煤矿机械设备故障诊断技术的应用

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关键词:故障诊断;煤矿生产;机械设备;应用

1故障诊断技术概述

1．1故障诊断技术理论

所谓故障诊断技术实际上就是合理运用多样化的检测方法和检测技术，对煤矿机械设备各个系统运行前后的状态进行全面的检查，以便于准确分析和判断设备发生故障的部位，并以此为基础制定科学合理的故障处理方案。工作人员在开展煤矿机械设备故障检测时，必须明确定位设备发生故障的部位，根据故障发生的严重程度进行维修或者更换故障部件，才能最大限度地降低故障对煤矿机械设备运行产生的不利影响［1］。

1．2故障诊断技术的性能和指标

煤矿机械设备故障诊断技术的性能与指标具有多样化的特点，目前常见的煤矿机械设备故障诊断技术指标主要有以下几个方面:①及时性。故障检测必须及时，工作人员一旦发现煤矿机械设备出现故障，应该在最短的时间内运用检测技术进行设备故障的检测。故障出现与故障检测过程中消耗的时间，是衡量和判断故障检测及时性的关键指标。所以，工作人员在故障诊断和检查过程中，必须全面分析系统内出现的各个故障，并以此为基础准确的区分、定位故障发生部位，为后续故障处理工作的开展做好充分的准备。②故障判断识别能力。故障判断与识别能力实际上就是技术人员识别故障大小的基本能力，只有具备较高的故障诊断识别能力，才能在煤矿机械设备发生故障后，通过有效的分析，准确判断故障大小和发生部位，确保设备维修工作的顺利开展。③自主适应能力。技术人员在应用故障检测系统开展煤矿机械设备故障检测工作时，必须保证被检测主体具有自主适应能力，才能确保煤矿机械设备故障检测工作的高效开展。

2煤矿机械设备中常应用的故障诊断方法

2．1温度监测诊断

煤矿机械设备的运行状态往往会随着设备运行环境温度的变化而发生变化。所以，工作人员在借助温度监测技术判断煤矿机械设备的运行状态时，应该从以下几方面着手。首先，温度监测诊断技术。温度监测诊断技术主要是利用温度传感器获取煤矿机械设备的实时温度，以达到准确判断煤矿机械设备运行状态稳定与否的目的。技术人员在运用温度监测技术时，必须充分考虑煤矿矿井提升设备、高压异步电动机设备、煤矿采掘机设备等发生故障的风险，以及故障发生后造成的危害，获取温度传感器检测的煤矿机械设备实时温度，才能确保煤矿机械设备故障诊断的精确性与可靠性。其次，为了保证煤矿机械设备的安全稳定运行，工人应该在安装温度传感器的基础上，通过控制平台分析设备运行的实时温度，如果发现设备运行温度超出正常温度范围，那么设备管理人员必须立即关闭相关设备，查找故障发生的位置，并在故障检修完成后才能允许其重新投入使用。此外，工作人员在运用温度监测技术诊断煤矿机械设备故障时，应该根据设备正常运行的状态和特点，设定设备运行的温度限值，如果监测过程中发现设备运行稳定超出最高温度限值，则应该立刻发出预警信息，便于工作人员及时开展故障维修［2］。

2．2振动检测诊断

煤矿机械设备在运行过程中发生故障后，设备经常发生异常振动，工作人员可以采用振动检测诊断技术分析和排除故障。首先，通过深入分析煤矿机械设备实际运行与综合统计数据发现，煤矿机械设备运行过程中的转子运行故障、支撑系统运行故障、连接故障等都是导致设备出现异常振动的主要原因。煤矿机械设备处在正常运行状态下时，机械设备的振动频率处在稳定的状态，工作人员在运用振动检测技术检测煤矿基础设备的故障时，应该以煤矿机械设备正常运行状态下的振动数据为依据，分析和判断煤矿机械设备运行状态正常与否。如果经过数据对比分析发现煤矿机械设备确实存在异常现象，且煤矿机械设备发生了异常振动，则可以判断煤矿机械设备已经出现了安全隐患，此时工作人员应该根据实际情况及时进行故障检修和排查工作。其次，工作人员必须将振动检测诊断技术与煤矿机械设备运行环境紧密的结合在一起，才能准确的获取煤矿机械设备在一定时间段内的振动幅度、振动频率数据变化情况，并以此为基础准确判断煤矿机械设备的老化程度，便于维修人员及时更换或者维修故障元件。

2．3超声无损检测

超声无损检测技术作为一种先进的检测技术，在煤矿机械设备故障检修和管理中的推广和应用，使工作人员可以在不损害设备质量的前提下准确获取设备故障和缺陷发生的位置，为后续煤矿机械设备故障的排除工作奠定了良好的基础。随着超声无损检测技术在煤矿机械设备故障检测中的应用，煤矿机械设备故障检测的准确性也得到了显著提高。根据相关调查发现，近些年我国煤矿数量呈现明显的下降趋势，说明我国在去产能工作方面已经全面进入了结构性、系统性去产能的阶段。由于在这一阶段煤矿机械设备运行状态的稳定与否对于煤矿安全生产有着极为重要的意义，所以，工作人员应该充分发挥超声无损检测技术的优势，通过向煤矿机械设备指定位置发射超声波的方式，准确分析波段发射前后的变化，定位设备发生故障的部位，才能准确的判断煤矿机械设备的运行状态。另外，由于超声波无损检测技术与温度监测诊断技术、振动检测振动技术等相比，具有故障检测精细化程度高等特点，所以工作人员只需要借助超声波无损检测技术，深入分析煤矿机械设备内部关键部件的实际运行情况，然后根据相应反馈数据即可准确地判断出机械设备使用寿命的长短［3］。

2．4自动化技术

煤矿机械设备的安全稳定运行对于煤矿的安全开采有着决定性的影响，所以煤矿机械设备的管理人员必须加大自动化技术在煤矿机械设备管理和使用中的应用力度，优化煤矿机械设备故障检测体系，提高煤矿机械设备故障检测的准确性。经过深入调查研究发现，近些年我国煤矿机械设备的应用已经取得了非常显著的成效。借助自动化技术，将煤矿机械设备故障检测系统与温度监测诊断技术、振动检测诊断技术、超声波无损检测技术紧密的结合在一起，工作人员即可全方位的获取煤矿机械设备的实时运行状态。此外，由于温度检测故障诊断技术、振动检测诊断技术、超声波无损检测技术的检测重点不尽相同，所以，为了实现分类存储，整合分析不同故障检测技术获取的煤矿机械设备故障检测数据，煤矿机械设备的管理和维修人员必须严格按照要求调取和分析温度信息、振动信息以及零部件信息，并以此为基础，根据设备运行状态发出设备运行故障预警信息，确保工作人员可以及时准确地发现和定位故障发生部位，促进了煤矿机械设备井下开采安全性的有效提升。

3故障诊断技术在煤矿机械设备中的具体应用

3．1初步诊断

工作人员在进行煤矿机械设备故障现场诊断时，主要是从信号检测、处理、识别、预测等几方面着手。如果经过检测发现煤矿机械设备出现了异常信号，则应该根据现场实际情况选择温度、噪声、振动等信号诊断和识别设备故障，然后根据不同信号，检测发生问题的部位，最后根据设备发生故障的类型采取相应的解决措施［4］。

3．2在高压异步电动机中的应用

高压异步电动机是煤矿生产中的重要设备之一，如果高压异步电动机在运行过程中出现绝缘老化等问题，必然会对煤矿开采工作产生严重的影响。随着科学技术的不断发展和进步，有关高压异步电动机故障诊断的方法也越来越多。比如，高压感应电动机发生故障后，电动机接头会出现放电现象，此时，工作人员可以通过放电现象检查高压异步电动机是否发生了故障。这种诊断方法不仅方便快捷，而且提高了高压异步电动机诊断维护的效率，为煤矿开采工作的安全高效进行提供了安全保障。另外，由于供电系统属于信息系统的一种，一旦供电系统发生故障，必然会对煤矿机械设备运行的稳定性与安全性产生严重的影响。所以，工作人员应该根据实时监控系统监测的数据信息，制定煤矿机械设备故障诊断监控预警机制，才能及时发现和解决供电系统运行过程中存在的故障隐患。

3．3做好监控系统的数据传输

煤矿监控系统是确保煤矿机械设备运行数据传输高效、安全的关键。工业以太网技术作为一项先进的技术，因为具有应用方便、节省通信设备费用、减轻系统维护工作量等优点，促进了煤矿机械设备监控系统运行安全性与可靠性的提升。借助工业以太网传送监控系统数据，设备管理人员不仅可以及时准确地了解井下开采的实际情况，而且最大限度地降低了各种危险隐患发生的概率，提高了煤矿井下开采的安全性与稳定性。

3．4选择合适的煤矿监控系统

智能采集器在煤矿开采中的推广和应用，要求工作人员必须根据煤矿机械设备运行特点，选择符合要求的煤矿监控系统智能采集器，才能实现实时远程监控煤矿机械设备运行状态的目的。

4结语

总之，随着我国进入深化能源体制改革的关键时期，煤矿机械设备运行环境的复杂程度在加大，煤矿机械设备对井下安全开采工作产生的影响也越来越大。所以，工作人员必须充分发挥先进煤矿机械设备故障诊断技术的优势，加大煤矿机械设备故障诊断的力度，才能及时发现和解决煤矿机械设备存在的安全隐患。

参考文献:

［1］许磊．机械设备故障诊断与维修技术在煤矿中的应用［J］．西部探矿工程，2020，32(01):124－125+127．

［2］郭慧慧．故障诊断技术在煤矿机械设备中的应用研究［J］．科技经济导刊，2019，27(36):42－43．

［3］张翔．在煤矿机械设备中故障诊断技术的应用初探［J］．科学技术创新，2019(31):155－156．

［4］马海林．故障诊断技术在煤矿机电设备中的应用分析［J］．河南科技，2019(23):73－75．

作者：吴怡 单位：神华包头能源有限责任公司