綜采機械設備故障診斷技術研究

張凱輝

（同煤浙能麻家梁煤業有限責任公司，山西朔州036000）

引言

煤炭作為我國能源結構的主體，一直是我國能源體系建設的重點領域，特別是伴隨著現代機械水平的不斷提升，井下煤炭生產的機械化程度顯著提升。綜采開采成為煤炭開采的主要形式，為煤礦高效生產和我國現代化建設具有積極的推動力。但由于井下作業環境的復雜性與惡劣性，綜采機在實際使用中也時常發生各類故障，因此要積極探索綜采設備的故障診斷技術，為設備的正常運行和礦井經濟效益的最大化提供保障。

1 綜采設備故障診斷概述

1.1 綜采設備故障產生原因及診斷原理

綜采機械的設備故障是由于綜采裝置內的個別零部件損傷，導致設備整體的機械功能無法有效發揮，進而影響井下生產的現象。通常而言，針對綜采機械設備進行故障診斷常用的技術手段主要是借助遙感技術、計算機技術、信息技術等構建性能良好的故障檢測網絡，通過對設備運行的有效實施監測，實現對設備運行狀況的實時了解，并能對其中的異常數據開展針對分析，為故障隱患的確定和排查提供指導[1]。

1.2 故障診斷特征

綜采機械設備的故障診斷具備兩大特征：第一是故障診斷目的明確，為確保綜采設備的連續運轉，其故障診斷必須確保故障位置及原因的快速確定，進而采取針對性措施實現故障的有效排除；第二是綜采機械設備的故障診斷有著良好的實踐性。鑒于井下生產作業環境的惡劣性，導致設備故障的原因同周邊環境息息相關，因此在故障診斷過程中，應當結合所處環境進行分析，從而提升故障診斷的準確度。

2 綜采機械設備故障診斷流程

對井下綜采機械設備的故障診斷時第一步應當對設備的檔期運行狀態進行檢測，借由構建的運行實時監測系統，及時分析設備運行中產生的異常數據，并生成相應的檢測報告；第二步是對報告中的數據進行特征提取，即根據相關數據的分析，挖掘其中能夠表明設備故障的特征信息，實現對故障的有效分辨，避免產生誤判；第三步則是針對故障設備開展再次的診斷分析，結合此前的設備故障數據信息，輔助其他測試手段，對故障發生的位置加以確定；第四步是開展故障診斷的決策，結合所確定的輔助類型、原因及所處位置，設計相應的故障排除措施，為設備的繼續運行提供保障。圖1所示即為綜采機械設備故障診斷流程示意圖[2-3]。

圖1 綜采機械設備故障診斷流程示意圖

3 綜采機械設備故障診斷與維修

3.1 液壓支架的故障診斷

對于礦井生產的綜采機械設備而言，液壓支架是保障生產安全的關鍵所在，其工作狀態的優劣直接影響著整個回采面作業的順利開展。在液壓支架的使用中，其產生的故障種類十分繁多，故障誘因也多種多樣。但根據對以往液壓支架故障類型的匯總分析可知，液壓支架故障的出現超過九成是由于漏液引起，而其他機型原因引起的故障占比不超過一成。井下生產過程中，技術人員均是通過液壓泵運行聲音來判定是否存在漏液現象，當液壓泵不存在管道破損現象時，其工作卸壓的頻率會保持平穩，而當管道存在破損時，則液壓泵便會由于長期得不到卸壓而出現異常的響動，同時泵站壓力輸出數值降低。對于這種情況，技術人員借由監測系統確定故障支架，然后通過支架工的聽、看、感知相結合的方法，對破損的液壓管加以確定[4-5]。

3.2 采煤機故障診斷

采煤機作為井下煤炭生產的核心動力設備，是進行煤炭生產的必需品之一。但由于井下環境的復雜多變和周邊工作環境的惡劣性，使得采煤機運行時往往故障頻發，因此采取針對性的措施提升采煤機故障診斷的準確率對于確保生產的有效開展意義重大。采煤機故障診斷常規方法多為通過聽聲、觀察、觸摸及參數分析等手段綜合開展。一旦采煤機出現故障，可以先通過聲音判斷，確定采煤機真實的工作狀態，然后借由手來感受其振動狀況與溫度變化，并對液壓系統運行情況進行觀測，基于此對采煤機具體故障情況進行準確判定[6]。

3.3 轉載機與破碎機故障診斷

轉載機一直是綜采機械設備的重要構成要素，其故障多發區域為減速器，應當針對性探究轉載機減速器的故障診斷手段。減速器故障主要可分為三種情況：一是由于機械磨損而引起的齒輪故障；二是內部串油與漏油問題，多發生在減速器轉軸上；三是軸承故障。這些故障的診斷可依據采煤機故障診斷的方式開展檢測。

破碎機故障的產生原因種類多樣，但從整體分析可依據振動頻率將其劃分為：轉子不平衡現象、軸系不對稱現象、內部零件松動、軸承偏心等。對此類故障的診斷，應當依托于破碎機運行的獨有特性，通過對其以往運行資料的總結分析，了解不同故障誘因，進而針對性的開展逐一的排查，確定真正的故障類型[7]。

4 結語

綜采機械設備是煤炭生產高效開展的關鍵基礎，確保其故障的有效診斷與排除，對于保證煤炭生產的連續安全意義重大。因此，礦井管理者必須充分結合實際情況，針對不同的綜采機械設備類型，制定相應的故障診斷技術體系，確保各類故障出現后能及時高效地予以處理，為礦井的長久可持續發展和經濟效益的顯著提升提供保障。

[1]王東新.綜采工作面設備故障分析和診斷[J].現代商貿工業，2010（11）：336-337.

[2]雷志鵬，宋建成.綜采工作面輸送設備工況實時監測及故障診斷系統的設計[J].工礦自動化，2010（7）：1-5.

[3]張培軍.故障診斷技術對綜采機電維修的相關研究[J].科技信息，2012（15）：149.

[4]李建華，雷志鵬，李艷偉.綜采工作面“三機”狀態監測及故障診斷系統開發[J].中國煤炭，2012（9）：67-71.

[5]劉靜坤.綜采設備常見故障診斷技術[J].中國新技術新產品，2012（20）：136.

[6]孟艷森.關于綜采機電故障診斷技術的探討[J].科技創新與應用，2012（27）：71.

[7]陳彥青.綜采機電維修的故障診斷技術[J].機電工程技術，2016（10）：69-71.