故障诊断技术在煤矿机械设备中的应用

冯全兴

摘要：随着人们生活水平的提高，对以煤炭为主的矿产资源的依赖性也越来越高。在如今的煤炭开采过程中，机械代替了人力，开采速度和开采质量得以不断提高。既减少了开采过程中人力资源的浪费，又提高了煤矿开采的安全性。然而，受到各方面因素的影响，煤矿开采设备在运行的过程中常常会出现各种故障。本文就采煤设备运行过程中的常见故障及故障诊断技术进行相关论述，以期给业界工作人员提供技术支持。

关键词：故障诊断；煤矿；机械设备；应用

引言：

截止2016年，我国煤炭消费占能源总消费的61.8%，我国年煤炭产量达50亿吨。直到2020年，煤炭在我国能源消费中依旧占据主导地位。整个社会的运转离不开煤炭资源的开发利用。只用运用现代化开采设备，不断提高煤炭开采效率，才能够满足人们对煤炭资源日益增长的需求。在开矿过程中，减少设备的故障率，及时检修是实现安全高效采矿的重要保障。

1 煤矿机械设备产生故障的原因

1.1机械本身存在的缺陷。

任何开采设备都必须由人来进行控制，齿轮磨损、皮带松动导致传动装置障碍；钻头磨损导致开采装置障碍等等。这些障碍是设备长时间运行所必然出现的结果。换言之这种故障是可以预知的，是由于机械本身的缺陷所导致的，这种设备本身存在的问题只能通过科技水平的提高才能实现从根本上消灭，从而延长机械的寿命。这种缺陷受到制作材料、制作工艺的影响。

1.2受到工作环境的影响

我国经济的发展对煤炭的需求量与日俱增。地表煤炭资源已经开采完毕。目前，我国煤矿大多位于地下，工人操作掘进机器，修建矿井、矿道，开采整个过程都在地下进行。受到地质结构、水文环境的影响，地下矿道内，大多十分阴冷潮湿，地下水容易渗透。各种机械在这种环境下工作极易造成零件生锈腐蚀、线路受潮等现象。机械设备出现短路、断路，甚至发生火灾。挖掘过程中，大量的灰尘和泥土会影响传动装置运行的流畅性。给设备运行带来严重的负担。

1.3人工维护的影响

在大型机械设备运行的过程中，对关键部位的日常保养和清洁是十分重要的。在大规模高强度的运行过程中，设备极易造成损伤。通过润滑油、机油等保养用料的添加，能够降低设备运行过程中的故障率，能有效消除设备过热等问题。

2 故障诊断技术的发展现状

2.1定义

所谓煤矿机械设备的故障诊断，就在设备运行过程中或待机的状态下，通过观察设备运行过程中的各种指标，检查发动机运行过程中是否存在异响，液压装置运行是否正常，转动装置运行的流畅性以及对整个设备的外机进行整体检查。通过对设备的检修和诊断，预防故障发生和对突发故障的早诊断、早维修，恢复设备的正常运转。

2.2诊断内容

对机械设备常见的故障有明确的分类，由故障的表现形式推导出产生故障的原因，明确出现问题的部位，寻找替代用品或维修方案。由表达里，追根溯源，从根本上解决问题。故障诊断是实现有效维修的第一步。对设备发生故障的类型，累及部位，只有力量传导有一个全面而细致的认识，才能及时的选择合理的维修方案。

2.3发展现状

故障诊断技术在实际操作过程中运用并不普遍。对常见故障的分类并不明确，缺乏健全的理论体系。另一方面，在设备运行过程中，所出现的故障多种多样，通常是某一部分的故障导致其他部位出现问题，这种复杂的表现形式给维修工作带来严重的干扰。诊断和维修人员分工不明确。为了精简人员，通常由维修人员负担起诊断和维修两方面的工作。这就导致对问题的诊断不够明确，不够细致。另一方面，设备生产厂家与煤矿开采部门缺乏技术对接。由于市场上开采设备的种类多种多样，每个厂家生产设备的参数和指标不同，这就给维修人员和诊断人员的工作带来了严重的负担。由于现代化煤矿开采技术成熟，机械化水平很高，机械设备已经代替了70%的人力，如此庞大的设备数量，实行诊断和维修分离，工地与厂家技术对接是十分重要的。

2.4机械设备存在一定的缺陷

上文中提到，我国的煤矿开采设备还不够先进。厂家与厂家之间的竞争带来了设备的进步，同时不同设备的参数不同，其维修和检测标准也不同。缺乏统一的标准是导致诊断困难的一大原因。煤炭开采过程中，所用到的设备种类众多，包括挖掘设备，运输设备、起重设备等等。设备的稳定运行直接决定了煤炭开采的质量与效率，设备的安全运行是对矿下工人人身安全的保障。

3 故障诊断技术及其应用

3.1监测诊断技术

（1）温度

通过对设备运行过程中温度的监测来反映其工作状态，例如钻头、变速箱、发动机、水箱等。对重要部位的温度监测，动态观察设备工作中，各项温度指标是否维持在正常的区间。如果出现发动机温度过高的问题，可以考虑是否是水箱的储水量不够，通过动态监测的手段降低设备运行过程中的小问题。

（2）异常声响

通过对异常声响进行判断。有经验的操作工人往往能够根据设备发出的声音还来判断设备故障所在。发动机异响、变速箱异响、液压装置异响等等。通过与正常设备运行发出的声音的对比，从而确定是哪一模块出现的问题。从异响发生的来源判断故障发生的部位。机械出现异响是设备故障的早期表现，通过早期对故障的排查，减少设备故障带来的损失，防止小故障变成大麻烦。所以在设备操作的过程中，应当对其发出的声音进行仔细辨认。

（3）异常震颤

尤其是掘进机和采煤机，如果在工作过程中发生机身的异常震动，说明可能遇到了难以破除的坚硬岩石或传动装置发生卡顿。通常情况下，传动系统的卡顿是造成设备异常抖动的主要原因。驾驶人员和操作人员应当根据自己的操作体验感做出判断。一旦感觉异常就应当立即停止施工，上报检修。异常震颤常常合并异常声响一同出现。

3.2特种设备常见故障重点监测

在采煤过程中，涉及特种设备的运用，针对设备的特殊性，对其关键部位进行严格检查。这样既能减轻检查人员的工作负担，也能保证操作的安全性。

（1）对采煤机的诊断

明确采煤机发生故障的高频点。通过对故障好发部位的掌握，能够起到预防故障的作用。采煤机的常见故障是液压装置的故障。机械臂不受控制，针对这一特点，由诊断人员做出判断，并交付维修人员进行维修监测。对液压装置的密封性、压力进行监测，从病因上解决问题。对煤矿开采过程中的重要设备、关键点要有一个详细的认识，重点监测。对维修过的部位进行记录，通常情况下，设备往往出现同一地点反复故障。

（2）对升降机的诊断

升降机作为煤矿特种设备的一种，是沟通地下与地表的重要枢纽。也是施工过程中的重点工程。升降机的常见问题在于其传动装置。做好对升降机传动系统的润滑液添加工作，对其进行日常检修，针对高频问题，采取高度的重视。

3.3预防诊斷

煤矿设备诊断的关键在与预防。对存在问题的点进行严密的管控，尽早发现问题，解决问题，就是对开采效率和开采安全最好的保证。

结束语：

只有建立严格的诊断体系，才能更好地维护煤炭资源的正常开采，为安全矿场的建设保驾护航。整合市场上的有效资源，建立统一的设备生产指标，培养专业的诊断人员，通过社会各界的努力，共同推进安全煤矿的建设，维持煤炭产量的稳定。

参考文献

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（作者单位：神华宁夏煤业集团有限责任公司）