煤礦機電工程安裝施工技術問題及措施

翟文修

（淄博愛科工礦機械有限公司，山東 淄博）

引言

如果機電設備安裝不穩定、電機設備故障等問題得不到及時解決，會導致設備頻繁故障，甚至出現長時間停機維修的情況，從而影響煤礦生產效率。因此，如何提高煤礦機電工程安裝施工技術水平，解決相關問題，已成為當前煤礦行業中急需研究和解決的問題。本文旨在探討煤礦機電工程安裝施工技術存在的問題，并提出相關的改進措施，為煤炭行業的發展提供支持和參考。

1 煤礦機電工程安裝施工技術存在的問題

1.1 機械和電氣裝置的裝配精準度過低

采煤機（如圖1 所示）是一個高度復雜的系統，它集機械、電氣和液壓技術于一身。由于其工作環境極為惡劣，若出現故障將會導致整個采煤過程中斷。因此，對于采煤機的維護保養和故障排除，必須極其重視，以確保其正常運轉和穩定性。在礦井中，采煤機的主要作用是由其機構來實現，機構的失效將會給工作面的正常生產帶來很大的影響[1]。

圖1 采煤機滾筒安裝結構

1.2 機電設備在運行過程中容易出現噪聲、振動

部分機電設備、泵組設備在正常運行的過程中，可能會發生一定的振動，這些振動往往會被放大缺陷，產生不良的影響。造成技術漏洞的原因主要如下：

（1）安裝和施工不合理，從而導致系統振動過大，影響系統正常工作；

（2）生產環境管理不當，從而影響產品質量和使用壽命；

（3）安裝、調試、使用不規范，從而降低產品的使用壽命。

當檢修人員發現了生產設備中存在的問題和隱患之后，就會立刻制定出一套設備的檢修計劃和方案，對其進行整改和維護，保證設備的安全、穩定的運行狀況[2]。

在機械、電氣、電器等自動化設備安裝就位過程中，產生噪聲的機電設備主要包括冷卻塔、送風機與制冷風機、水泵機組、變壓器、電機驅動的動力裝置、給排水以及供暖的各類機械設備。

1.3 過電流問題

若在安裝時未將精度控制納入合理規劃范圍，那么在工作的過程中，就會出現很大的摩擦力，導致機器帶來的壓力超過了額定功率引起的壓力，從而容易引起電機的故障[3]。所有比機電設備的導線額定電流更大的回路都會被視為機電設備的過電流。

2 機電工程安裝施工技術問題的應對措施

2.1 加強設備驗收及管理

一般情況下，機電設備零件在出廠前，都會出現單獨的零件丟失的情況，所以，首先要對設備的完成性進行嚴密的檢查，以決定是否要購買新的設備。

需要注意的是，在檢查時，應由建設單位、施工單位、監理單位和設備運輸方參加，經各方核實后方可簽字確認[4]。各機械設備人員在進場時，應對礦井的機電設備做好信息記錄，并建立了完善的設備管理檔案，嚴格遵守了“一機一閘一箱一漏”（如圖2 所示）的管理規定。

圖2 “一機一閘一箱一漏”

具體來說，“一機”指的是綜采機，能夠將煤礦從煤層中割出并輸送到地面?！耙婚l”指的是防突閘，用于防止煤層沖擊事故的發生。防突閘一般設置在工作面進風巷與回風巷交叉口處，以隔離可能發生的沖擊區域。“一箱”指的是瓦斯抽放箱，是用于煤礦瓦斯抽放的設備，能夠將井下積聚的瓦斯抽出并排放到地面上，以確保瓦斯濃度不超過安全標準?！耙宦敝傅氖撬谋O測漏水儀器，用于監測井下水位和水壓情況，及時發現井下滲水和漏水的情況。

與此同時，所有需要完成測試的工作，必須以不同的精度要求為基礎，以決定測試單元(外委或礦檢)，設置好測試周期，并及時進行測試，保證儀器檢測的可靠。針對設備各個項目的參數型號及功率需依照合格指標進行測定，采用兆歐表進行測量。

2.2 機電設備振動抑制與降噪處理

機電裝備的噪聲主要來源于轉子本身的自振及外殼的共振，所以，在機電裝備施工階段，若能將機電裝備的振動問題處理好，則噪聲問題將得到有效地解決[5]。要對機電設備的振動問題展開分析，就必須要對其安裝環境展開全面的分析，以實際的安裝環境為依據，對壓力表進行合理的安裝，保證其在一個穩定、安全的環境中運行。

壓力公式是指表示壓力的數學公式，通常用于計算和描述物體受到的壓力大小。根據不同的物理量和單位，壓力公式也有所不同。

以力和面積作為基本物理量的情況下，壓力公式為：

式中，P 表示壓力，單位：Pa；F 表示受力，單位：N；A 表示受力面積，單位：m2。

以液體靜壓力為例，壓力公式為：

式中，P 表示液體靜壓力，單位：Pa；ρ 表示液體密度，單位：kg/m3；g 表示重力加速度，單位:m/s；h 表示液體高度，單位:m。

設備的振動影響主要由振動振幅和振動頻率2個因素組成，所以，如果在安裝技術上能同時解決其中一個問題，就能直接減少振動噪聲對機電設備的破壞。在現有研究的基礎上，以盡量接近真實電氣設備的真實工作狀態為目標，綜合考慮噪聲的影響，開展振動噪聲分析。機電設備振動抑制與降噪分析如表1所示。

表1 機電設備振動抑制與降噪分析

根據表1 可以得出，機電裝備的振動振幅、振動頻率和噪聲級別都會隨著工作狀態的變化而變化。隨著負載的增加、溫度的升高和轉速的變化，機電裝備的振動振幅、振動頻率和噪聲級別都會逐漸增加。在正常運行狀態下，機電裝備的振動振幅為0.2 mm，振動頻率為50 Hz，噪聲級別為70 dB。在轉速變化狀態下，機電裝備的振動振幅最大，為0.5 mm；振動頻率和噪聲級別也相應增加，分別為80 Hz 和85 dB。

在時域方面，常用的分析方法有時域分析、峰值分析和有效值分析，然而，傳統的傅里葉變換方法只適合對周期性或穩態信號進行分析，因此，迫切需要高精度、高靈敏度、大范圍的振動檢測與信號分析技術。

現階段，機電設備的振動頻率分為兩種：一是自有頻率，用Wn 表示；二是機電設備的激勵頻率，用Wv 表示。作為結構剛度-質量函數的自振頻率，是反映結構振動模式的重要參數，受損傷后，其自振頻率將隨之下降。振動頻率的計算公式如下：

式中，k 表示機械裝置的材料穩定度；m 表示機械裝置的自重載荷。

假設一個機電設備的固有頻率為50 Hz，根據激勵頻率的不同等級，給予不同的激勵系數，可得出機電設備激勵頻率及其相關系數，如表2 所示。

表2 機電設備激勵頻率及其相關系數

通過表2 可得出，在機電設備處于共振時，振幅達到最大。整體而言，當振動頻率越高時，向支撐與基座的傳力越小，隔振效果越好。

2.3 過電流保護措施的設立

在設備出現相間短路或過載的情況下，面對嚴重的電網，難以確保電網的同步性和完整性，需要有計劃地對電網進行解列、切負荷、分閘等措施，使電網從大面積停電中得到最大程度的恢復，使電網的電壓、頻率保持在正常的范圍之內。

本文提出一種可以提高失布解列效果的區域電網解列控制方法，通過各個站點的電力接收，按發電機斷電數量斷電策略表所記載的發電機，對切負載策略表中所記錄的負載節點進行切割。并將其與發電機的參數進行等值轉換，依次存放，加快解列動作，讓各個廠站的裝置之間能夠形成良好的信息交換。區域電網的解列控制方法如圖3 所示。

圖3 區域電網的解列控制方法

經過調節后的電流保護器，可以通過線路選擇投切，按照預設的延時保護動作，連接對應的時間節點，將斷路脫扣線圈接入機電設備的電路，通過脫扣動作，操作接地線、故障斷路部位隔離切除，實現電氣設備從一種狀態到另一種狀態的運行，將電流保護動作的電氣信號轉換成光學信號和聲音信號，從而達到對故障進行預警的目的。

需要注意的是，礦井工程建設要結合實際，不斷優化管理制度，礦井電氣試驗要按《煤礦安全規程》和《電力電氣試驗規程》的相關規定，對試驗內容進行分類，并制定相應的試驗計劃所涉及的電壓級別和測試項目范圍，針對不同的廠家，不同的制造工藝，不同的規格，不同的重量。通過各類電器測試，準確地了解電器的工作狀態，及時發現潛在的故障并采取相應的防范措施，確保機電設備的安全、可靠的運行。

結束語

綜上所述，礦井機電工程安裝施工質量的優劣，對礦井生產的安全性、工作效率有直接的影響，是保證礦井安全生產的關鍵。所以，在安裝過程中，一定要嚴格遵守相關的技術規范，以免由于施工過程中的不合理操作而引起的機械、電氣等方面的問題。在工程建設中，監理單位要加強對工程建設各方面的管理、控制和監督，使工程建設各方面的行為得到有效的規范。因此，在工程建設中，必須加強對工程建設的質量監管，確保工程建設的順利進行。同時，在施工時，要做好各種準備工作，做好打樁機的使用，并要不斷總結經驗，強化管理，才能保證工程的順利進行。