在疲劳裂纹、剥落等情况，当影响到系统的传动性能时，需要及时进行更换；同样也需要检查减速机箱体等结构件的情况，保证受力结构不存在裂纹。如果裂纹出现在非主要受力部位，可以通过焊补的方法进行修复；而液压系统的胶管是比较容易破损的部位，如果出现折痕、破损等，也应及时进行更换并重新扣压接头。

1.2矿山机电设备的电气系统检修要点

矿山机电设备的电气系统具备大量的防爆、接地等设计。对于防爆结构，要保证足够的强度与抗腐蚀性能。而对于电气系统的接地结构，需要采用接地芯或接地线缆，并在外部作出明确的接地装置标识。另外，电气设备还应当具备良好的电气保护装置：当电路的对地绝缘电阻不满足要求时，需要通过真空启动器进行漏电闭锁保护。在实际测试时，应分别检验真空启动器的灵敏程度与解除阈值。另外还要保证高压开关的可靠性，一方面防止高压开关失效，同时也要避免其错误动作。

1.3矿山机电设备的运输设备检修要点

矿山机电运输设备主要包括带式输送机、窄轨电车与液压支柱等。对带式输送机，要做好防滑、防撕裂、急停保护措施。首先，输送机的滚筒与输送带自身结构应稳固，不能出现破裂。当检测到异常以后，必须保证保护动作能够得到及时的执行，例如监测到温度超限时，可以立即起动自动洒水装置予以降温并报警；监测到输送带失速时，制动装置可自行起动。对于窄轨机车，在检修过程中要确保车架无变形，车轴无裂纹，轮缘磨损与圆度误差在允许范围内；制动装置灵活，紧固件接触良好；保证消弧罩完好，绝缘与接地部分完好无损，蓄电池等带电部件安装牢固等。

1.4矿山机电设备的固定设备检修要点

矿山固定机电设备主要有提升机和通风机，矿井提升机的滚筒应用干燥的耐磨材料进行衬垫，且保证一定的厚度；为了保证盘式制动器的制动可靠性，应检测制动盘与闸瓦之间接触面积与间隙，保证闸瓦工作面之间的平行度；而对罐笼、销轴、连杆等部件，需要对强度与裂纹缺陷进行检测，确保传动件间良好的润滑性能，动作灵活可靠。

2、矿山机电设备安全监控系统研究

2.1矿山安全监控系统的基本构成

矿山安全监控系统是为了实现矿山危险指标监测、保证运行安全而建立的。其主要功能包括：监测井下瓦斯、一氧化碳等危险气体，当浓度超限时进行报警；监测井下的风速、气压、风量等参数；观察井下人员、设备的工作状态；在紧急状况下与自动保护系统实施联动等。为此，将矿山安全监控系统分为井下与地面两大部分进行研究。地面部分主要负责数据的处理，是监控系统的核心，设置有机房、数据服务器、通信设备、监测数据计算处理与展示设备等，并能够将井下的紧急状态及时传达出来；而井下设备主要包括用于检测各项指标的传感器、信号的发送与接收设备，以及紧急状态下各项保护动作的执行装置等。

2.2矿山安全监控系统的监控要点与数据资料

要设计与布置矿山安全监控系统，首先要做好矿山信息的收集与整理。在设计监控系统时，结合井下通风系统做好各类传感器、控制装置、电源等设备的位置布置；对于断点控制等保护动作，要设计合理的动作执行条件，如电压报警范围等。对每日所获得的监测数据，要做好记录并进行日志备份，以便事后调用与分析。

2.3矿山地面安全监控系统设计

矿山的地面监控系统覆盖范围包括井口及周边设施、泵站、风机房等，需要布置甲烷与一氧化碳等气体传感器、温度传感器等，并在系统中设置好相关传感器与执行设备的报警、执行阈值。另外，地面安全监控系统的软件部分也很重要，除了常规的数据统计与管理功能以外，还需要具备自动识别与报警功能、数据库备份与查询功能、数据通讯与上传功能等。另外，地面安全监控中心还需要设计相应传感器、检测装置等设备的检修中心，以便于及时对发生损坏的设备进行更换维护。

2.4矿山井下安全监控系统设计

在设计井下安全监控系统时，首先需要考虑井下狭长区域的供电与信号通信问题。常规的做法是在各井下节点设置分站，通过各个分站对设备进行供电。在布置传感器时，要考虑到各个传感器的灵敏度，保证传感器的覆盖范围；在进行传感器安装时，由于瓦斯气体相对较轻，瓦斯传感器应当悬挂在顶板300毫米以内，保证安装维护方便的同时尽量不影响井下活动；采煤机与掘进机上必须设置机载式甲烷监测报警装置；井下瓦斯抽放泵站的下风侧也应当设置甲烷传感器；一氧化碳传感器的设置与甲烷传感器类似，但对一氧化碳的监测灵敏度应当更高；而对于风速温度类型的传感器，则需要根据功能需求进行具体的设计与安装。井下安全监控系统对于保障井下安全作业极为重要，因此应当定期对井下传感器、报警装置的功能进行检测，保证安全监控系统的运行良好，严禁私自解除监控系统闭锁。当监测到井下瓦斯与一氧化碳超限时，依据超限程度的不同分别报送各级组织进行分析。

2.5安全监控异常的处理措施

地面安全监控中心对于整个系统所监测的日志信息应当予以真实准确的记录，尤其是对于监测到的异常情况，需要及时上报并做好备案。如果安全系统出现异常，应当及时对故障进行排查并处理。常见的异常包括井下传感通信信号中断、传感信号异常、误报警等。出现信号传输中断时，应当及时检查传感通信线路运作是否良好，并检查各个分站间的通信是否存在中断的情况；如果传感信号异常，则可能存在元器件损坏或电磁信号干扰的问题；如果系统出现误报警，也应当对传感器灵敏度进行检查，或检查系统中设定的报警阈值是否正常。

结语：总而言之，要想保障矿山作业的安全可靠，对矿山机电设备进行妥善的维护极为重要。同时建立一套全面的矿山安全监控系统，也可以从信息化的角度保证作业安全。本文从当前矿山机电设备的检修与安全监控系统的设计进行研究，对相关工作的改进具有一定的参考意义。

参考文献：

[1]路俊锋.矿山機电设备的检修与安全监控系统研究[J].电子制作，2016（1x）：85-85.

[2]刘志勇，秦永.矿山机电设备的检修与安全监控系统研究[J].工业c，2016（6）：00004-00004.

作者简介：

顿孟鹏（1984.10.3，）男，汉族，机械电子工程，黑龙江科技学院，机电工程师，矿山机电。