煤矿机械故障诊断和维修浅谈

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摘要：在开采煤矿资源的过程中，煤矿机械设备发挥着至关重要的作用，也是煤矿固定资产的关键组成。经济社会不断发展进步，对于煤矿资源的需求量越来越多，因此在开采煤矿的过程中，煤矿机械设备使用频率相对较高，导致发生故障的概率逐渐提升，甚至成为引发煤矿行业危险事故的重要原因之一。在煤产开采过程中，一旦出现煤矿机械设备故障，极易影响到开采的进度，削弱煤矿整体经济效益，甚至会威胁到煤矿机械生产人员的人身安全。由此，煤矿企业应该高度重视对机械故障的诊断与维修，合理分析其中存在的一些原因，采取针对性的维修模式，保证煤矿机械设备稳定运行。

关键词：煤矿机械；故障；诊断；维修

科技迅猛更迭，特别是在煤矿产业当中，机械设备的应用更加普遍。现阶段，处于机械化时代背景下，不同的行业、不同的领域、不同的工作中都对机械设备高标准要求，特别是煤矿机械设备的应用。考虑到大多数煤矿机械设备的应用环境以地下为主，周边环境相对嘈杂恶劣，容易出现一些低凹不平情况，对于机械设备的损耗相对较大，甚至会导致一些机械设备频频发生故障。这些问题将会埋下巨大的危险与隐患，制约着煤矿企业的长远发展。因此，煤矿行业应该加大对机械设备的有效研究与改革，创新机械设备的维修方法，确保机械设备能够准时投入使用当中。

1.煤矿机械设备的基本特征与使用现状

(1)煤矿机械设备的特征

根据煤矿生产的相关记录统计来看，露天煤矿占据总体煤矿总量的1/10，因此大多数煤矿开采的环境都是井下作业，由此导致了煤矿机械设备的养护和维修存在一定的难度。相较于传统型的农业机械设备而言，煤矿机械设备的特点更加显著。第一，煤矿开采通常处于阴暗的井下环境工作。如下图1所示。由于煤矿开采难度相对较大，机械设备必须要深入到一定程度的井下矿井中才能够工作。地下环境相对幽深，缺乏自然光线，煤矿开采的深度需要在一定的范围之内，照明条件相对较差。机械设备通常会在一些不明区域出现故障，维修相对困难，同时矿井周边存在一些煤灰等杂质，极易对人体造成伤害，比如一些有害气体、有毒液体等。在这种环境下工作，无论是煤矿工人还是机械设备都应该定期加强检查，否则容易引发各类安全问题和机械故障问题[1]。第二，机械设备工作时间相对较长。众所周知，开采煤矿资源的过程中，矿井工作不分昼夜，煤矿工人可以进行采取轮岗制休息，但是机械设备始终处于高强度工作状况下，要面临着高速运转，在震动、摩擦、冲击等外力下工作，如果缺少必要的维护与保养，极易出现机械故障问题。

(2)煤矿机械设备的使用情况

第一，煤矿机械设备使用水平相对偏低。科技的发展助推了煤矿企业开采设备与开采人员的更新。然而，纵观当前煤矿企业发展现状来说，对于机械化设备的使用率相对较低，考虑到一些煤矿企业缺乏足够的资金实力，现代化生产设备意识薄弱，开采技术相对落后，严重影响了煤矿开采设备的使用率。一些矿产企业仍然在运用低效率的煤矿机械设备，无法保证煤矿的开采精度与总体效率。虽然一些企业购进了一大批技术含量较高的现代化煤矿机械设备，但是由于技术人员存在能力和思想上的短板，在实际应用机械设备的过程中仍然存在着障碍，由此导致煤矿机械设备整体使用效率较低，亟待加强改革促进煤矿机械设备的使用[2]。第二，煤矿机械生产的能力有待进一步提升。当前，从煤矿生产研究的情况来说，开发使用设备的频率相对较低。因此，亟待创新煤矿机械设备的使用，引进更先进的煤矿生产思想，特别是在开发引进新机器的过程中，应该多研习一些新型的生产设备，加快核心技术的研发。我国煤矿生产行业正在不断向发达国家进军，同时学习先进的发达国家技术理念，国家增加了资金储备，技术储备，人员储备力量等，为促进煤矿机械生产做出了巨大的努力。因此，就总体生产而言，我国煤矿机械设备的生产研究仍然有待优化提升，若想实现国际化生产路线，还有很长的路要走。

2.分析煤矿机械设备产生的故障种类

在煤矿的实际开采生产过程中，会消耗更多的成本、人工劳动力、生产工具、机械设备等。时间一长，煤矿机械设备的使用消耗相对较大，所以也会产生一定的自然破损，引发机械故障。在不同的环境条件下，煤矿机械设备所发生的故障损害程度、故障的层次、故障发生的原因等都有一定的差异性。所以，对于煤矿机械设备的故障应该结合不同的原因及程度进行有效分类。

(1)根据机械设备产生故障的原因进行分类

煤矿机械设备按照不同的原因，导致的故障大体分为这几种类型：一是机械设备损坏发生故障。主要因素在于，一些机械的零部件出现断裂、压痕、腐蚀、锈蚀、变形等情况导致故障发生。二是设备退化发生故障。原因在于，一些煤矿机械设备由于人工操作不正确，导致异常磨损，一些零部件出现过度老化甚至发生脱落的危险。三是失调型故障。原因在于一些机械设备压力过大或过小，难以控制好压力的大小导致故障发生。四是松脱型故障，原因在于机械设备的一些零部件由于没有及时检查和维修，导致脱落、松动的情况出现故障。五是功能失效，产生故障。一些机械设备在实际工作生产过程中，由于机械堵塞，严重渗漏等不良情况导致机械设备功能没法正常工作[3]。

(2)根据机械故障发生的程度进行分类

如果按照煤矿机械设备发生故障的严重程度不同，按照不同的时间节点所产生的损耗故障分类。展开来说，几种故障的特征如下：一是设备早期故障大多在机械设备的磨合使用期，由于机械设备在生产和设计时存在一定的不足，一旦操作不当便会产生故障。二是偶发性故障。在机械设备已经使用过一段时间之后，并且能够稳定工作。但是可能发生偶然故障，导致损失相对较大。这种故障发生率属于偶然现象，也是正常预测范围内发生。第三，高频使用导致耗费故障。这些设备使用时间相对较长，将会发生程度较高的故障，由此导致机械设备逐渐进入尾声阶段，加速机械设备各个部件的老化和磨损。煤矿企业应该高度注意，否则可能会威胁到个人的人身安全。

3.煤矿机械故障诊断技术的应用策略

(1)对早期的机械故障采取超声无损检测技术

在对煤矿机械设备开展检测工作中，运用无损检测技术能够在不损害设备的情况下，保证检测结果的精准性。所谓无损检测技术，主要按照超声波检测的方式从各个方位对煤矿机械设备的磨损以及产生故障的原因进行检验，并且从检测出来的各项专业数据，结合装置的物理设备，了解到机械设备在工作中的实际运行情况，并加强数据监测超声波检测出的波段数据。煤矿机械人员利用一些专业化的设备手段，对比数据完成对煤矿机械设备的整体检测。一旦出现故障，会按照检测出的原因采取针对方法进行维修解决[4]。

(2)对偶发性故障采取红外温度诊断技术检测

当煤矿机械设备发生故障时，利用红外温度诊断技术，主要是对机械处于正常状态下温度变化的情况来进行诊断。由于地下环境相对复杂，机械设备产生故障的时候会发生不正常运转与路线偏移的状况，结合红外温度记录测量的结果判断出故障的发生原因以及损坏程度。采用温度检测器、红外温度检测装置等都会检测出不正常的温差，判断机械设备是否属于正常的工作状态。同时，利用这种技术也能够准确定位机械设备故障的具体位置，便于在日后维修过程中加强诊断，采取合理的维修策略，如图2所示。(3)对高频故障采取震动检测技术法检测对于机械设备的检测，采取物理手段，既要检测到设备的实际温度，同时可以检测机械设备的震动幅度。在机械设备运行正常时的震动信号有一定的标准，所以煤矿机械人员可以通过震动检测器来对设备的震动频率加以监测，如果机械设备出现故障，震动的频率会出现巨大的波动。借助于震动检测器可以了解到煤矿机械设备发生的故障，并加强维修和检测工作，同时利用检测技术也能够对煤矿机械设备故障区域精准判定，减少后期的维修成本和维修时间。震动监测技术使用的方法相对简单，投入成本较少，因此对于技术人员的要求相对较低，在实际应用的过程中范围较广，可以直接应用到煤矿机械设备的检测制度当中。

(4)利用油液磨屑分析法

在运用煤矿机械设备的过程中，机械设备的齿轮在高频率摩擦的过程中会出现碎屑，一旦透过缝隙进入到润滑液中，便会影响到润滑液的成分，由此可以直接判断出机械设备的运行状况。所以，借助于现代油液分析技术，包括铁谱分析技术、光谱分析仪，对这些设备进行近距离的观测，可以结合颗粒的成份、具体大小、分工密度等情况，准确判断煤矿机械设备是否运行正常。一旦出现故障，也可以及时检测出来[5]。

4.煤矿机械设备故障维修的有效措施

(1)提前做好防范维修工作

根据以往无工作经验可以得知，煤矿机械设备的保护与维修应该提前主动做好防范预警，对于机械设备中出现的故障进行诊断与维修。由于一些机械设备在实际使用过程中，经常会发生温度高导致故障和磨损突然停止工作的情况。通过一些主动的策略，可以避免出现这种问题。为此，煤矿机械工作人员应该提前了解到设备的实际运行状况，通过检测设备与维修频率等，做好详细的记录，保证提升煤矿机械的整体性能，加强对煤矿机械设备的主动维修。如下图3所示。

(2)在使用过程中加强预防维修

煤矿设备运行过程中的维修与事前维修工作存在一定的共同点，主要是及时发现机械设备的运行状况，如果发现异常，应该加强对这些设备的养护，避免出现任何机械故障和事故。在日常的检测过程中，应该加强对机械设备性能的检测，如果机械性能出现损害，应该对机械的整体设备进行检查，消除故障的风险与隐患，保证在故障发生之前完成机械设备的整体检测与检验，做好预防工作[6]。

(3)加强对机械设备使用之后的维修

对于煤矿机械设备使用之后的维修是必须要进行的步骤。在经历一次大型煤矿资源的开采工作之后，这些设备往往会产生性能耗损和设备磨损的情况，只有对煤矿机械设备进行全面维修检查，才能够保证煤矿的设备正常使用。通过检查机械设备可能会受到的损伤以及故障，提前运用合理的方式来弥补机械设备中的种种不足。具体采用何种方式，应该结合现场设备的故障诊断与技术故障分析等，加强设备的维修，及时更换部件。这种方式与其他维修方式相比，可能会增加一定的时间成本，但是可以避免更大的经济损失与财产损失。然而，当前一些企业并未采取事后维修的方法，导致一些煤矿机械设备维护较难。所以，煤矿负责人应该从主观意识上改变，加强对维修工作的重视。

(4)煤矿机械设备的优化维修

在对煤矿机械设备进行改善维修的过程中，主要是优化煤矿机械设备的整体性能。考虑到煤矿机械设备在采买过程中，可能出现设计问题和隐性故障。为了保证煤矿机械设备能够正常投入生产使用，在采矿作业时应该加强对煤矿机械设备的改善，技术人员应该全面了解到煤矿机械设备的设计结构与具体功能，按照采矿的具体需求加以调整。通过二次改善，能够补齐煤矿机械设备中存在的短板，优化设备的整体性能，提高煤矿机械设备整体运作效率，促进煤矿企业经济效益的不断增长。优化维修技术在实际工作中成本相对较小，能够充分满足当前煤矿企业现代化的发展需求，因此应该值得进一步推广。5.结束语在煤矿企业的生产开采工作中，机械化设备的使用效率与运行质量直接影响着企业是否能够稳定发展。所以，煤矿企业应该高度重视对煤矿机械化设备的检测，一旦发现出现各类故障，应该加强检修，同时要详细了解故障出现的原因，加强总结，避免再次出现这样的错误。煤矿人员也应该按照一定期限对机械设备加强维护，保证机械化设备能够始终处于最佳的状态工作，为企业创造更大的经济效益和社会效益。煤矿机械化设备的工作人员应该提升检修能力，时刻关注机械设备的使用情况，为机械化设备保驾护航。

【参考文献】

[1]马润森.煤矿机械齿轮和轴承故障诊断及改进措施[J].能源与节能,2021(09):180-181.

[2]周明明.煤矿机械设备的运行维护和故障诊断技术[J].能源与节能,2021(06):112-113.

[3]柳启元.煤矿采掘机械液压系统故障及维护分析[J].能源与节能,2021(05):128-129.

[4]张继发.煤矿机械齿轮故障诊断研究[J].能源与节能,2019(11):29-30+35.

[5]牛金星.煤矿机械设备的故障诊断及维修技术探讨[J].能源与节能,2019(03):150-151+153.

[6]王新文.煤矿采掘机械液压系统故障分析及维护探究[J].能源与节能,2018(09):151-152+188.

作者:王伟发 单位:晋能控股煤业集团仓储供应分公司