煤礦井下皮帶機故障預警系統研究

姜金彪

（山西西山金城建筑有限公司， 山西 太原 030022 ）

隨著經濟的不斷發展，國家對煤炭能源的需求也就不斷增加。隨著礦井規模的增大，就對皮帶運輸機能否較好的運行提出較高的要求。井下煤礦皮帶運輸機就是利用摩擦驅動的方式，把物料運送到所需地方的機械設備，整個輸送流程能夠快速的實現煤場運輸。在實際的工作過程中，井下皮帶運輸機常常會發生故障，常見的有：電機啟功故障、噪音過大以及皮帶打滑等現象。因此，研究井下皮帶運輸機工作狀況，對提高設備可靠性具有十分重要的意義。本文主要對井下預警系統的構成以及診斷方法的研究，從而對皮帶運輸機的實時監測與診斷，快速響應，并解決存在的問題，其不僅能降低設備損耗，延長使用壽命， 而且還能提高運輸能力和煤礦安全。

1 井下皮帶機故障預警系統

煤礦井下的預警系統可以準確的對故障進行定位，而且還可以監控整個設備的生命周期。除此之外，井下預警系統能夠實時的監測皮帶運輸機運行狀況，一旦發生故障，可以快速的實現精確維修，從而有效的節省維修人員的時間和降低運行成本。預警系統的規模使用使得帶式輸送機的標準化、制度化以及安全化管理水平提高，同時大型帶式輸送機運行的穩定性和可靠性也得到提高。

皮帶機故障預警系統主要運用到井下煤礦運輸機設備的啟停檢測以及故障問題定性分析。目前，井下皮帶機的常見故障有以下幾種:1)噪音異常故障；2)皮帶跑偏故障；3)皮帶機撤料故障；4)斷帶及輸送帶打滑故障。傳統的井下皮帶運輸機檢測主要靠工人的經驗以及實際觀察到情況，受人為因素影響比較大。這樣檢測的結果可靠性比較低，直接影響皮帶運輸機的故障診斷。另外，對于振動情況的檢測主要運用離線式儀器，此設備只能進行簡單的振幅計量，不能準確的判斷設備故障的位置和程度。

皮帶機故障預警系統主要功能主要以下兩個：1）能夠對皮帶運輸機的實際運行狀況進行實時的動態監督，并且可以對設備故障進行準確的定位和診斷；2）對皮帶運輸機設備的運行信息進行共享。

井下運輸機設備主要由電機、減速器以及滾動軸承等組成，預警系統能夠實時采集溫度以及振動信號，快速定位設備中配合松動和裝配不當等問題。

2 井下皮帶機預警系統的構成

井下皮帶運輸機故障預警系統是由很多設備組成的，包括振動傳感器、溫度傳感器、主機服務器、設備分析儀等等。主機服務器可以起到巨大的作用，例如實現外部網絡與煤礦的監控網絡連接，從而可以進行遠程訪問，并且可以對皮帶運輸機的實際運行狀況進行充分的研究和了解；其次，對于振動傳感器和溫度傳感器來說，能夠對設備運行環節狀態信息進行一定收集；設備分析儀的作用，主要是對傳感器收集的數據信息進行充分的分析，并且能夠對設備的實際狀態進行判定。在運行的過程中，主機的服務器能夠對設備運行數據進行管理和存儲，除此之外，利用煤礦外部網絡，可以對遠程信息進行訪問，同時，網絡發布系統的作用主要統計信息的存儲、歷史曲線和統計信息查詢、年度報表的查詢等四個模塊。通過對設備運行和健康狀況進行分析、診斷，可以方便快捷的了解設備的 工作狀況。

井下皮帶機故障預警系統在監察的過程中，監察對象主要有三個，分別是驅動電機、減速機以及滾筒。對它們的運行狀況進行實時監察，并對其運行狀態和相關信息進行收集。除此之外，還可以利用設備振動分析儀、光端機以及主機的服務器實現信息的共享以及如下方面的功能。

1、對于受損壞的設備零部件，機器可以對其進行全方面的診斷，并且可以對故障信息進行一定的預測，通過對生命周期進行跟蹤，獲取足夠的數據信息，制定相關的診斷報表。

2、預警系統可以全程監控整個生命周期，并且能夠準確定位受損設備的故障。

3、在系統維護管理的過程中，預警系統可以為其奠定堅實的基礎，從很大程度上防止盲目系統設備維修問題的發生，有利于相關工作人員制定科學合理的解決方案，降低維修時間，減小維修成本，也可以有效防止意外停機問題的發生。

4、預警系統可以從很大程度上提升井下帶式輸送機的標準化水平，使其在使用的過程中更加具有安全性，與此同時，還可以提高煤礦井下帶式輸送機的維護管理水平以及提高大型帶式輸送機運行的穩定性和可靠性。

3 井下皮帶機預警系統診斷方法

目前，預警系統故障診斷技術的方法有多種，并且隨著信息技術的發展，診斷方式越來越多，以機械設備狀態信息物理特點為基礎和前提的方式，主要有以下幾種:

1、物理診斷方法。在煤礦井下進行作業時，皮帶會經常的發生故障，比如使用壽命盡頭以及設備變形扭曲的時候，就需要增加額外的裝置保證皮帶正常運行或者實時更換新的皮帶。目前，皮帶經常使用的維修方式有兩種。第一，加大調偏托輥。第二，添加預防跑偏的保護裝置。如果發生皮帶被運輸機卡住的問題，就可以立即停機解決問題，保證系統實時糾正。

2、聲學診斷方法。聲學診斷方法在具體的使用過程中，就是以聲音的諸多特征為依據，例如噪聲、超聲等等，對其進行準確的檢測，就能夠獲得聲音的聲強、聲壓等參數。

3、溫度診斷方法。所謂的溫度診斷方法，首先要挑選檢測目標，溫差、溫度場以及溫輻射都可以進行選擇，之后進行精確的測量，從而可以獲取溫度源溫度大小的參數。

4、強度診斷方法。強度的增加主要靠外加的裝置，例如調偏托輥，也可以運用預防跑偏裝置，一旦井下皮帶運輸機被機架卡住，就能夠在較短的時間內停機，并對卡住問題進行解決。除此之外，皮帶上裝有緊張裝置，可以對其的張緊力度進行一定程度的調節，保障皮帶機可以正常運行。

4 井下皮帶機預警系統應用效果

井下皮帶運輸機在使用的過程中，一些設備可能會被損壞，也有可能出現老化情況，這都會給井下皮帶運輸機的運行帶來較大影響。預警系統的應用效果主要有以下幾點。第一，可以檢測出不合格的設備，并且還可以對可能發生的故障問題進行事先預測，并對系統設備生命周期進行實時的動態監督，歸納總結所獲取的信息，從而制定出一份科學合理的診斷報表。第二，使用預警系統能夠對發生故障的設備進行精確定位，還可以對故障設備的生命周期進行監察。第三，可以從一定程度上促進后續維護管理工作的順利進行，保障故障設備可以進行有目的維修，同時也有利于相關維修人員編制修改計劃，減少維修環節所投入的資金。第四，可以從一定程度上提升井下皮帶機的使用壽命，提高安全性、穩定性等等。

5 結語

皮帶機是煤礦建設、生產中連續運輸設備。在煤礦井下生產中，皮帶運輸的優點主要有運輸能力大、運行阻力小、耗電量低，運行平穩，連續運行等，正是由于這些特點才使得煤礦的自動化快速實現。煤礦井下大型皮帶機故障預警系統能夠對設備故障原因進行充分的排查，也可以明確設備故障的嚴重程度，有助于進行應急控制和維修管理。通過預警系統的運用，可以在很大程度上節約設備維修費用，避免事故發生，從一定程度上提升了生產效率。掌握皮帶機預警系統調試和分析與處理，對于提高安全管理水平具有十分重要的意義，并且具有巨大的經濟效益和推廣前景。

[1]韓偉.煤礦井下皮帶機運行安全監測系統研究[J].能源與節能,2018(08):170-172.

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