煤矿机电设备故障诊断与维修技术

孙超

内蒙古昊盛煤业有限公司 内蒙古 鄂尔多斯 017212

引言

对于我国来说，煤炭是非常重要的能源，它的开采过程受到了社会的关注，而为了提高开采量，国家也投入了大量的机械设备，但这些设备都属于消耗品，它的使用年限会受到工作环境的较大影响，如果这些设备的安全性得不到有效保证，就会在长时间工作中出现不同类型的故障。为此，相关人员就要定期对这些设备展开诊断和维修，既而为煤矿开采提供有利条件。

1 煤矿机电设备故障诊断与维修的意义

在煤矿挖掘和生产中，对机电设备的依赖性是很强的，这就让机电设备故障诊断与维修工作显得格外重要。而我国是从20世纪末开始把机电设备故障诊断技术运用到煤矿行业中，但当时我国还没有自行生产机电设备的能力，加上社会对煤矿的需求过大，就迫使我国不得不从国外引进故障诊断设备。到21世纪初，我国煤矿机电设备故障诊断设备和技术逐渐趋于成熟化，开始自主研发新的技术，既而承担起整个设备故障诊断责任，这就大幅度提升了煤矿的生产效率和总量。由此可见，煤矿机电设备故障诊断与维修对自身运行和行业发展都有着一定的现实意义。

2 煤矿机电设备常见的故障类型及原因

2.1 煤矿机电设备常见的故障类型

从目前已经发生过的煤矿机电设备故障来看，主要有以下几种类型。①损坏型故障：机电设备在煤矿工作中出现了开裂、断裂、变形等情况。②退化型故障：机电设备在长时间使用后出现老化、磨损严重、变质等。③松脱型故障：机电设备的零部件出现松动、脱落等。④失调型故障：机电设备的压力过高或过低而产生的行程失调故障。⑤堵塞型故障：机械设备出现了渗油、漏水等。⑥衰退和失效型故障：机电设备的功能和性能出现失效或衰退等故障。

2.2 设备故障的原因

之所以对煤矿机电设备故障进行分析，其一是为了更好地辨别故障的性质和产生的原因；其二是为了搞清楚故障的机理，然后找到改进的方法，进而避免机电设备在后期使用中出现重复故障。一般情况下，在诊断机电设备故障时，可以从已出现的情况入手，然后根据设备剥茧抽丝地找出引发故障的原因。但从实际情况来看，由于现场条件的限制，使得我们所观察到的情况和检测出来的故障都过于系统化，比如机电设备中的离心泵突然不会吸水了或填料过热等，对于这类现象的检测结果就会归类于设备的某个零部件出现了问题。而目前导致机电设备出现故障的原因有以下几点：①煤矿机电设备结构不合理，使得自身在运行过程中出现了故障；②机电设备安装人员的业务能力和水平不够，由于安装的不合理而导致设备无法正常运行；③设备操作人员的失误而引发的运行故障。但不管是何种原因导致，不同的机电设备所引发的故障模式也会有着较大的差异，这就需要详细分析故障原因，进而从根本上遏制故障的发生。

3 煤矿机电设备故障的诊断维修技术

3.1 对应故障记录诊断

所谓对应故障记录诊断其实就是用煤矿机电设备理论来映射出较为明显的故障，然后对故障周围的一些零部件展开相应的测试，进而来确定故障的具体范围和引发故障发生的主要因素。这项技术是目前我国煤矿企业使用最频繁的一种，通过这项技术所检测出来的故障，需要相关人员对其原因和位置记录在册，避免在今后遇到同类故障问题时可以立刻进行解决。此外，维修人员也能根据这个手册和经验来快速确定故障位置及原因，这对提高他们的工作效率和质量是非常有利的。例如：煤矿机电设备中的变频器是最重要的部分，它是由控制系统、射频和风冷组件组成，对于这类部件，若在使用中出现任何的故障，相关人员可以远距离进行操控，从而在实现报停和检索的基础上，有效提高故障维修效率。

3.2 人工神经网络诊断

科学的进步让现在的煤矿行业在工作中越来越人工智能化，而现在最热门的技术就是人工神经网络诊断技术，它主要运用在煤矿机电设备的日常故障诊断与维修中，该技术对我国煤矿行业的发展起到了一定的推动作用。与此同时，人工神经网络诊断技术还能对一些较为复杂的非线性映射关系进行有效处理，使得维修人员能够弄清故障的原因，进而帮助他们更快找到故障位置。可见，把该项技术运用在煤矿机电设备诊断与维修中，不仅能提高诊断效率和缩短诊断时间，还能让生产效率得到进一步提升[1]。

3.3 智能化诊断检测

智能化诊断检测其实就是把人脑所思考出来的过程和结果进行模拟，把它运用在煤矿机电故障诊中，就是为了筛选出其中的有效信息，然后对这些信息进行确认、分析和处理，再把它与专家系统的诊断方式作比较，从而让整个机电设备故障的处理方式更加完善。而专家系统就是真切地去模拟人的工作和思维方式，随着煤矿机电设备趋于智能化发展方向，把它与专家诊断经验有效结合不仅能搜集到准确的故障信息，还能给出可靠的诊断结果。与此同时，该技术还能对机电设备中较为隐蔽和复杂的信息进行诊断，例如：钢丝绳芯输送带无损探伤仪是我国自主研发的产品，它是由电磁感应所组成的，一般是通过线圈切割磁力线来产生相应的电压和电流，并具备实时监控地面、井下的不同钢丝绳芯输送带和无损探伤等功能，在检测时无须停车就能对其展开精准判断和智能分析，这在一定程度上提高了机电设备的诊断与维修效率。

例如，当前建立在PLC自动控制系统的基础上增加专家系统，便可以实现煤矿机电设备自身运行体系的智能检测。综合整体的系统结构来讲，涉及了遥感装置，能够获取信息中心；自动控制器可以将获取到的信息转化成具体信号，经过网络传输之后传递到核心控制器中；与前期输入的标准参数进行对比，能够有效诊断设备运行体系中存在的故障问题，并且在出现故障时，通过报警系统进行联动，发出警报，在人机交互界面上也能够快速定位故障发生的位置。

3.4 仪器诊断

通常情况下，由工作人员用仪器采集煤矿机电设备的温度、转速、压强等数据，然后用计算机对这些信息进行归纳和总结，再用显像设备将其呈现出来，从而让诊断人员可以更快地确定机械设备发生故障的位置，这样的过程就被称为仪器诊断。在使用这项技术时，检测人员根本不需要直接接触机电设备，只需携带功能齐全的诊断仪器即可，而我国最常用的仪器诊断技术有通用型、专用型以及综合型诊断技术，选择何种技术就要根据机电设备的实际情况来判定。例如：通信系统它能在很远的距离传递信号，将这样的系统运用在机电设备故障诊断中，除了能对故障进行报修外，还能对其进行记录。

但是通过仪器诊断需要注意的是，检测仪器本身的性能必须要满足实际需求，在日常运维过程中针对仪器本身也要进行阶段性的维护和检查，确保检测仪器自身运行状态稳定，且能够有效得出想要检查的结果，这样才可以进一步提升检测的精准性。

3.5 温度和压力诊断

在现在的煤矿机电设备故障诊断与维修过程中，传感器是非常实用的一种，它能实时且准确地将故障检测出来，而温度和压力诊断技术就是其中的一种，该技术可以大量收集机电设备零部件的压力、轴承、齿轮、温度等数据，在收集的同时还能对这些数据作出判断和分析，从而确定机电设备的故障类型和原因，以便于维修人员及时采取补救措施。

4 提高煤矿机电设备故障维修技术的方法

4.1 不断完善工作方案

从目前来看，煤矿机电设备的运行量非常大，它在运行过程中可能会遇到很多因为设备设计不合理而引起的各种问题。因此，为了从根本上减少或禁止这类问题所带来的经济损失，就要详细规划机电设备的筹划阶段。①在机电设备中采取标准、程式化设计，将设备中的所有零部件全部放入到设计中，这既能促进机电设备的进步，又能减少后期的运行和维修成本。在装配结束后，就要对其进行标准化改进，使得它能变成与每个生产车间开采相契合的设备，这样就算遇到任何的故障也能快速启动维修程序。②对所有的煤矿机电设备展开精简化处理，比如剔除一些不必要的装置或增加有必要的组件等[2]。

4.2 重视故障数据收集和整理

如果煤矿开采的总量不断扩大，那么它遇到的故障就会越多，相关人员就要详细记录这些诊断和维修信息，并把所有的资料当作经验进行累积，以便于后期能够予以借鉴。与此同时，还可以根据这些故障信息建立一个故障监测电子系统，让机电设备得到系统的实时监控，这样一来，一旦发现设备故障，维修人员就能更快地去诊断和处理这些故障，然后把新的设备数据录入到这个系统中，这对更新和升级系统有着莫大的帮助。

4.3 加强设备日常维护

煤矿机电设备的日常维护、检修以及保护是最重要的环节，因为机电设备在长时间的作业中会产生较大的磨损，若没有及时给予关注，必然会让小问题变成大事故。因此，企业就要制定与设备维护相关的制度，然后指定相关人员定期进行检修和维护，当发现较小的问题时，要认真查出其原因，并立即进行解决和改善，再根据故障的层级及时上报，这样才能避免机电设备出现任何的故障。此外，企业还要定期对设备进行更新，使得设备能够满足不同生产的实际需求。

4.4 加大资金投入力度，实现设备自动化

科技时代的到来，让各行业也把一些先进技术运用到本行业的生产中，而对于煤矿企业来说，就要加大对机电新设备的资金投入力度，从而实现机电设备的自动与智能化。此外，在社会经济发展中，煤矿行业作为经济的重要组成部分，它们除了要具备一定的责任心外，还要把节能减排、低碳环保和绿色生产理念渗透在煤矿生产中，这样才能为社会走向绿色环保可持续发展道路提供有利条件[3]。

4.5 提高从业人员专业水平

在煤矿机电设备故障诊断与维修中，不能只单纯地依靠专业的维修人员，还要得到一线操作人员的支持。因此，企业应当对所有参与到工作中的人员展开专业的岗前培训，让他们能够学习先进设备的操作技术，定期对他们的职业素质展开考核。同时，还要清查关键岗位和机组人员的证书是否齐全，然后制定一系列的行规，让所有人员严格执行，并由专业人员进行把关，以便让从业人员的操作更加规范。

5 结束语

根据以上相关阐述和分析，为了让我国煤矿机电设备故障诊断与维修技术趋于完善，煤矿企业就要冷静应对不同的挑战，并采取有效的措施，如不断完善工作方案、重视故障数据收集和整理、加强设备日常维护、加大资金投入力度，实现设备自动化、提高从业人员专业水平等，只有这样，才能在快速排出故障的同时，减少安全事故的发生概率。