淺談礦山機電檢測技術

摘 要：文章在對礦山機電設備故障檢測技術的定義和特點進行了分析。

關鍵詞：礦山機電設備；檢測

中圖分類號：TD40；TD60 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2013） 20-0000-01

現階段，我國大多數的礦山設備所采用的維修方法以及設施，通常應用計劃經濟體制模式，和國外發達的國家相比，差異較大，其中部分模式已無法適應當前市場經濟的需要。而在礦山機電設備維修應用故障檢測診斷技術，不僅結合我國的國情，還吸收了先進技術及經驗，有效提高礦山的生產管理水平，改變傳統的維修體制，以便適應當前市場經濟的體制。

一、提升機檢測技術

礦井開采以及實際運輸過程中，提升機為鐵礦石、巖石、材料以及人員等提供了輸送系統。提升機的安全和可靠對礦山的實際生產產生了深遠的影響。提升機有兩種故障類型：“硬故障”和“軟故障”兩種類型。硬故障是由于特定參數超過限制而導致的故障類型，這種故障可根據保護裝置進行調整和解決。而軟故障則需要更多實際狀況參數，同時仍需要對收集到數據的處理才能診斷。礦井中雙滾筒單繩殘繞式容易產生松繩現象，將對生產的運行和生產安全產生極大的危害。對提升機的故障，可通過一種簡單而實用松繩檢測裝置，這種裝置由單片機以及霍爾傳感器組成，其檢測的原理在于，在提升機的天輪在一側安裝一圈小磁鋼，同時在恰當的位置安裝上霍爾傳感器檢測天輪兩邊的轉速，在提升機正常運行過程中，天輪的轉速是相同的，那么所安裝的兩個霍爾傳感器所輸出的技術脈沖的數值基本上保持一致。而檢測裝置中的單片機計算值的行程之間的差距幾乎為零。當鋼絲繩存在松繩現象時，兩個天輪的之間行程之間并不相同，致使相應的檢測裝置能計算出兩個天輪之間的差別。當行程之間的差達到一定的數值時，報警裝置將發出報警的信號，而當行程差達到保護值時，相應的檢測系統將發出控制的信號，使正在運行中的提升機及時剎車，從而能保護提升機的運行。

二、采煤機檢測技術

交流電牽引采煤機在礦井的開采中得到了廣泛的應用，然而國內的采煤機與國外相比具有相當的差距，不僅檢測的范圍不全面，檢測的參數較少外，基本上無法對采煤機的檢測故障進行判斷。為了有效改變當前國內采煤機檢測水平較低且無系統化故障檢測診斷功能。可在當前的煤礦開采系統中可采用電牽引采煤機工況檢測及故障診斷技術。通過采用這個系統，能實現對采煤機的工作狀況和故障診斷，通過將診斷的單元嵌入微型計算機，同時采用了Window操作系統。這個檢測單元能與采煤機結合起來，建立點對點的通信方式。一旦故障診斷單元檢測，診斷出設備存在的故障，并將其顯示在屏幕上，同時向檢測的控制中心發出了故障信號，由控制中心進行操作控制。系統具有的故障顯示功能，能顯示采煤機工況檢測參數、實際的操作和運行狀況的報警顯示以及故障的診斷結果等，同時還具有左右搖臂檢測單元、機身外圍的檢測單元以及高壓控制箱單元等三個主要單元。該采煤機的通過變頻器通信單元，通過相應參數的輸入，對輸送機進行溫度、過壓、欠壓、過流和過載等多種形式的保護功能等。通信單元將信號傳送到故障檢測和診斷中心，通過檢測中心進行控制和管理。

三、故障診斷技術在煤礦機電設備中的應用

（一）礦井提升機檢測與故障診斷

提升機是礦井生產、運輸的基礎設備之一，在礦山生產中的地位及其重要，它擔負著提升原煤、矸石，下放相關材料、升降人員等任務。提升機的運行是否安全，直接關系到的一個煤礦能否正常運作，關系到煤礦工作人員的生命安全，其重要性不容忽視。有學者提出礦井提升機故障有“軟故障”和“硬故障”之分。文章以下將對“軟故障”和“硬故障”進行定位分析。“軟故障”涉及到工況參數，實踐中需要對工況參數進行測量，對相關數據進行分析和處理才可以得出。“硬故障”是指由一些特定的參數超限表現的故障“，硬故障”的出現往往以“軟故障”為前提，從這一點定位來看，對“軟故障”的及時預診和定位檢修極為重要。由于該項基礎設備關系到礦山運作的安全，屬于重要基礎性設備之一，為了確保這一領域的安全性，我們國家許多科研機構和科研人員都進行了大量的研發工作，如中國礦業大學研制的KJ46型礦井提升機狀態監護系統、ASCC型全數字提升機控制系統等都包含了故障診斷技術的功能，取得了比較好的效果。

（二）采煤機工況檢測和故障診斷

與國外先進采煤機相比，國產采煤機的整機水平還是比較低的，與國外先進水平存在著極大差距。譬如檢測范圍狹窄、檢測參數滿足不了需要，對故障檢測的功能基本上是缺失的。為了從根本上改變國產采煤機檢測水平低的落后狀況，原煤炭部將“電牽引采煤機工況檢測及故障診斷系統”的研制列入了“九五”重點科技攻關計劃。該故障檢測診斷系統主要有：（1）左、右搖臂檢測單元；（2）機身外圍檢測單元；（3）高壓控制箱檢測單元；（4）變頻器通信單元；（5）工況檢測及故障診斷單元；（6）檢測152.4mm顯示單元。目前來看已經取得顯著的效果，在此領域獲得較大突破，有望徹底解決這一難題。

（三）通風機的檢測診斷技術

文章通過研究相關產品，發現目前用于通風機故障檢測診斷的產品寥寥無幾，比較典型裝置是江西煤炭工業研究所研制的KFCA型通風機集中檢測儀、煤炭科學總院重慶分院研制的FJZ型礦井主風機在線監測與故障診斷儀。其主要特點是：16位中央處理器、豐富高效的指令系統、四通道10位A/D轉換器、高速輸入/輸出接口、8個中斷源、兩個16位定時器、16位監視定時器和具有多用途的接口。由于通風機的檢測診斷技術在國內的研究較少，可以借鑒的東西不多，希望通過自己的研究可以起到拋磚引玉的作用，盡快促進該問題的解決。

（四）礦用高壓異步電動機的檢測及診斷技術

礦用高壓異步電動機在礦山生產中的地位也及其重要，一旦發生故障，不僅會給煤礦帶來較大的經濟損失，還會影響到煤礦正常的生產運營。現代信號處理技術和人工智能技術的出現和應用使得異步電動機的故障診斷變得較為得心應手，取得了較好的效果。通說認為異步電動機故障檢測與診斷方法主要有：（1）局部放電檢測；（2）電流高次諧波檢測；（3）磁通檢測。

參考文獻：

[1]趙永滿，梅衛江，吳疆.機械故障診斷技術發展及趨勢分析[J].機床與液壓，2009（10）.

[2]劉琦.礦山設備故障診斷技術的探討與應用[J].機械管理開發，2009（5）.