煤矿机电设备故障诊断及维修技术浅探

贾双庆

摘 要： 随着经济的发展和社会的进步，各行各业发展迅速，煤矿生产过程中，机电设备应用广泛，为提高煤矿生产效益提供了保障。而煤矿机电设备长期运行中，会出现一些故障，直接影响煤矿生产效益的同时，会危及工作人员的生命财产安全。而故障诊断技术应用在煤矿机电设备维修中，可及时发现机械故障，并在第一时间内消除故障，确保机电设备安全运行，为煤矿行业安全、长远发展提供保障。本课题在简要介绍煤矿机电设备维修重要性的基础上，分析了常见故障诊断技术，进一步探讨了故障诊断技术在煤矿机电设备维修中的具体应用。

关键词： 煤矿;机电设备;故障诊断;维修技术

【中图分类号】TH17     【文献标识码】A     【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.30.127

引言：经过多年的发展，煤矿的开采基本实现了由人工化、半机械化到完全机械化的转变，生产量由以前的每年几万吨到现在的每年几千万吨。这个过程的实现主要依赖于煤矿机电设备的发展，开采技术由最初的炮采采煤技术发展到现在的大采高综合机械化采煤技术。当前，煤矿机电设备越来越先进，给煤矿开采带来了一些新的挑战。由于煤矿井下环境恶劣，且许多机电设备处于高负荷运行状态，机电设备很容易发生各种故障，严重影响到矿井的正常生产。因此，需要对机电设备发生的故障进行快速维修。为了实现对机电设备故障的快速维修，需要准确地对发生的故障进行诊断。本文分析了煤矿机电设备的一些常见故障及诊断方法，并给出了维修技术和机电故障的预防对策。

1 煤矿机电设备故障检测的重要性

①能够显著提高煤矿设备的工作效率，随着煤矿资源的快速消耗，社会生产和经济活动对煤矿的需求也越来越大，进而煤矿企业需要购进更多的机电设备来保证生产效率和经济效益，此时，怎样对机电设备进行故障诊断并掌握发生故障的原因，不定期地开展煤矿机电设备的故障检测和排除活动，是当前维修技术人员的主要工作内容。针对机电设备出现的故障，维修技术人员应做到快速的处理和解决，减少故障影响，增加机电设备的有效工作时间，避免出现经济损失，同时提高生产的效率。②延长机电设备的使用寿命，机电设备的故障有故障产生前和故障产生后这两种情况，在前期工作过程中，煤矿机电设备的故障诊断是主要的检查维修手段。在机电设备的使用全过程中，都必须要进行维修和保养工作，以此来有效延长机电设备的使用寿命，确保其工作状态的稳定性和高效性。利用故障诊断技术对前期的机电设备展开全面的故障诊断，排除潜在的安全故障隐患，提前预防故障的发生，以免造成更大的经济损失。

2 煤矿机电设备故障诊断

2.1 新设备磨合期故障

煤矿新的机电设备在使用过程中会存在一个“磨合期”，在这个时期设备故障频发。这是由于设备刚投入使用，对生产环境有一定的适应期，且操作人员不熟悉设备的性能，容易误操作。虽然故障发生的频率较高，但是多是一些小的故障，主要为螺丝松动、发热严重等，这种故障很容易维修。对于一些有设计缺陷的机电设备，在使用初期故障也会频发，这时应该向厂家反映，及时更换新设备，以免造成更大的损失。由于磨合期设备运行故障并没有规律，设备的维修不可以作为后期设备维修的参考。

2.2 设备故障诊断

故障诊断是故障诊断技术实施的关键环节，这不是一件容易的事，其主要任务是根据采集到的异常信号的特征进行综合分析，从而确定故障原因以及故障发生的位置。通常情况下，设备故障诊断是通过与现有数据库中的故障信息进行比对完成的。为了提高故障信息比对的成功率，采用了一些人工智能算法，例如人工神经网络算法、模糊算法等。此外，应该尽可能准确地将更多的故障特征录入到数据库中。这就要求煤矿企业具有相当完善的计算机硬件条件和较为充分的软件技术。故障诊断时，不仅要对故障原因进行诊断，还要给出具体的位置，以便于维修人员快速维修。同时，还要根据故障的类型给出设备的故障损害程度，以便提出合理的维修建议。

2.3 借助数据分析库进行诊断

借助互联网技术创建的故障诊断机制，在对机电设备使用的准确参数与之前故障当作相应的参考后才可以对故障展开进一步的定位与分析。因此，针对机电故障较为显著的部分实施科学且系统的检查与分析，之后将这部分机电故障具体的处理方式、措施以及原因这些数据进行编写，建立机电设备故障诊断的系统数据分析库，假如在之后的使用过程中该部位还出现相似的故障，互联网系统就能够快速地在数据分析库中找出故障的原因和维修的方式。机电维修的员工也应该能够借助数据库中的分析内容对机电系统展开进一步的诊断和维修。工作经验较为丰富的员工自身就是一个设备的分析数据库，在矿井机电设备发生故障时，其能够依据故障出现的现象与因素，提取之前维修过程中出现的相似故障，进而对现阶段的故障展开分析、诊断与维修。

3 煤矿机电设备故障的维修技术

3.1 定期维护机电设备

在机电设备发生故障后进行维修，这种方式维修成本低、效率高。但这种维修方式会导致机电设备损坏严重，有时会造成重大的人员伤亡，而且只能根据现场机电设备的故障特征来查找故障的原因，然后再制订合理的维修方案。为此，煤矿企业可以提前对机电设备进行维修，以减少故障的发生，这种方式称为“维护”。在维护过程中，可以发现机电设备运行中存在的潜在故障隐患，对这些隐患进行处理，就可以有效地控制机电设备故障的发生。这种方式不仅能提高设备的性能，延长设备的寿命，还能有效地保证设备运行的安全性。

3.2 定期更换易磨损的零部件

在机电设备中，有一些零件使用时会被严重磨损，当磨损比较严重时会引起机电设备故障。因此，应该定期更换这部分易磨損的零件，从而降低机电设备发生故障的可能性。更换零部件时，一定要采用同一批厂家生产的零件，从而保证与设备具有良好的兼容性。最典型的易磨损的零件就是液压支架上的密封圈，密封圈为橡胶制品，在油及高温作用下很容易损坏。若密封圈损坏，则会引发一系列故障———液压支架会出现漏油的情况，漏油量很大时会影响液压支架的工作阻力。由此可见，机电设备中易磨损器件要定期更换，更换周期根据使用条件来确定。如果液压支架的工作阻力较大，则密封圈的更换周期应该短一些，相反则延长。

3.3 故障信号特征的提取方法

由于煤矿机电设备的复杂性和工作环境的特殊性，在运行中会产生一定的噪音，进而对人们掌握设备运行情况和故障信息造成了一定的影响和干扰。要想实现故障的精准诊断，对信号进行精准识别是非常关键的步骤。在故障诊断过程中，技术人员可以借助提升小波分解法及特征匹配准则，清楚的收到设备中轴承或者齿轮等零件的受损信号。并且还能利用初始双正交滤波组器，对小波基函数进行二次构建，在预测和更新设备的帮助下，实现原始信号的快速预测和更新。利用这种方法获取故障高低频的信息，进而有效的增强小波分解算法的自适应性。

3.4 健全机电设备管理模式

为了保证机电设备处于良好的运行状态，需要制订一个有效的管理模式来对现有的机电设备进行管理，在管理时重点记录机电设备的几何尺寸以及设备的运行参数等。此外，还应该记录设备运行过程中的一些关键参数，查看机电设备是否满足生产需要。在进行机电设备维修和装配时，应该由拥有相关资质的工程技术人员来操作。在设备装配时，工程技术人员应该熟悉设备的说明书，掌握设备的安装细节后才可以进行相关的装配作业;与此同时，还应该记录装配过程中出现的一些问题。在使用机电设备时，应该首先检查机电设备的完整性，消除可能存在的安全隐患，以防止因机电设备故障而引起矿井灾害事故。

3.5 故障诊断技术在采煤机维修中的应用

采煤机作为煤矿生产中的重要设备，某种程度上而言，与煤矿生产效益密切相关。由于采煤机往往应用在恶劣环境中，工作过程中易受到较大的冲击力，这让采煤机在运行过程中更加容易被污染和磨损，会极大地缩短使用寿命。因此，采煤机维修中加强故障诊断技术的应用具有十分重要的现实意义。之所以如此，是因为采煤机运行过程中，科学合理运用故障诊断技术，可以及时发现并排除故障隐患，从而可以保证采煤机安全持续运行，进而有助于煤矿生产效率的提高。另外，市场中新出现的左右摇臂采煤机在设备故障检测中具有突出作用，具体表现在可以利用采煤机的左右摇臂长度和灵活性，全面检测设备的故障。具体操作如下：维修工作人员利用信息采集技术，获取采煤机相关运行数据，并将获取的数据传递到计算机中，维修工作人员即可参考采煤机正常运行参数，比对计算机中的数据进行故障诊断，进而对设备予以多种有效措施进行保护。常见保护方法有电压欠压、温度调整、电流调整等。另外，机电设备维修中，可依据故障危害程度，设定不同颜色报警信号，便于维修工作人员高效处理故障，以此规避设备故障而造成更大的损失。

结语：总之，煤矿企业发展过程中，机电设备发挥重要作用，若煤矿机电设备出现故障而没有及时维修，会给煤矿企业带来不可估量的经济损失。因此，煤矿企业加强对煤矿机电设备维修具有十分重要的现实意义。通过本文分析可知，煤矿机电设备故障诊断技术主要有主观诊断技术、信息采集技术、智能诊断技术等，应用在煤矿机电设备维修中，可保证机电设备安全运行，从而有助于煤矿企业生产效益的提高。

参考文献

[1] 张苏华.煤矿机电设备维修中故障检测诊断技术[J].西部探矿工程，2019，31（10）：115-116.

[2] 周軍邮.浅谈煤矿机电设备常见故障及其维修措施[J].中国石油和化工标准与质量，2019，39（19）：44-45.

[3] 王鑫.煤矿机电设备故障诊断及维修技术探析[J].化工管理，2019（25）：171-172.