礦井機電設備的故障診斷工作探討范文

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摘要：分析了礦井機電設備常出現的問題、故障診斷的意義及維修種類，探討了礦井機電設備故障診斷技術，旨在為中國礦井開發生產中機電設備的應用、維修提供參考。

關鍵詞：礦井；機電設備；常見故障問題；診斷技術

0引言

礦井機電設備的運行效率與礦井經營效益有著直接聯系，隨著機械化程度的不斷提高，中國井下深部開采不斷增多，但井下開采的環境條件較為惡劣，礦井機電設備在惡劣的環境條件下運行會出現較多故障問題，極大地影響正常施工進度。為了保證機電設備長時間安全、穩定地運行，需要對礦井機電設備故障提前進行診斷，并進行維修。文章就礦井機電設備常出現的問題、故障診斷的意義及維修種類展開深入分析，探究有效的礦井機電設備故障診斷技術。

1礦井機電設備常出現的問題及故障診斷的重要性

1.1礦井機電設備常出現的問題

a)排水系統的常見故障。礦井透水事故是危害最大影響面最廣、周期最長、難以施救的災難性事故，排水系統在礦井的生產實踐過程中關系著生產人員的生命與財產安全及礦產開采的整體效益。井下排水系統常見的問題包括老化、腐蝕等，尤其很多礦產經營企業因為行業不景氣，經營情況不理想的情況下，在排水系統維護方面投入的資金較少，導致泵房的管網質量和排水故障較多，礦井的排水泵房設計不合理，使得泵房的故障檢測的復雜性、難度和工作量增大；

b)供電系統的常見故障。一般礦井的深度為500m～1000m，供電設置的線路較長，并且很多礦井的開采深度超過了1000m，導致井下供電系統的敷設越來越復雜，表現為供電網絡復雜、線路長、荷載大、瓦斯等級和井下電纜的節點的故障率大大增加等。并且在進行安全檢測時，很多檢測行為和技術是不合格的，容易引發井下安全事故；

c)通風系統的故障。礦井生產過程中，由于礦井距離地表的距離因素，導致地下環境潮濕、缺氧，需要有完善的通風系統設備，保證井下空氣良性的流通。但通風系統的管道裝置復雜，線路較長。很多礦井生產對通風系統的設計不到位、不合理導致風量不足且用風地點多，使得其風道阻力大，通風不通暢，井下的有害氣體不能及時排出，不僅給故障診斷工作帶來較大的阻礙，還會對井下開采人員造成安全隱患[1]；

d)提升系統的故障。提升系統是沿礦井井筒運出礦石、煤、廢石或矸石，及升降人員、設備和器材等，常見的提升系統類型有斜井提升系統和立井提升系統（見圖1），但提升系統組成較為復雜，容易出現絞車常用閘和保險閘的制動不規范，或部分零件老化，影響提升系統的運行效率；

e)帶式輸送機故障。帶式輸送機是一種摩擦驅動以連續方式運輸的機械。主要由機架、輸送帶、托輥、滾筒、張緊裝置、傳動裝置等組成。它可以將井下礦料在一定的輸送線上，從最初的供料點到最終的卸料點間形成一種礦料的輸送流程。但因為礦井開采量較大，為了提高輸送效率，出現超載、超長度現象，導致輸送帶受卡阻，電機超負荷運行；或傳動系統潤滑條件不良，電動機運行摩擦阻力加大，導致輸送機運行受阻。

1.2礦井機電設備故障診斷的重要性

礦井機電設備故障診斷的主要目的是在于最大程度發揮機電設備的功能和作用，保證井下機電設備運行的安全性和可靠性。其次，定期進行礦井機電設備故障的檢測，可及時發現機電設備中存在的問題，提高機電維修人員維修的效率和質量，不僅可節約維修時間，還能減少維修費用的支出[2]。

2設備的故障診斷依據和維修種類

2.1設備的故障診斷

依據礦井機電設備的故障診斷主要是對機電設備運行過程中所產生的力、能量等傳遞、變動的參數進行監測。參數的主要類型包括機電運行的電流、電壓、轉速、功率、溫度、壓力等，這些參數在一定程度上反映了井下機電設備運行的效率和狀態。所以要對機電設備的運行參數進行實時監測，根據參數了解機電設備運行的狀況，為機電維修人員提供準確的故障定位，保證故障維修的高效性。

2.2礦井機電設備故障診斷維修種類

a)事后維修。事后維修是指機電設備已發生故障或運行效率已明顯下降的情況下展開的機電維修和養護。事后維修是一種被動的礦井機電設備維修方式，主要是由于礦井機電設備運行的環境條件復雜、費用高等因素決定的，但這種維修方式不適用于礦井機電設備的維修，因為其沒有做到從根本上保障機電設備運行的穩定性，還是會對井下工作人員的生命財產安全造成極大的隱患；

b)計劃定期維修。計劃定期維修本質上屬于強制性的維修方式，是維修人員憑借自己的經驗對機電設備進行定期檢修，不管設備在客觀條件上是否存在檢修的必要。這種維修方式最大的弊端就是難以預防隨機因素所引起的故障，且很多時候會導致檢修過剩的情況發生，會在一定程度上導致資金投入的不合理；

c)計劃性檢修。計劃性檢修是依據現代設備監測技術，根據據井下機電設備磨損規律及設備故障規律，確定機電設備維修的時間和內容，從監測和診斷資料中取得數據，制定設備的維修保養計劃，降低大故障的發生率，延長設備使用壽命；

d)預防性檢修。預防性檢修就是對采集的機電設備運行數據，利用計算機進行綜合性分析評判，對潛在的故障進行預測，制定預防性的檢修方案，防止可能存在的故障發生，保證機電設備運行的穩定性，最大程度降低井下設備安全事故發生的概率[3]。

3礦井機電設備故障診斷技術

3.1信息采集

信息采集主要是通過技術人員的感官與檢測設備的結合對機電設備的運行溫度、壓力、應力、速度等指標進行檢測，并及時反應出設備運行中各種物理參數和化學參數的變化。信息采集的主要方法分為以下兩種：a)直接觀察。這種信息采集的方法主要是依據檢測技術人員的豐富檢修經驗作為依據。例如，技術人員對設備的溫度、聲音、振動情況進行觀察，來判斷設備是否存在故障，如判斷出設備零件松動、部件磨損變形等故障；b)性能檢測。這種信息采集方式是現在礦井生產中常用的方法，主要是對設備輸入和輸出變化規律進行總結。例如，輸出比較低或輸出不變，輸入需要增加，就說明設備效率下降。一般是通過檢測電流、電壓、功率等，再如，煤礦生產中出煤量或運煤量，也可檢測性能效果，對設備主要機件的性能進行測定，保證機電設備運行的穩定性。

3.2溫度診斷

機電設備的溫度也是井下設備運行故障的一種故障信號，一般在礦產開采的過程中，機電設備的運行溫度不斷上升，說明設備構件出現了異常或損傷。技術人員要利用溫度傳感器，對溫度數據信息進行收集，畫出各個需要控制的溫度點，進行連線、制表。根據圖表反映的變化規律，預測設備構件溫度變化的趨勢。例如，溫度點連線所成直線的斜率測量，可以預測特定時間的構件溫度狀況，判斷是否超過設備構件所承受的最大溫度范圍，及時預警維修。

3.3振動監測

振動監測主要是應用于機電設備的預測性維修，常用的監測裝置分為簡易診斷儀和精密診斷系統，兩種裝置的用途存在一定的差異性。其中簡易診斷儀，主要是放大傳感器測得的振動信號，并輸入示波器，從而得到波形振幅的信號有效值；精密診斷系統主要應用于機電設備的定期檢修，在磁帶記錄器記錄振動信號變化情況的基礎上，得出分析結果判斷出現故障的位置，確定檢修的方案[4]。3.4鐵譜監測鐵譜監測的監測效果較為突出，主要是將磨屑浸入潤滑油，利用強度、梯度較高的磁場，在磁力的作用下從油中分離出鐵磁性磨屑，在基片上按照磨屑體積大小依序分布，形成普片，利用顯微鏡進行觀察，判斷磨屑顆粒的體積和形狀，及鐵磁性磨屑產生的具體部位，對故障趨勢進行合理預測，提出處理措施，減少故障的產生。

4結語

礦井機電設備的運行效率與礦井經營效益有著直接聯系，為了保證機電設備長時間安全、穩定地運行，需對礦井機電設備故障提前進行診斷，并進行維修。機電設備檢修人員要對礦井機電設備常出現的排水系統故障、供電系統故障、通風系統故障、提升系統故障、帶式輸送機故障等進行判斷分析，確定礦井機電設備故障診斷維修方式，采用信息采集、溫度診斷、振動監測、鐵譜監測等技術手段，為機電維修人員提供準確的故障定位，從根本上保障機電設備運行的穩定性，減少故障的產生。

參考文獻：

［1］彭軍.論煤礦機電設備的故障診斷及其維護對策［J］.科技與企業，2013(22)：314-315.

［2］劉莉莉.煤礦機電設備的使用維修和常見故障診斷［J］.中小企業管理與科技，2015(22)：97.

［3］徐平安.基于H-BP神經網絡的礦用移動變電站設備故障診斷的研究［D］.淮南：安徽理工大學，2014.

［4］平偉，李坤.淺談煤礦企業機電設備的新興檢查及維修方法［J］.民風(科學教育)，2012(11)：11.

作者：王學軍 單位：同煤集團大斗溝煤業公司