煤礦機電設備故障監測和診斷技術研究

岳麗 店頭鎮陜西陜煤黃陵礦業集團公司

科技的發展推動了煤礦機電設備的更新和應用，很多新型高科技設備越來越多的出現在煤礦生產中，不但提高了工作效率，確保了安全生產，而且也節約了大量人力資源。在當前煤礦生產中，機電設備在很大程度上直接影響了煤礦生產，而其故障檢測準確與否取決于診斷技術高低，所以，相關部門要對此展開研究，提高煤礦機電設備故障監測和診斷水平，確保煤礦能夠安全高效運行。

一、煤礦機電設備在操作中的具體特點

我國煤炭開采通常是在井下進行，開采條件相對復雜，機電設備所處的環境也比較惡劣，空氣中不但有許多有害氣體，而且時常充斥著粉塵。煤炭開采一般都是晝夜不停進行，機電設備長時間處于超負荷狀態，而且在巨大的震動力和沖擊力影響下，很容易發生故障，這就使得維修成本大幅度增加，并且也不能保障操作安全，降低了工作效率，影響了工期。

二、煤礦機電設備診斷技術內容和目的

科技的進步為煤礦機電設備診斷技術提供了條件，而且該技術得到了眾多業界人員的重視和關注，與此同時，煤礦機電設備的功能也愈發強大，在承受工作強度上也有了很大提高。隨著自動化技術的應用，煤礦生產效率有了顯著改變，而且設備之間的協同運作也更加緊密，如果其中有一個設備發生問題，也會導致其他設備跟著受到影響，進而發生故障，嚴重的還會給煤礦帶來較大破壞和經濟損失。

對機電設備診斷技術的發展和起源分析可知，通過診斷能夠很好的保護機電設備，使其能夠正常運行，而不影響煤礦整體運營。設備開展診斷技術優勢顯著，第一，提高了工作效率，保證煤礦生產安全，同時也提高了機電設備的穩定性。第二，充分發揮了機電設備的作用，確保了效益最大化。第三，在機電設備夸耀發生而還未發生故障，或者是已經出現了故障時，能夠快速找準故障原因和故障點。第四，定時維修和保養機電設備能夠有效節約維修費用，同時延長其使用壽命。需要注意的是，應當改變當前一些維修體制，尤其針對重要的機電設備，要根據其具體情況來確定是否維修。作為機電設備維修技術的重要組成部分，機電設備診斷技術不單單是維修設備，更是要確保設備一直保持最佳狀態，為設備以后的更新換代提供參考依據。

三、常用的機電設備監測方式

我國的煤礦機電設備監測技術在近些年來實現了快速發展，其故障檢測技術主要是以設定好的實驗條件為基礎，通過特點的檢測手段和設備全面監控機電設備，然后把獲取的特性和數據與國家標準數據相對比，以此判斷機電設備是否正常，接著再制定相關調整方案，為機電設備安全運行打下基礎。鑒于煤企規模和數量的增多，對機電設備的需求也就相應提高，因此，這也是機電設備監測在煤礦監測內容中占據主要內容的原因，本文主要從以下兩方面進行分析具體監測內容。

第一，檢測設備中的主要零部件。比如檢測機電設備中易燃易爆件、承受力構件、磨損件、易損件以及對安全影響較大的部件。檢測操作是在特定的試驗臺上進行，需要把各部位零件技術要求和各設備的功能特點相結合，對各零部件在實際工作中的工作環境、受載情況、負荷情況進行模擬。在全面檢測試驗部件時，要檢測各個零部件的耐壓承受能力、安全可靠性、使用壽命、材料性能等，然后根據檢測的相關數據來判斷這些零部件的整體質量。由此可知，煤礦機電設備檢測中，相關零部件的檢測必不可少。

第二，檢測試驗機電設備整體情況。通過特定的實驗場地，模擬工作狀態下設備承受的工作環境和負荷，從而試驗相關機組或整臺設備。然后參考相關操作步驟測試機電設備，當得出機電設備在正常工作狀態下產生的各項數據后，對比國家標準數據，根據對比情況來分析設備的適應性和可靠性。檢測試驗機電設備整體是一項巨大工程，一方面對實驗場所有嚴格要求，而且每次實驗要花費很大成本，因此，只有在檢測試驗比較重要的設備時，或者是需要生產大批量產品時，才選擇整體檢測試驗。由此不難看出，煤礦生產中不可或缺的一項工作就是煤礦機電設備監測，而這最主要的目的就是確保機電設備正常運行，降低煤礦生產成本，提高其經濟效益。

四、煤礦機電診斷技術分析

（一）煤礦提升機

煤礦開采環境相對比較復雜惡劣，而且井下存在有害氣體和易燃易爆氣體，如果操作不當，還會引發爆炸的危險。因此，提高煤礦機電設備的可靠性和安全性，完善機電設備故障預測技術就顯得尤為重要。從當前來看，單一性傳感器還是大多數煤企采用的設備，能夠檢測提升機控制系統，通過對其頻譜分析來進行故障診斷，但是提升機在井下極易發生故障，此時就明顯制約了故障準確診斷。

（二）采煤機檢測和故障診斷

當前煤礦開采中，采煤機是常用的設備之一，其只有保證工作狀態安全穩定，才能提高煤礦開采效率。相關研究得出，采煤機械故障占比最大的因素就是液壓系統出現故障，最高可達70%-80%，可見液壓系統可靠性直接決定了采煤機的故障率，該系統性能好，則采煤機故障率就低，采煤效率就高。多數采煤機都有液壓系統，而液壓系統又分為兩部分，即高壓和低壓，高壓是負載越高而相應提高，低壓則相對比較穩定，不管負載上升還是下降，都影響很小，低壓也不輕易發生改變。如果高壓降低，低壓正常，但是負載升高時，和其相反的高壓就會降低，此時說明液壓系統發生漏損，隨時要做好停機準備。如果低壓降低，高壓正常，則說明補油系統以及低壓系統有故障，此時需要檢查補油和輔助泵系統。如果低壓上升，高壓下降，則說明高低壓互相竄通，此時需要檢查安全閥和通閥，查看有沒有發生竄液。

五、提高煤礦機電設備故障檢測技術具體措施

要想確保煤礦機電設備切實發揮其作用，提高煤礦生產效率和設備安全運行，就必須要對機電設備采取科學的管理措施，這里主要從兩方面進行分析。首先，煤礦機電設備工作人員要能夠熟練運用不同的故障檢測方法，不但要具備豐富的工作經驗和操作技能，而且還應該具備良好的專業知識，同時要能夠在短時間找出設備發生故障的原因，然后及時采取解決措施。身為檢修人員，要不斷加強自身學習，提高專業知識技能，掌握前沿的維修資訊，增強自身工作能力。其次，對設備的運行加強監督和管理，把相應的管理策略和生產組織相結合，在績效考核中納入機電設備的管理等工作指標。此外，要進一步強化對管理和操作人員的專業培訓工作，提高他們對機電設備的管理意識，避免不必要的故障發生，為機電設備正常運行做好鋪墊。

六、旋式軸流風機故障檢測實例

（一）軸承溫度太高

旋式軸流風機的軸承位置主要在軸承箱內部進氣室下部。在正常的運行過程中，軸承的溫度會不斷升高，但此時風機一直在轉動，難以判斷溫度是否因此而上升，針對這樣的情況，通過溫度檢測來進行判斷，根據檢測所得到的數據，然后繪制相應的圖表，分析各個零部件故障規律，找準具體是哪個位置發生故障，在溫度小于限定值之前，對故障抓緊解決。操作主要分為三部分，第一，檢查潤滑和冷卻，設備運行時，如果軸承沒有及時冷卻而使得溫度上升，就要采取相應的冷卻措施。第二，檢查加油效果，如果加油不合理，也會使得溫度上升，所以，在給軸承箱加油時要控制好油量，防止過多而使得溫度上升。第三，檢查軸承箱，因為其長期運行，會出現麻坑、脫皮、間隙增大等現象，這些也會使得溫度升高，此時可以通過測量振動和軸承聲音來判斷。

（二）風機振動

引起風機振動的因素也有很多，最常見就是聯軸中心偏差太大或者是機座的剛性不足。煤礦實際生產中，機電設備長期運行會使得動靜部分發生碰撞，這樣一來就容易損壞進風口，或者使其發生變形。另外，如果進風口和葉輪不在同一軸線上，也還是會引發設備動靜部分碰撞，不僅如此，葉輪太過松動、軸承損壞、主軸彎曲等情況也會引發風機振動。類似上述故障，在檢測時通常采取振動檢測法，通過分析檢測結果來找出風機發生振動的原因，在此基礎上采取對應策略。

（三）葉片卡澀

通常情況下，軸流風機運行時會出現葉片卡澀，而導致發生葉片卡澀的主要原因就是風機調節油出現系統故障，或者是輪轂內部調節結構損壞。煤礦生產避免不了會產生很多煤塵，而設備長時間處于這樣的環境，其輪轂和風機葉片之間就會產生縫隙，時間久了就會導致葉片運行困難。因此，在日常工作中要清掃葉輪，對葉片角度進行科學調整，防止結垢。并且還要監測葉片傳動機構，防止發生故障。

七、結束語

總而言之，煤礦安全生產是首要原則，隨著機電設備的增多，對其故障的診斷和監測就成為當務之急，只有這樣才能保證設備安全可靠運行，提高工作效率，保障人員安全。因此，煤礦機電設備在日常管理中要做好保養和維護工作，加強維修人員的培訓和學習，使他們恪盡職守，切實為機電設備發揮其作用而奠定基礎。