煤礦機電設備管理中機械故障檢測診斷技術的應用分析

溫 勇

（大同煤礦集團同安煤業有限責任公司，山西 大同 037003）

0 引言

在煤礦機電設備管理過程中，機電設備的良好有序運行是保養和維修工作的重點，能夠為這些機電設備價值的體現提供保證，也能夠為煤礦企業的發展奠定良好的技術基礎。然而，現階段我國各大型煤礦企業實行的仍然是計劃經濟體制下的管理和維修制度，與國外國家相比，管理水平上存在較大差距，無法滿足社會和經濟發展的要求。而在煤礦機電設備管理中，應用機械故障檢測診斷技術有助于各個煤礦企業吸收先進的機械故障檢測診斷經驗和技術，提高自身的煤礦機電設備管理水平，從而為煤礦機電設備的順利使用以及我國煤礦事業的發展提供保障。

1 機械故障檢測診斷技術介紹

1.1 故障及故障檢測診斷技術

故障檢測技術主要由故障診斷和故障檢測2方面組成，依據現階段實踐和學術研究領域的有關說法，可將兩者統稱為機械故障檢測診斷（FDD）。設備的正常運行指的是設備能夠依據自身所特有的功能特征，在滿足設備應有效能的基礎上，進行正常的工作運轉。這一概念與設備異常（設備在使用過程中存在瑕疵并有進一步惡化的可能）相對應。存在異常的設備雖然能夠維持最低限度的工作狀態，但無法滿足正常生產過程的需要，且性能會逐漸惡化。故障指的是因機械設備的缺陷或瑕疵的發展，而使設備的性能逐漸喪失，且無法繼續維持后續的正常工作。設備故障或是異常指的是機械設備使用過程中由其狀態信號（二次效應）的改變所體現出來的運行狀態。二次效應指的是設備使用和運行過程中所產生的各種化學和物理變化，包括氣味、磨損、功耗、變形、油耗、升溫、噪聲和振動等。上述各種現象都是設備使用過程中不同階段所產生的典型表現。故障檢測診斷技術指的是依據設備運行過程中所產生的二次效應表現，對其存在的問題做到及時發現、準確定位，從而為安全生產和設備的順利運行提供保證。

1.2 故障檢測診斷技術的特征

故障檢測診斷技術是隨著檢測理論和技術、工藝理論、相關基礎學科理論和現代維修技術的不斷發展而逐漸產生和完善的。這一技術具備下述3項基本特征：

（1）理論迅速轉化為實踐。所有的維修技術和診斷方法都要做到因時而異，故障處理原則和結果需要迅速轉化為實踐，并為實踐服務。

（2）技術的復合性較高。維修和診斷涉及物理學、動力學、摩擦學等多種相關學科的知識；同時，包括自動化技術的應用、液壓機械的應用和操作原理、機械制造等多方面機構學和專業知識。所以，故障檢測診斷技術具有較高的綜合性，要求工作者具有豐富的經驗和廣泛的知識。

（3）目的性較強。故障診斷具有較強的目的性，也就是在機械運行故障的檢查過程中，通過相關技術的應用，能夠準確分析和定位故障，并以此為基礎設定維修方案，為安全生產提供保證。

2 煤礦機電設備管理中故障檢測診斷技術的應用

2.1 礦用高壓異步電動機的診斷和檢測技術

在煤礦生產過程中，礦用高壓異步電動機具有十分重要的作用和地位，其一旦出現故障，就會對煤礦的日常生產過程造成不良影響，并會對煤礦企業造成嚴重的經濟損失。隨著人工智能技術和現代信號處理技術的應用和出現，異步電動機設備的故障檢測也變得更加簡單，且應用效果較為理想。異步電動機常用的故障診斷和檢測技術包括磁通檢測、電流高次諧波檢測和局部放點檢測3種。其中，磁通檢測能方便檢測出高壓電器故障，但對于檢測技術要求較高，若信號較弱則檢測效果不理想；電流高次諧波檢測技術雖不會受到高低壓的限制，但操作要求具有專業的檢測知識，且方法較為復雜；局部放電檢測能方便檢測出高壓電器故障，但對于低壓電機設備故障的檢測效果則不甚理想［1］。

2.2 通風機的故障檢測診斷技術

研究發現現階段的通風機械故障檢測產品較少，主要包括FJZ型礦井主風機在線故障診斷與檢測儀和KFCA型通風機集中檢測儀。通風機故障檢測設備的主要特征表現為：多功能接口、16位監視定時器、16位定時器2個、8個中斷源、高速輸出/輸入接口、10位四通道A/D轉換器、高效的指令系統以及16位中央處理器。因為現階段國內對相關的通風機故障檢測診斷技術的研究較少，因而可以借鑒的經驗較少［2］。

2.3 礦井提升機故障檢測與診斷

提升機是礦井運輸和生產過程中最主要的一種基礎設備，該設備的正常運行能夠為煤礦的正常生產提供保證，并擔負著日常矸石和原煤的運輸以及升降人員和下放材料的任務。提升機的安全運行會為煤礦的安全生產提供保證，進而對煤礦工作人員的安全工作產生直接的影響。通常認為，提升機故障主要包括“硬故障”和“軟故障”2 種［3］。其中，“軟故障”主要涉及工況參數。因此在實際運行過程中應對工況參數進行準確測定，并進行相關的處理和分析?！坝补收稀敝饕憩F為部分參數超過了正常水平，“軟故障”的發生通常是“硬故障”的前兆。由此看來，及時定位檢修和預診“軟故障”，具有十分重要的作用，有助于降低“硬故障”的發生率。由于這一故障的發生會對煤礦的安全運行產生直接影響，因而各個煤礦企業應該加強礦井提升機故障的檢測和診斷，從而保證其安全有效運行［4］。

2.4 采煤機故障檢測和診斷

與國外較為先進的采煤機相比，國產采煤機整體技術水平仍然較低，主要體現為檢測參數無法滿足相關要求、檢測范圍有限等，因而整體檢測功能較差。為了進一步提高我國采煤機的整體技術水平，煤炭部已經將“電牽引采煤機故障診斷與檢測系統”納入了“九五”重點科技攻關項目之中?，F階段，常用的采煤機故障檢測診斷系統包括152.4 mm檢測顯示單元、工況故障及檢測診斷單元、變頻器通信單元等［5］。

3 結語

在上述所述內容的基礎上，各個煤礦企業在煤礦機電設備管理中，還應不斷加強對機械故障檢測診斷人員在電工、機工等相關領域的培訓，從而提高其應急能力和安全生產意識。為不斷滿足擴大再生產的需要，煤礦企業應不斷完善機械故障檢測診斷責任制，保證責任落實到人，不斷完善和建立煤礦機電設備管理制度，為機械故障的檢測和診斷提供制度基礎，并注重技術的改造和革新。只有滿足上述要求，礦山設備才能安全、高效、正常運行，社會經濟才能快速發展。

［1］高向陽.故障檢測診斷技術在礦山機電設備中的應用及防范措施［J］.科技致富向導，2011，1（14）：336～337

［2］孫新城.淺析煤礦機電設備維修中故障檢測診斷技術的應用［J］.企業技術開發，2011，30（9）：70～71

［3］吳艦，吳楠.基于小波分析的煤礦機電設備故障檢測關鍵技術應用研究［J］.自動化與儀器儀表，2011，1（5）：85～86

［4］董愛華，劉麗紅.故障檢測診斷技術在煤礦機電設備中的應用［J］.焦作工學院學報，2012，21（3）：189～190

［5］蔡捷.故障檢測診斷技術在礦山機電設備中的應用［J］.中國高新技術企業，2008，1（15）：91～92