礦井提升機故障診斷技術探討

王鵬彬（淮南礦業集團張集煤礦，安徽 淮南 232174）

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礦井提升機故障診斷技術探討

王鵬彬
（淮南礦業集團張集煤礦，安徽 淮南 232174）

摘 要：雖然現階段我國大力提倡節能減排，但隨著城市化進程的加快，我國是一個人口大國，礦產資源的需求量也就隨之加大，礦產資源已經被應用到人們生活的各個領域，例如日常用電、取暖、等。各個行業的運轉也都依賴于礦產資源，隨著礦產資源的開采，勘探開采的難度逐漸增大，礦井提升機在礦產資源開采的過程中有著重要的作用，作為煤炭開采重要工具，我們要對礦井提升機的質量進行優化，對現階段的使用情況和故障頻發的原因進行分析，找到礦井提升機故障的解決方法，本文從礦井提升機故障的原因進行分析，提出了相應的故障解決方法供從業人員參考。

關鍵詞：礦井提升機；故障診斷；技術現狀

0. 前言

礦產的生產環境極為復雜，施工人員不得不進入這些不穩定的區域作業，不穩定區域的惡劣環境給專業人員作業帶來一定的困難，所以需要專項的設備保證人員、物資順利地往返于地面與礦井之中，礦井提升機正是實現運輸的主要工具，礦井提升機作為礦產開采中必不可少的工具之一，需要對其進行嚴格的控制，由此可見其可靠性與穩定性直接關系到參與礦井生產所有人員的生命財產安全，必須受到足夠的重視。

1. 礦井提升機使用現狀

礦產行業為了應對復雜的生產環境才有了礦井提升機的應用，因為礦井提升機的特殊性，所以幾乎沒有可以借鑒的生產經驗，在應用初期涌現了許多問題，隨著科學技術的進步，礦井提升機的設計和使用都實現了較大的突破，積累了豐富的經驗，也通過故障樹的方式組建了專家系統，對于一直以來阻礙礦井提升機產業發展的問題提出了相應的見解，傳統的礦產提升機故障診斷技術完全依賴于操作人員的語言描述，并且根據這些信息源來分析問題產生的原因，無法對故障的發生做出提前預知，因為操作人員的語言描述在一定程度上存在著誤差，這就會導致問題的嚴重程度無法劃分的問題，現代的礦井提升機故障診斷技術將機械自動化與人為主管因素相結合，通過故障樹分析法、信息融合、神經網絡、專家系統等方式讓故障的分析更加客觀合理，全面地參考多方數據也增加了結論的準確性，除此之外，在對于可能發生的故障方面也有著良好的預知，為工作人員的修補爭取了時間，作為礦井工作必不可少的一部分，只有充分保證故障檢測的準確性才能保證礦井提升機更好地為礦井生產服務。

現階段我國的礦井提升機技術與西方工業大國相比仍存在較大的差距，在德法等國家已經嘗試通過PLC對其電控系統進行重新設計，使其實現雙通道安全監控與回路，并積極結合多種可行性的監控手段，將其安全性能大幅度地提升，但我國仍延續使用繼電器和由電子元件組成的控制單元，雖有安全電路作為保障，但是由于構成復雜、生產環境惡劣等原因，故障的發生和監測仍存在一定的困難，需要積極地向發達國家尋求技術支持。

2. 礦井提升機故障的診斷技術

機械、電氣和液壓是現階段我國礦井提升系統的基本組成部分，根據對以往事故發生的總結分析，可以得出最常出現的故障的主要是以下兩個方面，例如斷繩事故、控制電源失壓以及過卷事故可以歸結為是電氣和機械兩方面的故障事故，礦井提升機事關礦井人員的生命財產安全，如果礦井提升機的故障沒有得到有效的控制，將對礦業的發展造成威脅，要從根本上總結礦井提升機故障的發生原因，并且根據故障的發生原因進行明確診斷，運用礦井提升機故障的診斷技術減少故障的發生頻率，礦井提升機故障的診斷內容主要是對礦井提升機工作系統的各個實施步驟進行排查，查找出與正常系統運行不相符合的內容，并對其發生的原因進行理論分析，找出發生故障的具體原因，并且將原因進行歸類總結。礦井提升機故障的發生原因主要有以下幾個方面：例如，人為操作不規范、外界環境的影響、設備元件自身問題、自動化的程序運行受阻等，將原因落實到這幾個方面，可以判定其與頂事件之間的相互關系，包括邏輯關系和關聯程度等。通過對故障的路徑進行分析，可以得出頂事件出現故障的概率，并根據概率準確的估計故障風險的發生率。電氣故障情況發生后，相關工作人員需要及時地對提升機的工作情況進行檢查，對提升機的實施工況參數和數據信息與提升機正常運行時的數據相比較，通過兩者之間的差異對比，即可對提升機的故障原因進行綜合的分析和評定，除此之外，還可以準確的確定故障發生的位置以便于相關工作人員及時的修補，以恢復電氣的供應，如果沒能及時地找出礦井提升機的故障原因，則電氣故障不能夠被及時解決，如果繼續運行下去，則會造成設備的某些運行參數發生改變，設備的運行數據與正常設備的運行參數之間存在差距，甚至可能超過設備設定參數的最大界限，這樣就會導致機械運行的故障，綜上所述，礦井提升機故障的發生并不是一蹴而就的發生而是由多個因素共同導致的，礦井提升機的故障如果不及時處理，則會實現連環性的危害，所以，在發生故障時必須進行及時準確的處理，這些危害會不斷地擴大最終導致整個機械系統的癱瘓。

3. 基于模糊理論的礦井提升機故障診斷辦法

隨著礦井提升機故障的頻發，對于現階段礦井提升機的研究越來越深入，對于礦井提升機的研究主要包括：基于小波變換的研究、基于人工智能的研究、基于RBF神經網絡的研究。這些研究內容相繼出現，并在各自的研究領悟上取得了一定成果，為礦井提升機的從業人員提供了參考，這些切實可行的方法也在一定程度上減少了礦井提升機故障的發生率。

人工智能的研究方法具體內容是在檢測的過程中引入高數的計算方法，這種計算方法整合了人工免疫模型和離散粒子群，根據計算的結果通過技術人員的分析可以找到故障發生的具體位置，以此可以及時迅速的解決故障，這種方法的特點是以數學計算為主要方式，以計算結果得出故障的發生位置，這種方法簡潔方便，不受外界環境因素的影響，同時不會對周圍環境產生影響，因此可以被廣泛應用于各種類型的礦井提升機之中。

通過小波變換來查找礦井提升機的故障應用的是將整體轉化為局部的方法，通過對系統的綜合分析將整個問題進行分解以便于解決，根據時間頻率的變化分析可以將信號的表現特征進行細化，因為信號對于不同的變化會做出相應的反應，所以可以據此得出故障的發生原因和位置，抓住信號的表現特征是這個方法的重點，除此之外，平移伸縮的運算使這種故障的查找方法更加精確，平移伸縮運算可以細化信號的頻率，可以察覺細微的頻率變化，以便于早期精確而及時的確定故障的發生位置，對于信號細微變化的監測，可以實時的分析出干擾信號的成分和干擾發生的原因，借此可以迅速控制故障的發生位置，有效地評估風險，規避風險。與人工智能的方法相比，這種方法能更加細微地反應出故障的發生原因，增加故障判斷的準確性，現階段，已經得到了業內人員的認可，并且被廣泛地應用于礦井提升機的故障檢測。

基于RBF神經網絡的研究是根據人工神經網絡的自身特點應用于監測故障中，人工神經網絡之所以能被應用于故障監測主要是由于人工神經網絡的自身特點，人工神經網絡有著強大的處理信息能力、適應變化能力、自身學習能力、容錯能力，人工智能網絡能夠直接地將這些特征輸入，在短時間內通過人工神經網絡可直接轉化為處理結果，這樣大大縮減了故障的分析時間，為故障的維修工作爭取了時間，除此之外，人工神經網絡還可以對礦井提升機的運行狀況進行實時的監督，適用于故障監測工作。

礦井提升機的自身結構復雜，且它的作業環境多在惡劣的地方，這些因素都不利于人工的探查故障的發生部位及故障的發生原因，在短時間內一般無法確定故障的模糊關系，對于分析得出的故障原因及位置的準確性還難以保證，這些都阻礙了礦井提升機故障的分析，上述的分析方法可以與專家系統相結合，這樣可以對故障樹的整體信息進行綜合分析，可以讓故障的判定有著充分的理論支持，這樣可以完善故障的判定的信息，可以提升模糊關系確定的可能性，故障樹的建立時間還比較短，故障樹的發展還處于不成熟的階段，對于故障的分析總結和信息錄入還不完整，無法根據以往經驗準確的判斷故障的類型，所以對于專家系統的應用我們還有很長的路要走。

結論

礦井提升機在礦業的發展中有著重要的應用，對于礦井提升機的研究一定程度上決定著礦業的發展，相關從業人員應該應用先進的科學技術方法，對礦井提升機的故障進行準確地分析，提升故障分析檢測的準確性和工作效率，減少故障的發生率，保證礦井提升機高效的運行，這樣不僅可以保證礦井工作人員的生命財產安全，也極大地促進了礦業的發展水平。

參考文獻

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中圖分類號：TD534

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