煤礦機電設備故障診斷與維修技術

孫超

內蒙古昊盛煤業有限公司 內蒙古 鄂爾多斯 017212

引言

對于我國來說，煤炭是非常重要的能源，它的開采過程受到了社會的關注，而為了提高開采量，國家也投入了大量的機械設備，但這些設備都屬于消耗品，它的使用年限會受到工作環境的較大影響，如果這些設備的安全性得不到有效保證，就會在長時間工作中出現不同類型的故障。為此，相關人員就要定期對這些設備展開診斷和維修，既而為煤礦開采提供有利條件。

1 煤礦機電設備故障診斷與維修的意義

在煤礦挖掘和生產中，對機電設備的依賴性是很強的，這就讓機電設備故障診斷與維修工作顯得格外重要。而我國是從20世紀末開始把機電設備故障診斷技術運用到煤礦行業中，但當時我國還沒有自行生產機電設備的能力，加上社會對煤礦的需求過大，就迫使我國不得不從國外引進故障診斷設備。到21世紀初，我國煤礦機電設備故障診斷設備和技術逐漸趨于成熟化，開始自主研發新的技術，既而承擔起整個設備故障診斷責任，這就大幅度提升了煤礦的生產效率和總量。由此可見，煤礦機電設備故障診斷與維修對自身運行和行業發展都有著一定的現實意義。

2 煤礦機電設備常見的故障類型及原因

2.1 煤礦機電設備常見的故障類型

從目前已經發生過的煤礦機電設備故障來看，主要有以下幾種類型。①損壞型故障：機電設備在煤礦工作中出現了開裂、斷裂、變形等情況。②退化型故障：機電設備在長時間使用后出現老化、磨損嚴重、變質等。③松脫型故障：機電設備的零部件出現松動、脫落等。④失調型故障：機電設備的壓力過高或過低而產生的行程失調故障。⑤堵塞型故障：機械設備出現了滲油、漏水等。⑥衰退和失效型故障：機電設備的功能和性能出現失效或衰退等故障。

2.2 設備故障的原因

之所以對煤礦機電設備故障進行分析，其一是為了更好地辨別故障的性質和產生的原因；其二是為了搞清楚故障的機理，然后找到改進的方法，進而避免機電設備在后期使用中出現重復故障。一般情況下，在診斷機電設備故障時，可以從已出現的情況入手，然后根據設備剝繭抽絲地找出引發故障的原因。但從實際情況來看，由于現場條件的限制，使得我們所觀察到的情況和檢測出來的故障都過于系統化，比如機電設備中的離心泵突然不會吸水了或填料過熱等，對于這類現象的檢測結果就會歸類于設備的某個零部件出現了問題。而目前導致機電設備出現故障的原因有以下幾點：①煤礦機電設備結構不合理，使得自身在運行過程中出現了故障；②機電設備安裝人員的業務能力和水平不夠，由于安裝的不合理而導致設備無法正常運行；③設備操作人員的失誤而引發的運行故障。但不管是何種原因導致，不同的機電設備所引發的故障模式也會有著較大的差異，這就需要詳細分析故障原因，進而從根本上遏制故障的發生。

3 煤礦機電設備故障的診斷維修技術

3.1 對應故障記錄診斷

所謂對應故障記錄診斷其實就是用煤礦機電設備理論來映射出較為明顯的故障，然后對故障周圍的一些零部件展開相應的測試，進而來確定故障的具體范圍和引發故障發生的主要因素。這項技術是目前我國煤礦企業使用最頻繁的一種，通過這項技術所檢測出來的故障，需要相關人員對其原因和位置記錄在冊，避免在今后遇到同類故障問題時可以立刻進行解決。此外，維修人員也能根據這個手冊和經驗來快速確定故障位置及原因，這對提高他們的工作效率和質量是非常有利的。例如：煤礦機電設備中的變頻器是最重要的部分，它是由控制系統、射頻和風冷組件組成，對于這類部件，若在使用中出現任何的故障，相關人員可以遠距離進行操控，從而在實現報停和檢索的基礎上，有效提高故障維修效率。

3.2 人工神經網絡診斷

科學的進步讓現在的煤礦行業在工作中越來越人工智能化，而現在最熱門的技術就是人工神經網絡診斷技術，它主要運用在煤礦機電設備的日常故障診斷與維修中，該技術對我國煤礦行業的發展起到了一定的推動作用。與此同時，人工神經網絡診斷技術還能對一些較為復雜的非線性映射關系進行有效處理，使得維修人員能夠弄清故障的原因，進而幫助他們更快找到故障位置。可見，把該項技術運用在煤礦機電設備診斷與維修中，不僅能提高診斷效率和縮短診斷時間，還能讓生產效率得到進一步提升[1]。

3.3 智能化診斷檢測

智能化診斷檢測其實就是把人腦所思考出來的過程和結果進行模擬，把它運用在煤礦機電故障診中，就是為了篩選出其中的有效信息，然后對這些信息進行確認、分析和處理，再把它與專家系統的診斷方式作比較，從而讓整個機電設備故障的處理方式更加完善。而專家系統就是真切地去模擬人的工作和思維方式，隨著煤礦機電設備趨于智能化發展方向，把它與專家診斷經驗有效結合不僅能搜集到準確的故障信息，還能給出可靠的診斷結果。與此同時，該技術還能對機電設備中較為隱蔽和復雜的信息進行診斷，例如：鋼絲繩芯輸送帶無損探傷儀是我國自主研發的產品，它是由電磁感應所組成的，一般是通過線圈切割磁力線來產生相應的電壓和電流，并具備實時監控地面、井下的不同鋼絲繩芯輸送帶和無損探傷等功能，在檢測時無須停車就能對其展開精準判斷和智能分析，這在一定程度上提高了機電設備的診斷與維修效率。

例如，當前建立在PLC自動控制系統的基礎上增加專家系統，便可以實現煤礦機電設備自身運行體系的智能檢測。綜合整體的系統結構來講，涉及了遙感裝置，能夠獲取信息中心；自動控制器可以將獲取到的信息轉化成具體信號，經過網絡傳輸之后傳遞到核心控制器中；與前期輸入的標準參數進行對比，能夠有效診斷設備運行體系中存在的故障問題，并且在出現故障時，通過報警系統進行聯動，發出警報，在人機交互界面上也能夠快速定位故障發生的位置。

3.4 儀器診斷

通常情況下，由工作人員用儀器采集煤礦機電設備的溫度、轉速、壓強等數據，然后用計算機對這些信息進行歸納和總結，再用顯像設備將其呈現出來，從而讓診斷人員可以更快地確定機械設備發生故障的位置，這樣的過程就被稱為儀器診斷。在使用這項技術時，檢測人員根本不需要直接接觸機電設備，只需攜帶功能齊全的診斷儀器即可，而我國最常用的儀器診斷技術有通用型、專用型以及綜合型診斷技術，選擇何種技術就要根據機電設備的實際情況來判定。例如：通信系統它能在很遠的距離傳遞信號，將這樣的系統運用在機電設備故障診斷中，除了能對故障進行報修外，還能對其進行記錄。

但是通過儀器診斷需要注意的是，檢測儀器本身的性能必須要滿足實際需求，在日常運維過程中針對儀器本身也要進行階段性的維護和檢查，確保檢測儀器自身運行狀態穩定，且能夠有效得出想要檢查的結果，這樣才可以進一步提升檢測的精準性。

3.5 溫度和壓力診斷

在現在的煤礦機電設備故障診斷與維修過程中，傳感器是非常實用的一種，它能實時且準確地將故障檢測出來，而溫度和壓力診斷技術就是其中的一種，該技術可以大量收集機電設備零部件的壓力、軸承、齒輪、溫度等數據，在收集的同時還能對這些數據作出判斷和分析，從而確定機電設備的故障類型和原因，以便于維修人員及時采取補救措施。

4 提高煤礦機電設備故障維修技術的方法

4.1 不斷完善工作方案

從目前來看，煤礦機電設備的運行量非常大，它在運行過程中可能會遇到很多因為設備設計不合理而引起的各種問題。因此，為了從根本上減少或禁止這類問題所帶來的經濟損失，就要詳細規劃機電設備的籌劃階段。①在機電設備中采取標準、程式化設計，將設備中的所有零部件全部放入到設計中，這既能促進機電設備的進步，又能減少后期的運行和維修成本。在裝配結束后，就要對其進行標準化改進，使得它能變成與每個生產車間開采相契合的設備，這樣就算遇到任何的故障也能快速啟動維修程序。②對所有的煤礦機電設備展開精簡化處理，比如剔除一些不必要的裝置或增加有必要的組件等[2]。

4.2 重視故障數據收集和整理

如果煤礦開采的總量不斷擴大，那么它遇到的故障就會越多，相關人員就要詳細記錄這些診斷和維修信息，并把所有的資料當作經驗進行累積，以便于后期能夠予以借鑒。與此同時，還可以根據這些故障信息建立一個故障監測電子系統，讓機電設備得到系統的實時監控，這樣一來，一旦發現設備故障，維修人員就能更快地去診斷和處理這些故障，然后把新的設備數據錄入到這個系統中，這對更新和升級系統有著莫大的幫助。

4.3 加強設備日常維護

煤礦機電設備的日常維護、檢修以及保護是最重要的環節，因為機電設備在長時間的作業中會產生較大的磨損，若沒有及時給予關注，必然會讓小問題變成大事故。因此，企業就要制定與設備維護相關的制度，然后指定相關人員定期進行檢修和維護，當發現較小的問題時，要認真查出其原因，并立即進行解決和改善，再根據故障的層級及時上報，這樣才能避免機電設備出現任何的故障。此外，企業還要定期對設備進行更新，使得設備能夠滿足不同生產的實際需求。

4.4 加大資金投入力度，實現設備自動化

科技時代的到來，讓各行業也把一些先進技術運用到本行業的生產中，而對于煤礦企業來說，就要加大對機電新設備的資金投入力度，從而實現機電設備的自動與智能化。此外，在社會經濟發展中，煤礦行業作為經濟的重要組成部分，它們除了要具備一定的責任心外，還要把節能減排、低碳環保和綠色生產理念滲透在煤礦生產中，這樣才能為社會走向綠色環保可持續發展道路提供有利條件[3]。

4.5 提高從業人員專業水平

在煤礦機電設備故障診斷與維修中，不能只單純地依靠專業的維修人員，還要得到一線操作人員的支持。因此，企業應當對所有參與到工作中的人員展開專業的崗前培訓，讓他們能夠學習先進設備的操作技術，定期對他們的職業素質展開考核。同時，還要清查關鍵崗位和機組人員的證書是否齊全，然后制定一系列的行規，讓所有人員嚴格執行，并由專業人員進行把關，以便讓從業人員的操作更加規范。

5 結束語

根據以上相關闡述和分析，為了讓我國煤礦機電設備故障診斷與維修技術趨于完善，煤礦企業就要冷靜應對不同的挑戰，并采取有效的措施，如不斷完善工作方案、重視故障數據收集和整理、加強設備日常維護、加大資金投入力度，實現設備自動化、提高從業人員專業水平等，只有這樣，才能在快速排出故障的同時，減少安全事故的發生概率。