淺談礦井機電設備的故障診斷工作

史景偉

摘要：礦井機電設備的維修在礦井工作中占據著重要的地位。文章闡述了礦井機電設備的故障診斷和維修，確保工作進度，提高工作質量，對同類工作具有良好的指導作用。

關鍵詞：礦井機電；故障監測；設備維修

中圖分類號：TD614 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）09-0090-02

當前，礦井的經營效益越來越受到機電設備的影響。而由于該類機電設備大多運行于惡劣的工作環境中，難免出現種種故障，影響正常工作進度。所以故障的診斷和機電設備維修工作具有重要的地位，注意防范于未然，確保設備在更長的時間內可靠工作。

1 礦井機電設備常見問題

1.1 供電系統

通常礦井深度在500m左右，深的可達1000多米，排水方式大部分是水平提升、接力式，導致供電網絡復雜，線路長，荷載大。若礦井較深，瓦斯等級大大增加，安全監測系統很多不合格，必須進行科學改造和完善，確保安全第一，防止事故發生。

1.2 排水系統

排水系統設備出現的常見問題包括設備老化，性能差，效率低等。由于資金、技術不足，泵房可靠性低，管網質量不夠，安保檢測裝置質量不達標。另外，有些礦井在各個水平均設置排水泵房，數量多，所以維修起來也麻煩，浪費資金，提高噸煤成本。

1.3 通風系統

由于礦井通風網絡長，故有很大的負壓，降低回風斷面，通風設備在不合理的狀態下運行。

1.4 提升系統

提升系統包括很多構件，其設備常見問題包括提升絞車設置保護不全；信號閉鎖、防過卷保護、超速保護、過負荷保護、欠電壓保護等部件陳舊老化；保護靈敏度低；絞車常用閘和保險閘的制動不規范；鋼絲繩和檢查不規范；插接裝置不合格等。

1.5 電瓶車和帶式輸送機

礦井電瓶車甩保護時聲光信號不完備，采用8號線替換快速充電插頭中的保險絲，出現多拉車問題，閘瓦及撒沙裝置不完備，剎車缺少制動裝置。不采用阻燃膠帶。其防滑保護、過載保護、煙霧報警、溫度、堆煤保護、自動灑水裝置、防跑偏、過流保護、過速保護、欠電壓保護等可靠性差，保護設置不全等。

1.6 機電備品不足

在設備陳舊老化的情況下，卻的不到及時的替換和補充，機電設備的正常維修、養護工作受到嚴重影響。

2 礦井機電設備故障診斷和維修類型

一般情況下，故障診斷主要是對機電設備的計劃性狀態檢修服務的，以提高工程質量。礦井機電設備檢修主要包括一下三種類型：

2.1 事后維修

事后維修是被動的對策，處在事故出現之后，通常沒有什么準備，所以檢修的結果一般不會非常理想。

2.2 計劃性定期維修

計劃性定期維修屬于強制性的，檢修手段一般比較簡便，檢修周期也是依據經驗進行總結的，一旦確定，一到時間就必須進行檢修工作而不論實際上需不需要，而故障出現具有一定的隨機性。并且該檢修手段也會造成過剩檢修的可能。

2.3 計劃性狀態檢修

當前，檢測設備和技術越來越先進和完善，記錄設備在線檢測和診斷數據以及故障的狀態，將所得到的資料和相關數據輸入計算機，通過相應的軟件進行處理和分析，對故障進行預測，制定出具體檢修、養護計劃和方案，防范于未然，提高設備使用壽命，確保工程順利進行。

3 礦井機電設備故障診斷技術

3.1 故障診斷依據

礦井機電設備故障診斷的依據主要是設備在運行中產生的各種物理和化學作用導致的能量、力、熱量的傳遞和改變信息，具體包括溫度、壓力、流量、電流、電壓、功率、轉速及效率等。這些信息的變動情況能夠在一定程度上體現設備的運行狀態。所謂機械診斷也就是根據此類信息的改變規律的實際情況進行比較分析，得到設備故障性質和位置的結論，有助于做出設備的維修決策，有利于彌補計劃維修無法克服的過度維修和失修的不足，將機械零件的利用率大大提高，并使設備維修及時，提高運行的可靠性。

3.2 信息采集

信息采集通常依靠聽、摸、視、聞，也可以采用不同種類的傳感器來測量設備的溫度、速度、加速度、位移、轉速、壓力、應力等指標，并將得到的能量、介質、力、熱、摩擦等各種物理和化學參數的變化信息傳遞出來，以此來判斷設備的運行狀態。

（1）直接觀察。現場常會采用該方法進行設備運行狀態的判斷，主要是依靠實際經驗。如溫度、聲音、振動情況等均能夠作為判斷的依據。若是機械損壞，通常表現出如松動、泄漏、磨損、變形、破損、席蝕、變色、有異物和動作失常等異常現象。有時候也需要借助一些儀器像滲透劑、磁粉、硬度計等進行設備的外觀檢測。

（2）性能檢測。對設備整體檢測的一個常用方法就是比較設備的輸入和輸出以及不同輸入時輸出量的變化規律。設備的輸入和輸出通常都存在一定的關系和變化規律，如果輸入不變，輸出比較低或者輸出不變，輸入需要增加，就說明設備效率下降。礦井設備整機性能可由下面的指標進行判斷：電流、電壓、功率、壓力、流量、溫度和速度等，而通過出煤量或運煤量有時也可得到測量效果。在整體性能測量時也需要對主要構件性能的重要指標如強度進行測定。

3.3 故障診斷具體措施

診斷機電設備故障有多種手段，檢測礦井設備，特別是采掘設備時，需要對其工作特點有著充分的了解，特別是有些設備工作環境較為惡劣，檢測儀器必須適應這些設備的要求，考慮到移動、沖擊、振動、粉塵、淋水、防爆要求和空間小難維護等因素的影響。診斷技術會受到主客觀條件的影響，需要根據診斷對象、診斷需要、檢測人員、檢測環境等情況進行選擇。例如我們常用的振動監測方法，如果應用于采煤機，由于一些特殊的干擾會降低其診斷的準確度。除了常用的振動監測和溫度診斷手段外，在診斷礦井機電設備的技術中，人們也越來越多地采用油磨屑分析法，取得良好的診斷效果。

（1）溫度診斷。溫度異常是一種“熱信號”，體現了機電設備的故障，構件通常若出現異常或損傷，一般在故障出現前溫度就已經先上升了。可利用溫度傳感器收集溫度的數據畫點連線，制成圖表，測量直線或圖表的變化規律來分析和預測機件的溫度改變趨勢，如通過對直線的斜率測量可推測未來某個時刻的溫度，并和該機件的最高允許值相比較，估計溫度的變化余量，在必要時拉響警報。

（2）振動監測。振動監測是一種常見的監測方法，服務于預測性維修工作。監測裝置主要分成簡易診斷儀和精密診斷系統。簡易診斷儀如便攜式測振儀，該儀器能夠放大傳感器測得的振動信號，將放大后的信號輸入示波器，得出波形的振幅的信號有效值。能夠對機件的振動情況進行了解。而精密診斷系統一般服務于設備的定期或在線檢測，主要過程是在磁帶記錄器記錄振動信號的變化情況或者經檢波器直接輸進顯示裝置及控制器，由計算機處理分析，得出分析結果判斷出現故障的位置以及故障的原因，以確定檢修對策。

（3）鐵譜監測。在進行礦井機電設備檢測中，鐵譜監測技術比較新穎，但由于其效果較好，故得到越來越廣泛的應用。其現有的儀器有旋轉式鐵譜儀、顆料定量儀等，已在煤礦中成功的應用。該監測手段的機理是：將磨屑浸入潤滑油中，通過一個強度和梯度均較高的磁場，鐵磁性磨屑會在磁力的作用下從油中分離開來，并在基片上按照磨屑體積大小依序分布，形成普片，便于觀察和分析。觀察一般采用鐵譜顯微鏡進行，而定量測定可采用光密度測量儀或電子顯微鏡進行，測定的類容主要包括：磨屑顆粒的體積和密度大小，通過這兩點對機件的磨損程度進行評價；磨屑顆粒的體積和形狀，通過這兩點對機件的故障類型以及起因進行評價；磨屑所含成分，主要來判斷產生磨屑的部位。

4 結語

在診斷礦井機電設備時，必須重視采用科學合理的監測技術手段，積極引進先進的監測儀器，連續監測設備的運行狀態，一旦發現有所異常，及時處理。此方法亦能判斷設備的可靠性。對故障的起因和一出現故障的部位以及故障出現的程度進行評價，并對故障的發展以及趨勢進行合理預測，有利于故障源的查找并指出處理措施，最大限度的減少故障的產生。

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