矿井机电设备的故障诊断工作探讨范文

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摘要：分析了矿井机电设备常出现的问题、故障诊断的意义及维修种类，探讨了矿井机电设备故障诊断技术，旨在为中国矿井开发生产中机电设备的应用、维修提供参考。

关键词：矿井；机电设备；常见故障问题；诊断技术

0引言

矿井机电设备的运行效率与矿井经营效益有着直接联系，随着机械化程度的不断提高，中国井下深部开采不断增多，但井下开采的环境条件较为恶劣，矿井机电设备在恶劣的环境条件下运行会出现较多故障问题，极大地影响正常施工进度。为了保证机电设备长时间安全、稳定地运行，需要对矿井机电设备故障提前进行诊断，并进行维修。文章就矿井机电设备常出现的问题、故障诊断的意义及维修种类展开深入分析，探究有效的矿井机电设备故障诊断技术。

1矿井机电设备常出现的问题及故障诊断的重要性

1.1矿井机电设备常出现的问题

a)排水系统的常见故障。矿井透水事故是危害最大影响面最广、周期最长、难以施救的灾难性事故，排水系统在矿井的生产实践过程中关系着生产人员的生命与财产安全及矿产开采的整体效益。井下排水系统常见的问题包括老化、腐蚀等，尤其很多矿产经营企业因为行业不景气，经营情况不理想的情况下，在排水系统维护方面投入的资金较少，导致泵房的管网质量和排水故障较多，矿井的排水泵房设计不合理，使得泵房的故障检测的复杂性、难度和工作量增大；

b)供电系统的常见故障。一般矿井的深度为500m～1000m，供电设置的线路较长，并且很多矿井的开采深度超过了1000m，导致井下供电系统的敷设越来越复杂，表现为供电网络复杂、线路长、荷载大、瓦斯等级和井下电缆的节点的故障率大大增加等。并且在进行安全检测时，很多检测行为和技术是不合格的，容易引发井下安全事故；

c)通风系统的故障。矿井生产过程中，由于矿井距离地表的距离因素，导致地下环境潮湿、缺氧，需要有完善的通风系统设备，保证井下空气良性的流通。但通风系统的管道装置复杂，线路较长。很多矿井生产对通风系统的设计不到位、不合理导致风量不足且用风地点多，使得其风道阻力大，通风不通畅，井下的有害气体不能及时排出，不仅给故障诊断工作带来较大的阻碍，还会对井下开采人员造成安全隐患[1]；

d)提升系统的故障。提升系统是沿矿井井筒运出矿石、煤、废石或矸石，及升降人员、设备和器材等，常见的提升系统类型有斜井提升系统和立井提升系统（见图1），但提升系统组成较为复杂，容易出现绞车常用闸和保险闸的制动不规范，或部分零件老化，影响提升系统的运行效率；

e)带式输送机故障。带式输送机是一种摩擦驱动以连续方式运输的机械。主要由机架、输送带、托辊、滚筒、张紧装置、传动装置等组成。它可以将井下矿料在一定的输送线上，从最初的供料点到最终的卸料点间形成一种矿料的输送流程。但因为矿井开采量较大，为了提高输送效率，出现超载、超长度现象，导致输送带受卡阻，电机超负荷运行；或传动系统润滑条件不良，电动机运行摩擦阻力加大，导致输送机运行受阻。

1.2矿井机电设备故障诊断的重要性

矿井机电设备故障诊断的主要目的是在于最大程度发挥机电设备的功能和作用，保证井下机电设备运行的安全性和可靠性。其次，定期进行矿井机电设备故障的检测，可及时发现机电设备中存在的问题，提高机电维修人员维修的效率和质量，不仅可节约维修时间，还能减少维修费用的支出[2]。

2设备的故障诊断依据和维修种类

2.1设备的故障诊断

依据矿井机电设备的故障诊断主要是对机电设备运行过程中所产生的力、能量等传递、变动的参数进行监测。参数的主要类型包括机电运行的电流、电压、转速、功率、温度、压力等，这些参数在一定程度上反映了井下机电设备运行的效率和状态。所以要对机电设备的运行参数进行实时监测，根据参数了解机电设备运行的状况，为机电维修人员提供准确的故障定位，保证故障维修的高效性。

2.2矿井机电设备故障诊断维修种类

a)事后维修。事后维修是指机电设备已发生故障或运行效率已明显下降的情况下展开的机电维修和养护。事后维修是一种被动的矿井机电设备维修方式，主要是由于矿井机电设备运行的环境条件复杂、费用高等因素决定的，但这种维修方式不适用于矿井机电设备的维修，因为其没有做到从根本上保障机电设备运行的稳定性，还是会对井下工作人员的生命财产安全造成极大的隐患；

b)计划定期维修。计划定期维修本质上属于强制性的维修方式，是维修人员凭借自己的经验对机电设备进行定期检修，不管设备在客观条件上是否存在检修的必要。这种维修方式最大的弊端就是难以预防随机因素所引起的故障，且很多时候会导致检修过剩的情况发生，会在一定程度上导致资金投入的不合理；

c)计划性检修。计划性检修是依据现代设备监测技术，根据据井下机电设备磨损规律及设备故障规律，确定机电设备维修的时间和内容，从监测和诊断资料中取得数据，制定设备的维修保养计划，降低大故障的发生率，延长设备使用寿命；

d)预防性检修。预防性检修就是对采集的机电设备运行数据，利用计算机进行综合性分析评判，对潜在的故障进行预测，制定预防性的检修方案，防止可能存在的故障发生，保证机电设备运行的稳定性，最大程度降低井下设备安全事故发生的概率[3]。

3矿井机电设备故障诊断技术

3.1信息采集

信息采集主要是通过技术人员的感官与检测设备的结合对机电设备的运行温度、压力、应力、速度等指标进行检测，并及时反应出设备运行中各种物理参数和化学参数的变化。信息采集的主要方法分为以下两种：a)直接观察。这种信息采集的方法主要是依据检测技术人员的丰富检修经验作为依据。例如，技术人员对设备的温度、声音、振动情况进行观察，来判断设备是否存在故障，如判断出设备零件松动、部件磨损变形等故障；b)性能检测。这种信息采集方式是现在矿井生产中常用的方法，主要是对设备输入和输出变化规律进行总结。例如，输出比较低或输出不变，输入需要增加，就说明设备效率下降。一般是通过检测电流、电压、功率等，再如，煤矿生产中出煤量或运煤量，也可检测性能效果，对设备主要机件的性能进行测定，保证机电设备运行的稳定性。

3.2温度诊断

机电设备的温度也是井下设备运行故障的一种故障信号，一般在矿产开采的过程中，机电设备的运行温度不断上升，说明设备构件出现了异常或损伤。技术人员要利用温度传感器，对温度数据信息进行收集，画出各个需要控制的温度点，进行连线、制表。根据图表反映的变化规律，预测设备构件温度变化的趋势。例如，温度点连线所成直线的斜率测量，可以预测特定时间的构件温度状况，判断是否超过设备构件所承受的最大温度范围，及时预警维修。

3.3振动监测

振动监测主要是应用于机电设备的预测性维修，常用的监测装置分为简易诊断仪和精密诊断系统，两种装置的用途存在一定的差异性。其中简易诊断仪，主要是放大传感器测得的振动信号，并输入示波器，从而得到波形振幅的信号有效值；精密诊断系统主要应用于机电设备的定期检修，在磁带记录器记录振动信号变化情况的基础上，得出分析结果判断出现故障的位置，确定检修的方案[4]。3.4铁谱监测铁谱监测的监测效果较为突出，主要是将磨屑浸入润滑油，利用强度、梯度较高的磁场，在磁力的作用下从油中分离出铁磁性磨屑，在基片上按照磨屑体积大小依序分布，形成普片，利用显微镜进行观察，判断磨屑颗粒的体积和形状，及铁磁性磨屑产生的具体部位，对故障趋势进行合理预测，提出处理措施，减少故障的产生。

4结语

矿井机电设备的运行效率与矿井经营效益有着直接联系，为了保证机电设备长时间安全、稳定地运行，需对矿井机电设备故障提前进行诊断，并进行维修。机电设备检修人员要对矿井机电设备常出现的排水系统故障、供电系统故障、通风系统故障、提升系统故障、带式输送机故障等进行判断分析，确定矿井机电设备故障诊断维修方式，采用信息采集、温度诊断、振动监测、铁谱监测等技术手段，为机电维修人员提供准确的故障定位，从根本上保障机电设备运行的稳定性，减少故障的产生。

参考文献：

［1］彭军.论煤矿机电设备的故障诊断及其维护对策［J］.科技与企业，2013(22)：314-315.

［2］刘莉莉.煤矿机电设备的使用维修和常见故障诊断［J］.中小企业管理与科技，2015(22)：97.

［3］徐平安.基于H-BP神经网络的矿用移动变电站设备故障诊断的研究［D］.淮南：安徽理工大学，2014.

［4］平伟，李坤.浅谈煤矿企业机电设备的新兴检查及维修方法［J］.民风(科学教育)，2012(11)：11.

作者：王学军 单位：同煤集团大斗沟煤业公司