礦井機電設(shè)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(shè)備常出現(xiàn)的問題、故障診斷的意義及維修種類，探討了礦井機電設(shè)備故障診斷技術(shù)，旨在為中國礦井開發(fā)生產(chǎn)中機電設(shè)備的應(yīng)用、維修提供參考。

關(guān)鍵詞：礦井；機電設(shè)備；常見故障問題；診斷技術(shù)

0引言

礦井機電設(shè)備的運行效率與礦井經(jīng)營效益有著直接聯(lián)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(huán)境條件較為惡劣，礦井機電設(shè)備在惡劣的環(huán)境條件下運行會出現(xiàn)較多故障問題，極大地影響正常施工進度。為了保證機電設(shè)備長時間安全、穩(wěn)定地運行，需要對礦井機電設(shè)備故障提前進行診斷，并進行維修。文章就礦井機電設(shè)備常出現(xiàn)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(shè)備故障診斷技術(shù)。

1礦井機電設(shè)備常出現(xiàn)的問題及故障診斷的重要性

1.1礦井機電設(shè)備常出現(xiàn)的問題

a)排水系統(tǒng)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(zāi)難性事故，排水系統(tǒng)在礦井的生產(chǎn)實踐過程中關(guān)系著生產(chǎn)人員的生命與財產(chǎn)安全及礦產(chǎn)開采的整體效益。井下排水系統(tǒng)常見的問題包括老化、腐蝕等，尤其很多礦產(chǎn)經(jīng)營企業(yè)因為行業(yè)不景氣，經(jīng)營情況不理想的情況下，在排水系統(tǒng)維護方面投入的資金較少，導(dǎo)致泵房的管網(wǎng)質(zhì)量和排水故障較多，礦井的排水泵房設(shè)計不合理，使得泵房的故障檢測的復(fù)雜性、難度和工作量增大；

b)供電系統(tǒng)的常見故障。一般礦井的深度為500m～1000m，供電設(shè)置的線路較長，并且很多礦井的開采深度超過了1000m，導(dǎo)致井下供電系統(tǒng)的敷設(shè)越來越復(fù)雜，表現(xiàn)為供電網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜、線路長、荷載大、瓦斯等級和井下電纜的節(jié)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(shù)是不合格的，容易引發(fā)井下安全事故；

c)通風系統(tǒng)的故障。礦井生產(chǎn)過程中，由于礦井距離地表的距離因素，導(dǎo)致地下環(huán)境潮濕、缺氧，需要有完善的通風系統(tǒng)設(shè)備，保證井下空氣良性的流通。但通風系統(tǒng)的管道裝置復(fù)雜，線路較長。很多礦井生產(chǎn)對通風系統(tǒng)的設(shè)計不到位、不合理導(dǎo)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(tǒng)的故障。提升系統(tǒng)是沿礦井井筒運出礦石、煤、廢石或矸石，及升降人員、設(shè)備和器材等，常見的提升系統(tǒng)類型有斜井提升系統(tǒng)和立井提升系統(tǒng)（見圖1），但提升系統(tǒng)組成較為復(fù)雜，容易出現(xiàn)絞車常用閘和保險閘的制動不規(guī)范，或部分零件老化，影響提升系統(tǒng)的運行效率；

e)帶式輸送機故障。帶式輸送機是一種摩擦驅(qū)動以連續(xù)方式運輸?shù)臋C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(xiàn)超載、超長度現(xiàn)象，導(dǎo)致輸送帶受卡阻，電機超負荷運行；或傳動系統(tǒng)潤滑條件不良，電動機運行摩擦阻力加大，導(dǎo)致輸送機運行受阻。

1.2礦井機電設(shè)備故障診斷的重要性

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

2設(shè)備的故障診斷依據(jù)和維修種類

2.1設(shè)備的故障診斷

依據(jù)礦井機電設(shè)備的故障診斷主要是對機電設(shè)備運行過程中所產(chǎn)生的力、能量等傳遞、變動的參數(shù)進行監(jiān)測。參數(shù)的主要類型包括機電運行的電流、電壓、轉(zhuǎn)速、功率、溫度、壓力等，這些參數(shù)在一定程度上反映了井下機電設(shè)備運行的效率和狀態(tài)。所以要對機電設(shè)備的運行參數(shù)進行實時監(jiān)測，根據(jù)參數(shù)了解機電設(shè)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(shè)備故障診斷維修種類

a)事后維修。事后維修是指機電設(shè)備已發(fā)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(yǎng)護。事后維修是一種被動的礦井機電設(shè)備維修方式，主要是由于礦井機電設(shè)備運行的環(huán)境條件復(fù)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(shè)備的維修，因為其沒有做到從根本上保障機電設(shè)備運行的穩(wěn)定性，還是會對井下工作人員的生命財產(chǎn)安全造成極大的隱患；

b)計劃定期維修。計劃定期維修本質(zhì)上屬于強制性的維修方式，是維修人員憑借自己的經(jīng)驗對機電設(shè)備進行定期檢修，不管設(shè)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(yù)防隨機因素所引起的故障，且很多時候會導(dǎo)致檢修過剩的情況發(fā)生，會在一定程度上導(dǎo)致資金投入的不合理；

c)計劃性檢修。計劃性檢修是依據(jù)現(xiàn)代設(shè)備監(jiān)測技術(shù)，根據(jù)據(jù)井下機電設(shè)備磨損規(guī)律及設(shè)備故障規(guī)律，確定機電設(shè)備維修的時間和內(nèi)容，從監(jiān)測和診斷資料中取得數(shù)據(jù)，制定設(shè)備的維修保養(yǎng)計劃，降低大故障的發(fā)生率，延長設(shè)備使用壽命；

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

3礦井機電設(shè)備故障診斷技術(shù)

3.1信息采集

信息采集主要是通過技術(shù)人員的感官與檢測設(shè)備的結(jié)合對機電設(shè)備的運行溫度、壓力、應(yīng)力、速度等指標進行檢測，并及時反應(yīng)出設(shè)備運行中各種物理參數(shù)和化學(xué)參數(shù)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(jù)檢測技術(shù)人員的豐富檢修經(jīng)驗作為依據(jù)。例如，技術(shù)人員對設(shè)備的溫度、聲音、振動情況進行觀察，來判斷設(shè)備是否存在故障，如判斷出設(shè)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(xiàn)在礦井生產(chǎn)中常用的方法，主要是對設(shè)備輸入和輸出變化規(guī)律進行總結(jié)。例如，輸出比較低或輸出不變，輸入需要增加，就說明設(shè)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(chǎn)中出煤量或運煤量，也可檢測性能效果，對設(shè)備主要機件的性能進行測定，保證機電設(shè)備運行的穩(wěn)定性。

3.2溫度診斷

機電設(shè)備的溫度也是井下設(shè)備運行故障的一種故障信號，一般在礦產(chǎn)開采的過程中，機電設(shè)備的運行溫度不斷上升，說明設(shè)備構(gòu)件出現(xiàn)了異常或損傷。技術(shù)人員要利用溫度傳感器，對溫度數(shù)據(jù)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(jù)圖表反映的變化規(guī)律，預(yù)測設(shè)備構(gòu)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(yù)測特定時間的構(gòu)件溫度狀況，判斷是否超過設(shè)備構(gòu)件所承受的最大溫度范圍，及時預(yù)警維修。

3.3振動監(jiān)測

振動監(jiān)測主要是應(yīng)用于機電設(shè)備的預(yù)測性維修，常用的監(jiān)測裝置分為簡易診斷儀和精密診斷系統(tǒng)，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(tǒng)主要應(yīng)用于機電設(shè)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(chǔ)上，得出分析結(jié)果判斷出現(xiàn)故障的位置，確定檢修的方案[4]。3.4鐵譜監(jiān)測鐵譜監(jiān)測的監(jiān)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(chǎn)生的具體部位，對故障趨勢進行合理預(yù)測，提出處理措施，減少故障的產(chǎn)生。

4結(jié)語

礦井機電設(shè)備的運行效率與礦井經(jīng)營效益有著直接聯(lián)系，為了保證機電設(shè)備長時間安全、穩(wěn)定地運行，需對礦井機電設(shè)備故障提前進行診斷，并進行維修。機電設(shè)備檢修人員要對礦井機電設(shè)備常出現(xiàn)的排水系統(tǒng)故障、供電系統(tǒng)故障、通風系統(tǒng)故障、提升系統(tǒng)故障、帶式輸送機故障等進行判斷分析，確定礦井機電設(shè)備故障診斷維修方式，采用信息采集、溫度診斷、振動監(jiān)測、鐵譜監(jiān)測等技術(shù)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(shè)備運行的穩(wěn)定性，減少故障的產(chǎn)生。

參考文獻：

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

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

［3］徐平安.基于H-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的礦用移動變電站設(shè)備故障診斷的研究［D］.淮南：安徽理工大學(xué)，2014.

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

作者：王學(xué)軍 單位：同煤集團大斗溝煤業(yè)公司