煤矿设备故障诊断研究（5篇）范文

第一篇：煤矿机电设备故障诊断技术分析

摘要：

本文主要对煤矿机电设备故障的监测诊断技术进行了分析和总结,提出了相应的措施，并以实例进行阐述，以确保煤矿机电设备的安全和稳定性,提高煤矿的开采效率。

关键词：

煤矿；机电设备；故障监测；诊断

科技的飞速发展使设备也不断更新，这也使得大量的新型设备和高新技术在煤矿生产中得到应用。在进行煤矿生产中，机电设备对煤矿生产有着至关重要的作用，设备是否稳定则直接关系着煤矿生产工作的效率。故障检测的准确性直接与诊断技术息息相关。因此，各相关部门应采取相应措施，不断提升诊断技术，以确保对机电设备的故障检测。

1设备在操作中的特点

现今大部分的煤炭储备是在地下深处，开采不易，机电设备运行环境十分恶劣。许多有害气体和颗粒粉尘充斥在空气中。煤炭开采，绝大多数都是昼夜进行，这就使得设备昼夜不停的运作开采，长时间在高压重载以及大力冲击、震动力下，容易致使设备出现故障，事故频繁发生，加大了维修成本，还无法有效确保操作安全，延误了开采的进度。

2设备诊断技术的主要内容及目的

科技的发展促使煤矿机电设备诊断技术得到发展，近年来，该技术已逐渐受到关注和重视。科技的发展以及生产力的提高，使得机电设备在承受工作强度上大大提高。与此同时，随着自动化的应用促使生产效率大幅提高，机电设备的协同运作使各个部分联系也更加紧密，这就容易导致当其中一个设备出现故障时很有可能带来连锁反应，从而使与此相关的其他设备受到影响导致故障发生，甚至给与设备相联系的周边环境带来严重性的破坏。情况的发生不仅会造成重大的经济损失，而且对生命财产安全带来威胁，所造成的后果是无法估量的。从诊断技术的起源和发展来看，进行设备诊断是为能更好的对机电设备进行保护，从而确保设备正常运行。进行诊断技术对设备有以下好处：

①不仅确保了机电设备本身的稳定性，同时还便于工作的正常进行，更稳定，提高了工作效率；

②能够最大程度的使机电设备的作用发挥出来，使其更充分得到利用，从而得到更大的效益；

③如果机电设备快要出现故障或者已经出现了故障，能更快速、准确的找到故障点。同时对机电设备进行保护、维修，既节约了维修费用和时间，还延长了设备使用寿命。需要对当前的一些维修体制进行改变，这就要求对一些重要的设备，必须根据设备的具体状态对其进行维修。机电设备诊断技术是机电设备维修技术的重要内容，不只是对设备进行维修，更是确保机电设备始终处于最佳状态，并为机电设备在设计和运行以及制造上提供参考。

3常用的设备监测手段

科技的不断进步促使机电设备的发展愈加迅猛，而我国的煤矿机电设备监测技术在近几年也得到了飞速的发展。煤矿机电设备的故障检测技术主要根据特定的已设定好的实验条件为基础，运用其特定设备及检测方式对煤矿机电设备进行全面的监控。并将最后将国家标准数据与所获得的相关数据和特性进行对比，以此来判断机电设备的质量和安全运行情况，是否符合国家的标准，与此同时，做出相关的调整方案，确保煤矿机电设备的运行安全，保证质量。煤矿企业在机电设备上的要求是很高的，这也是在煤矿监测中进行机电设备监测内容比较多的主要原因。具体监测内容可以从两方面进行分析。

（1）对机电设备中主要的零部件进行检测。比如机电设备中易燃易爆件、易损件、磨损件和承受力构件以及对安全有较大影响的部件进行检测。检测是在特定的试验台架上操作，依照需要试验的各零部件技术要求并结合各设备的功能特点，模拟出在实际工作中各零部件和设备的负荷情况、受载情况和工作环境。在进行试验部件进的全面检测时，对各零部件的材料性能、使用寿命、安全可靠性和耐压承受能力等进行检测，从而判断在工作中这些零部件的整体质量。因此，对零部件进行监测，在煤矿设备检测上是必不可少的。

（2）对机电设备进行整体检测试验。在特定试验场地，模拟出实际工作中机电设备所承受的工作负荷以及工作环境，从而对整台设备或相关机组进行试验。再按照操作步骤及方法对机电设备进行测试，在得出各设备在实际工作中所产生的各项数据后，再按照国家规范数据与所获得的数据进行比较，以此确保设备的安全可靠性和适应配套性。进行机电设备整体检测试验其工程是十分巨大的，不仅对试验场所要求高，而且试验成本也比较大。所以，一般进行整体检测试验都只针对十分重要的设备，或者在需要生产大批量的产品时才运用。综上所述，煤矿机电设备监测的目的主要是保证设备能安全、可靠的运行。由此可见，对设备进行监测是煤矿生产中不可缺少的，也是减少成本，提高经济效益的重要方式。

4诊断技术的相关分析

4.1矿井提升机

在采矿过程中，井下工作环境不仅恶劣，而且存在爆炸危险。这就需要提高煤矿机电设备的安全性和可靠性，加快采取措施完善故障预测技术。就目前而言，大部分煤矿企业仍旧运用单一性传感器，对提升机控制系统进行检测，分析其频谱进行故障诊断。但是在井下，提升机的运行构件很容易发生故障，这种情况毫无疑问成为了故障准确诊断的阻碍。

4.2对采煤机进行检测和故障诊断

对煤矿进行机械采煤的过程中，采煤机是其中十分重要的设备之一，只有确保采煤机在工作中的稳定性和安全性，才能确保更有效的对煤矿进行开采。根据有关资料得出，因液压系统故障而导致的采煤机械故障占了总体的70%~80%。由此可见，液压系统是否可靠直接影响着采煤机的开机率和可靠性，液压系统可靠性的提高可有效降低采煤机的故障率，对采煤机有着十分重要的作用。大部分的采煤机都具备液压系统，而液压系统通常被分成低压和高压两部分。高压是随着负载的提升而提升，与之成正比；低压则十分稳定，无论负载上升或下降对低压都不会造成多大的影响，低压也不轻易改变。当高压相对降低，但是低压持续正常，而负载有所增加时，与之相反的高压就会降低，这一现象说明液压系统有漏损。应做好停机的准备。当低压出现降低，高压却能维持正常时，说明低压系统或补油系统这两者出现了故障，就需要及时的对辅助泵以及补油系统进行检查。当低压相对上升，高压一直呈现下降趋势时，说明在液压系统中低压和高压已经互相窜通，这就需要对通阀和安全阀进行检查，查看是否出现窜液现象。

5提高设备故障检测技术的相应措施

对煤矿机电设备采取相应的管理措施，能够有效的提升煤矿的生产效率和机电设备的安全运行，具体实施上可从两方面着手。一方面，煤矿机电设备检修人员能充分运用各种故障检测方法，并能灵活掌握。检修人员不仅要有熟练的操作技能和丰富的专业知识，还应具备在短时间里根据设备故障的表现形式，判断出设备发生故障的原因和类型，并有相应的解决措施。与此同时，检修人员自身也要不断提升专业知识技能和故障诊断的有效性，不断加强自我的学习。另一方面，增加设备运行的监督管理。将生产组织同相应的管理措施相结合，把煤矿机电设备中的各项工作指标作为绩效的考核内容。加强对管理人员和操作人员的专业培训，提升他们对机电设备的管理意识，从而有效的减少发生故障的概率，确保设备安全运行。

6煤矿旋式轴流风机故障检测实例分析

6.1轴承温度过高

煤矿旋式轴流风机的轴承主要集中于轴承箱内部进气室下部位置。在运作中随着轴承温度会不断的上升，但由于风机一直在不断运转的状态，因此很难判断出造成温度上升的具体原因。面对这种情况，可以采用温度检测方法来进行确认。依照检测所得出的数据绘制图表，并根据各个部件发生故障的规律，判断出故障所发生的具体位置，在温度还没大于或等于限值前要对其进行处理。具体操作上可分为三个部分：

①对润滑和冷却进行检查。在设备运行的过程中，如果轴承没进行合理的冷却而导致温度不断增高，需及时对轴承箱采取相应的冷却措施进行冷却；

②对加油效果进行检查。不恰当的加油管理也容易导致温度上升，因此，对轴承箱进行加油时，务必要严格控制好加油量，避免因油量过多而导致温度上升；

③对轴承箱进行检查。轴承长期运行的过程中，不断的磨损会出现脱皮和麻坑，甚至导致间隙不断的增大，这些情况都会使温度增高，这种情况可采用听轴承声音和测量振动来进行判断。

6.2风机振动

机座的刚性不足或者是联轴中心偏差太大等都有可能引起风机振动。实际生产过程中，设备长时间的运行容易导致动静部分出现碰撞的现象，从而使进风口损坏或者出现变形。当然如果叶轮和进风口并非在同一轴线上，也容易致使动静部分发生碰撞，此外，轴承损坏或者叶轮松动过大以及主轴出现弯曲等情况的出现也易发生风机振动。针对这种故障，可采用振动检测的方法进行检测，根据检测结果的数据分析发生振动的原因，并采取相应措施加以解决。

6.3叶片卡涩

（1）施工工艺简单，施工速度快，施工效果好，工人劳动强度低，大大节省人力，提高劳动效率。

（2）轻质泡沫混凝土，具有抗爆，防冲击的功能，具有很高的抗变形能力，能够有效抵抗冲击波，属无机材料，不会燃烧，具有良好的耐火性，该密闭墙具有很好的抗冲击、抗压和耐火的优点。

7结论

结合煤矿充填的特点，本项目通过系统的理论研究、室内试验、数值仿真和现场大型工业性试验，提出了基于泡沫混凝土新材料的粉煤灰活化剂和密闭墙构筑的施工技术，并研发了相应的专利产品和设备。主要研究成果如下。

（1）轻质高强泡沫混凝土研制。提出了轻质混凝土原材料及添加剂对泡沫混凝土的密度、吸水率、抗压强度、劈裂抗拉强度等指标的影响规律，研制了适合矿山大面积充填的轻质混凝土新材料，解决了矿山充填开采中充填体成本高，施工速度慢，充填不密实的难题，为矿山规模化充填开采技术的实施奠定基础。

（2）新型高效泡沫混凝土充填材料施工设备配套研发。根据煤矿充填材料的特点，研制了全液压双缸柱塞式新型泡沫混凝土充填设备，该设备实现了上料、搅拌、制泡和泵送连续化和一体化功能，解决了现有充填设备存在的输送距离短、作业不连续等技术挑战；为实现煤矿高效快速充填提供了硬件基础。

（3）新型防火抗震密闭墙构筑技术。提出了采空区防火抗冲击密闭墙设计新方法和新工艺。设计的新型密闭墙可有效抵御矿山冲击地压的影响，其抗震性能远大于目前广为应用的砖墙密闭墙，且具有施工速度快，工人劳动强度低等优点，丰富和发展了煤矿井下密闭墙的构筑技术及其隔震性能。

（4）废弃硐室泡沫混凝土充填稳定性研究。揭示了充填体强度和变形特性对围岩变形影响规律，提出了巷旁支护在采动条件下的受力特征、变形规律及支护效果，实现了煤矿井下不同受力条件下巷道围岩稳定性定性评估。

参考文献：

[1]张英超.采空区高泡充填密闭防冲技术研究与应用[J].科技视界，2015（03）.

[2]张辛亥.无机发泡充填材料密闭技术[J].煤矿安全，2015（11）.

[3]董军.煤矿用高分子充填密闭泡沫材料制泡关键技术研究[J].矿业安全与环保，2010（03）.

作者:王光辉 单位:神华神东煤炭集团有限责任公司上湾煤矿

第二篇：煤矿机电设备故障诊断讨论

摘要：

分析探讨煤矿中所用的机电设备的故障检测和诊断的技术含义、作用、常用方法，特别针对提升机、采煤机等设备的故障诊断，提出了具体的诊断方法。以此对机电设备做出全方面的实时监测。

关键词：

煤矿；机电设备；故障监测；诊断技术

引言

机电设备故障检测技术在现代新兴检测技术中对各行各业都有着非常深远的影响，越来越多的先进机械设备被投入到煤矿生产中。受到煤矿特殊生产环境的影响，煤矿机电设备出现故障的频率一直都是领先于其他行业。机电设备的复杂化，以及受到环境及外界影响因素，导致很多小的故障就能引发一系列的连锁反应，造成严重的经济损失。为了保证煤矿生产的正常运行，必须加大力度研究设备故障诊断技术，更精准地定位故障发生原因，及时解决故障问题。

1故障监测诊断技术含义

在当前工业领域中故障监测及诊断技术是备受国内外瞩目的一项重要技术。机电设备故障监测诊断技术是在现代新兴技术中融合了计算机技术、传感器技术、信号分析、处理技术等为基础的一种综合性应用方法。故障诊断技术实质就是通过对设备运行状态进行相应的定量检测，针对机电设备运行过程中出现的故障及破坏程度进行科学系统的评价与识别，对设备的运行参数进行数据掌握并进行进一步分析，对其稳定性及持续性进行正确的预测。彻底解决机电设备的故障问题，防止再一次出现故障问题。根据目前我国煤矿机电设备故障检测的实际情况，煤矿机电设备故障诊断还没有一套完整的检测系统，因此在实际的生产过程中要结合实际情况来确定，从机电设备本身进行分析，争取最大程度提升并完善故障监测诊断技术的有效性。

2煤矿机电设备测试的作用

为了防止机电设备出现问题，需要经常对机电设备进行检查和测试。虽然煤矿机电设备整体上是一个庞大的系统，但其结构是由很多细小零件组成，因此细节管理显得尤为重要，而施工过程中的很多细节往往被施工人员忽视，认为仅仅几个零件的安装未达到标准并不会影响到井下整体机电设施的质量。而在进行机电设备安装过程中，管理人员为了加快工期并未对机电设备进行反复的运行测试，导致井下机电设施后期隐患较大。所以，在测试机电设备时需要结合煤矿的实际生产环境，并按照标准的程序、内容及测试方法对机电设备的各种零部件进行全面的度量及检查。通过对机电设备进行反复测试来保证产品的安全性、可靠性以及使用寿命，保证机电设备的高效生产力及工作人员的人身安全。

3监测煤矿机电设备故障的常用方法

3.1振动检测

在煤矿生产过程中，常见的设备故障检测方法为振动检测，主要涉及到的仪器为精密诊断系统、简易诊断仪。精密诊断系统在机电设备检测中应用率较高，因其振动信号比建议诊断仪器振动信号准确，实时记录检测数据，并通过检波器显示出。简易诊断仪器主要应用的检测方法为放大、测量振动信号，并将振动有效值、振动峰值通过检波器显现，此种方法在机电设备故障诊断中可确定其是否有运行故障。通过以上仪器得到的振动信号进行计算机处理，判断设备是否有故障。

3.2温度检测

由于煤矿较为特殊的生产环境，井下机电设备存在运行故障是非常普遍的现象。一旦设备运行出现异常就会存在温度上升的现象，针对这种情况，应该将监测到的设备温度变化用数据绘制成图表，使用温度变化和时间关系的曲线来研究设备出现问题之前和之后的温度情况，判断设备出现问题时温度的最高临界点，争取在故障发生前解决设备故障，通过人为措施对其进行维护，保证机电设备运行状态的持续性及稳定性。

3.3铁谱检测

近年来煤矿检测中新兴起的一种监测技术为铁谱监测，因其效果显著在煤矿中得到迅速传播。其中应用较多的为旋转式铁谱仪、颗粒定量仪等。在应用铁谱监测技术时，其原理是磨屑润滑油经过高磁场时，可分离出润滑油和铁磁屑，根据铁磁屑颗粒大小、成分等进行分析，根据相应指标精确定位故障位置，该项技术在煤矿机电设备故障诊断中应用效果非常好，缩短设备检修时间，各煤矿将其快速投入到生产过程中，防止出现更大的经济损失。

4提升机、采煤机等设备故障诊断技术概况

通过对煤矿一些大型的机电设备进行故障诊断，不仅可以有效地监测到设备运行的实施情况，还能避免严重的工程事故发生。通过测试可以降低设备的事故发生率，同时对机电设备的相关零部件做全面的产品鉴定及收集试验数据，这些措施都将维护煤矿企业的经济效益。

4.1采煤机的故障诊断技术

在煤矿生产过程中，采煤机是决定煤矿生产效率的主要机电设备，若发生运行故障，将会直接影响到煤矿的生产量，严重的则会导致煤矿短期内停产。采煤机故障多数是由于液压系统出现故障，采煤机的液压系统可以分为高压部分和低压部分，高压部分与设备负载成正关联，低压部分是恒定不变。如果采煤机持续荷载量加大，导致高压不升反降，那么高压则出现故障，应立即停止运行。若低压上升，而高压处于低位与低压成反比状态的情况下，故障原因可能是液压系统中的低压与高压窜通，应立即检查安全阀等部位是否存在窜液现象。对采煤机的液压系统进行故障诊断时，应该采取主动维护措施，保证其正常运行的基础上，提高采煤机的性能并延长使用年限。

4.2提升机的故障诊断技术

煤矿的大环境比较特殊，对提升设备的安全指标要求相对较高，所以对煤矿生产中的提升机故障诊断一直就是管理的重中之重，原因是井下提升设备不仅进行设备、材料等运输，最主要的还是人员的运输，为了保证煤矿工作人员的生命财产安全，必须提高提升设备的整体性能，建立完整的保障体系和检测体系。通常情况下对煤矿提升设备系统进行故障诊断时经常采取单一传感器的监测方法。主要是通过频谱分析法来判断系统是否存在故障，但是由于煤矿提升设备的组成比较复杂，任何一个系统出现小故障都会影响到设备的正常运行，所以进行机电设备的故障检测也是非常困难的。煤矿提升系统中，提升机设备主要是由制动系统、控制系统以及润滑系统构成，为了提高故障诊断效率，可以采用多传感信息融合技术（如图1），对提升设备进行实时动态监测过程，传感器可以将提升机的各类参数转化为模拟信号进行分析处理。由于煤矿提升设备整体监测点非常多，对不同区域的监测点可以采用集散管理方式。特殊的屏蔽电缆连接着主机和分机，选用的是电流传输，而不是选择电压传输，如果某一个分站发生故障时，整个监测系统不会受到影响。

5结语

煤矿机电设备是煤矿企业的重要生产力，若在生产过程中发生故障，会给企业带来严重的经济损失。煤矿应该不断完善设备故障监测技术，加强对各类机电设备故障的分析，并针对故障提出相应的整改措施，保证矿井中所使用的各种机电设备运行稳定，提高机电设备的安全性；加强故障监测诊断技术的普及和应用，合理引进科技人才，全面促进煤炭行业的稳步前进。

参考文献：

[1]李洪军.浅析煤矿机电设备故障监测诊断技术[J].中国高新技术企业，2010（3）：185-186.

[2]何希江.煤矿机电设备故障监测诊断技术讨论[J].低碳世界，2014（16）：165-166.

[3]余九林.煤矿机电设备运用中故障监测诊断技术分析[J].黑龙江科技信息，2014（4）：39.

[4]章峰.浅析煤矿机电设备的常见故障诊断及维修技术[J].科技与生活，2011（9）：111.

作者:武在荣 单位:阳煤集团南岭煤业有限公司

第三篇：煤矿机电设备故障诊断技术探讨

摘要：

对我国机电设备的现状进行了简要的分析，叙述了常用的煤矿机电设备故障诊断技术，提出了加强矿山机电设备管理的措施，对当前应用于煤矿机电设备的4种故障诊断技术进行了探讨。

关键词：

故障；检测；诊断；机电设备；现状

我国煤矿机电设备很多时候都是在出现了故障后才会想到去进行维护，而这样不仅影响正常生产，也可能带来安全事故。为了保障矿山企业的正常生产，必须加强故障诊断技术在矿山机电设备中的应用，积极引进吸收国外的先进诊断技术，做好煤矿机电设备的维护和保养工作，保证机电设备的正常运行。

1我国煤矿机电设备的现状分析

1．1煤矿机电设备存在较多的隐患

从总体上来看，我国煤矿机电设备普遍存在以下隐患：

（1）煤矿机电设备老旧，带病运转。由于煤矿机电设备长期处在高强度的运转下，没有进行及时的维护很容易造成机械正常使用寿命缩短，出现带病运行的情况。还有的机电设备缺乏相关的保护装置，容易造成安全事故。

（2）由于井下的环境潮湿，机电设备很多都出现了锈蚀现象，这说明防腐措施没有做到位，而锈蚀的机电设备运行起来易产生安全隐患。

（3）煤矿提升系统中制动系统、电控系统的保护不足，缺少托罐装置和缓冲装置。

（4）煤矿井下电气设备应是防爆设备，但是很少有企业会去对井下电气设备进行定期检验，看其防爆性能是否达到要求。另外，对于井下的各种压力表、电流表、安全阀等关键部位都没有定期进行校对，极易出现安全问题。

（5）实际使用绞车的过程中很容易出现绞车超负荷运转的情况。

1．2煤矿设备老化严重

在煤矿建设时煤矿设备都是成套购置的，这意味着每更新一次设备需要大量的资金投入，而企业很难下定决心一次性投入巨额资金进行整体设备的更换。造成我国煤矿设备老化严重的主要原因有：

（1）部分煤矿企业过于注重经济效益，重产出而不重投入，煤矿机电设备未得到定期的维护，在长期高强度的运作下煤矿机电设备的老化会更加严重。

（2）我国煤炭行业的设备制造业在工艺设计、加工制造、检测等诸多领域的能力有待提高，国产的煤矿机电设备的使用寿命达不到国外设备的水准。以无轨辅助运输交通系统为例，二十世纪末我国才开始启动无轨辅助交通运输系统的研究，至今也不过二三十年的历史，这就使得我国国产化无轨辅助交通运输系统与国外存在较大的差距，国产零部件的使用寿命要整体落后于国外。

（3）一些煤矿企业看到老旧的设备仍能够正常运转，出于经济效益的考虑就不再更新新的机电设备，一些煤矿中还留有旧防爆高压开关、老绞车、老主扇、未更换的非阻燃胶带等，这些老旧设备、零部件极易带来安全隐患。

1．3机电设备管理机构不完善

企业过于注重生产，对于机电设备的管理不是很重视，自然也就谈不上形成相应的机电设备管理体系。在企业的日常生产中，机电设备的保养和维护都是由电工来完成，而电工的数量与煤矿机械设备的数量明显是不成比例的，这使得相关技术人员无法一次性保养所有的电气设备，而电气设备保养的周期越长，出现问题的几率也就越大［1］。由此来看，部分煤矿企业的负责人还没有充分意识到煤矿机电设备管理的重要性，对机电设备管理工作的认识不成熟、不到位，这使得煤矿机电设备管理工作无法得到彻底的贯彻和落实，为煤矿的安全运行留下了隐患。

2故障诊断技术在煤矿机电设备中的应用

2．1主观诊断技术

主观诊断技术是指机电设备维修员通过简单的观察判断故障发生在哪里，该采用何种方法进行维修。虽然主观诊断技术使用起来较为简便快捷，但是对维修人员的经验要求较高，并且维修人员使用的仪器也会直接影响诊断结果，这些都是主观诊断技术的局限性。

2．2仪器诊断技术

仪器诊断技术是根据机电设备自带的各种量表来判断系统内部是否运行正常，先进的机械设备均会具有这些功能，但是老旧的煤矿机电设备难以运用仪器诊断技术进行操作。

2．3数据模式诊断技术

数据模式诊断技术是用数学的方法对矿山机电设备的故障进行分析，主要是测量机械在出现不同故障时的一些特征值，以这些特征值作为故障的表现，通过判断煤矿机电设备是否具有这些特征值来判断机电设备是否出现了故障［2］。

2．4智能诊断技术

智能诊断技术是当前矿山机电设备发展的方向，具有很好的发展前景。其主要是通过自动化手段来收集机器运行的信息，经过计算机处理后直接将结果传递给操作人员，结果只会显示机器有无故障以及故障在哪里，这样就减轻了操作人员的工作量，也提高了维护的效率。

3加强矿山机电设备的管理

3．1加强对机电设备的检修

当前很多煤矿出现了矿山机电设备疏于维护的现象，很多煤矿机电设备都是带病运行或者超期服役，这些都是潜在的安全威胁。为了保障煤矿企业的安全生产，企业必须加强机电设备的检修，定期或者不定期对所有的煤矿机电设备进行检查维护，越是精密化、集成化的煤矿机电设备越是如此，精细化的机电设备一个小问题都会导致整个机电设备的报废。

3．2提高设备诊断技术水平

随着煤矿机电设备的大型化、集成化、计算机化、精密化，利用传统的手段来进行煤矿机电设备的维护已经不适应，需要提高设备诊断技术水平，利用先进的设备故障诊断技术来维护机电设备，如上文所提到的数据模式诊断技术，从而更有针对性地对煤矿机电设备进行检修处理。

3．3加强机电设备管理人员的素质训练

煤矿机电设备管理人员是机电设备维护的实施者，因而其自身素质很大程度上决定了机电设备是否能够正常运行。对此企业应该充分意识到对员工进行培训的必要性和重要性，树立以人为本的思想，加强对于机电设备管理人员的素质培训，以高素质的机电设备操作、管理、维修队伍来推行机电设备管理的现代化，这是机电设备日益智能化、复杂化潮流下的必然趋势。

4煤矿机电设备故障诊断技术的发展趋势

总结现有的煤矿机电设备故障诊断面临的问题可以预见，煤矿故障诊断技术应向远程诊断、智能化、综合化发展。由于井下地质条件复杂，维修人员实地进行煤矿机电设备的检查并不现实，也很容易出现漏检的情况，这就需要煤矿故障检测与诊断技术的远程化。另外随着计算机技术的发展，煤矿诊断技术应该更加简单智能，维护人员只需要进行维护，判断故障发生的部位由计算机进行［3］。而导致煤矿机电设备发生故障的原因是多方面的，因此煤矿机电设备故障诊断技术也应该由单一化向综合化发展，不仅仅是排除煤矿机电设备出现的问题，更要找到诱发问题的原因并进行解决。

5结语

随着煤矿现代化进程加快，各种新兴煤矿机电设备的应用也越来越广泛，给维护工作带来了更大的挑战。对于煤矿企业来讲，矿山机电设备是企业安全生产的核心，必须不断优化煤矿机电设备故障检测诊断技术，以保证矿山机电设备的长期稳定运行。

参考文献：

［1］张洪伟．试论煤矿机电设备中故障检测诊断技术的应用［J］．中国科技纵横，2012（9）：563－564．

［2］孙新城．浅析煤矿机电设备维修中故障检测诊断技术的应用［J］．企业技术开发（学术版），2011，30（9）：270－271．

［3］吴蕴华．煤矿机电设备的故障检测与诊断方法探讨［J］．科技与企业，2014（20）：174－176．

作者:张树华 单位:山西省煤矿节能监测中心

第四篇：煤矿隔爆型真空馈电开关故障诊断探析

摘要：

矿用隔爆型真空馈电开关在日常进行维护与检修时，也存在着检修不便和不易于找出故障点等问题，增加了开关检修所用的时间，降低了工作效率。在馈电开关进行技术升级中，可根据快速检修这一基本要求，将开关之中的全部元件划分为可插拔的真空断路器模块、电源模块、三相电抗器模块、继电器模块和综合保护模块以及插件板模块。通过专用工具，可以实现迅速使开关重新正常工作的目的。从而使得开关检修所用的时间大幅缩短，能够在很大程度上减轻煤矿生产所受开关故障的不利影响。

关键词：

隔爆型真空馈电开关；故障诊断；矿用开关；馈电开关；模块化设计

目前，在煤矿低压供电系统中普遍使用矿用隔爆型真空馈电开关，定期对该类开关进行必要的维护与检修，已成为确保煤矿安全生产的主要事项。但在日常进行维护与检修时，也存在着检修不便和不易于找出故障点等问题，增加了开关检修所用的时间，降低了工作效率[1]。因此，急需将馈电开关进行技术升级，以利于快速找出及排除各种故障。文章研究的设计目标，就是把馈电开关之中不同的电器元件整理成数个能够自由插拔的模块，这样通过专用工具，轻松、顺利的将其进行拆卸；在开关出现了故障时，只要按照门盖液晶屏上给出的故障指示，找出故障元件所属的模块，并将该模块“抽出”，然后，替换上一个新的备用模块，就能够迅速使开关重新正常工作。这样，不仅能够大大的提升发现故障的准确率，还能够使检修所用的时间更少，大大提高工作效率。

1馈电开关模块化设计方案

在矿用隔爆型真空馈电开关中的所有电器元件，主要由以下的装置构成，即综合保护装置、真空断路器、以及零序电流互感器与三相电流互感器等，根据快速检修这一基本要求，本研究将开关之中的全部元件进行6个模块的划分。其中，真空断路器模块包括真空断路器，电源模块主要包括控制变压器、熔断器和转换端子调整板等元件，三相电抗器模块主要包括变压器、三相电抗器和总分开关等元件，继电器模块主要包括时间继电器、中间继电器和整流桥等元件，综合保护模块主要包括整定按钮排、综合保护装置和合分闸按钮等元件，插件板模块主要包括多种不同类型的AZ型航空插座等。因为前4种模块更易于出现故障。所以应把前4种模块都调整到开关主腔的外侧。而且，由于真空断路器模块和别的模块不能相连，故要用绝缘隔板来分隔开[2]。插件板模块中，可安置数个类型均不同的航空插座。所以，不包括插件板模块在内的其余5个模块，可各自引出所需的插头直接插在与该模块相对应的指定插座中。这样，就可完成馈电开关之中不同电器模块在电路上的连接。为了能让航空插座和模块的插头之间插拔更加方便，可在开关主腔的最下面安放插件板模块。综合保护模块属于一种人机交互型的模块，它含有两大组件，一个是操作按钮板，另一个是综合保护装置，这两大组件之间的连接通常通过插接式的接线端子来实现，都是在主腔前门盖的内侧部位安放，所以故障发生率较高[3]。此时，可在主腔后面的位置加放1个后腔，用这一位置来安放不易于出现故障的阻容吸收装置、以及零序电流互感器与三相电流互感器等组件。

2馈电开关各模块快速插拔机构设计

在新型馈电开关之中的所有模块都是选择可插拔的方式。首先，在考虑每一模块在开关所处的空间位置后，于开关外壳的内壁部位设计和它尺寸相符合的滑道，以利于不同模块能够通过模块板顺着彼此所处的滑道拉出或者推进主腔的腔体；其次，应改变以往固定每个模块方式，摈弃以往所用的组合螺栓，将各个模块（不包括真空断路器模块）都选择GYT-13005这一型号的快速夹具来做固定，这样，无论开关里面的哪一个电器元件出现问题，只要把快速夹具马上放开，同时，顺着滑道把出现问题的元件所属的模块迅速拉出，再以一个新的模块备件将它替换，就能够让开关迅速重新正常工作。此外，由于真空断路器所选择的结构为通常为三相插接式，所以要把断路器的进线和出线接线板的结构调整为插板式。

3馈电开关各模块故障诊断技术实现方法

3.1真空断路器模块的诊断原理

这一模块主要是由真空管、辅助接点与吸合线圈控制线所构成，通过阻容减压电路，来对真空管两个端部位置的电压情况进行采集，以判断出真空管是处于接通状态还是未连通，针对吸合线圈进行供电的交流电压是127V，吸合线圈两个端部位置的交流电在对光耦供电之前，要先进行整流滤波[6]，这样，参照采集到真空断路器现在的通断状态，并将其与真空管与吸合线圈现在的通断状态进行对比，就能准确地判断出这一模块是否发生故障现象。

3.2继电器模块的诊断原理

给继电器吸合线圈进行供电的交流电压是36V，把吸合线圈两个位置的交流电经过整流滤波以后对光耦供电，能够采集到继电器现在的吸合状态；继电器的输出节点采用故障诊断处理电路来采集其是否通断的状态，同时对比节点与吸合线圈现在的通断状态，从而准确地判断出这一模块是否有故障发生。

3.3三相电抗器模块诊断原理

三相电抗器里面的输出线圈属于低压性质，它的三相输出线均是为光耦进行供电，以指示出现在电压的状况[7]，单片机经对获得所有信号进行分析，并根据断路器在出线侧的带电情况，可准确判断出电抗器的状态正常与否。

3.4综合保护器模块诊断原理

在综合保护器上设有RS-485型号的通信接口，故障诊断电路借助该型号的接口和保护器之间实现通信。同时，监测开关的各项参数，以及将参数指令及时、准确的读取并传送至综保装置，如果综保电源现在是有电状态，但无法把电网所有参数都正常的返回，那么，就可判断出保护器是处于异常的工作状态。

3.5控制电源模块诊断原理

这一模块中设置有2根高压进线，通过控制变压器、及保险丝与转换开关，可向综合保护器与继电器输出所需的低压，同时为故障诊断装置进行供电；对控制变压器中的2根高压进线实施阻容降压后，为故障指示灯进行供电。在这时，故障诊断部分控制继电器中的常闭节点引起指示灯信号消失，在变压器模块发生问题之后，故障诊断的所有装置停止运行，继电器由于失电闭合而引起故障指示灯发出信号，这样，就给出控制电源模块的故障信号。

4结束语

通过上述设计，就会显现出很大的优点，当出现故障时，不是忙于“现场检修”，而是进行“模块替换”，从而使得开关检修所用的时间大幅缩短，能够在很大程度上减轻煤矿生产所受开关故障的不利影响[4]。此外，煤矿隔爆型真空馈电开关通过本技术升级以后，就无需再安排更多的故障检修人员在生产过程中进行随班检修，这样大大减少了人工费用。而在故障模块被升到井上之后，还可通过各种适合的检修工具进行专业化的修复，这样不但更有利于修复故障元件，大幅提升修复的成功率，还能使煤矿的生产开支更为降低，非常值得推广和应用。

参考文献：

[1]王荣刚，袁启新，靳迎泽，等.对井下电气开关设计的新思路[J].煤矿现代化，2011（6）：69-70.

[2]李胜宇.隔爆型智能化真空馈电开关在煤矿井下的应用[J].陕西煤炭，2015（1）：214.

[3]曹珍贯，吴永祥.矿用低压隔爆型馈电开关监控软件的设计[J].黑龙江科技信息，2014（26）：170-171.

[4]宋建成，石宗义，师文林，等.单片机在矿用隔爆型真空馈电开关中的应用[J].煤炭科学技术，2015（1）：152.

作者:吕鹏云 赵峥 聂君君 单位:济源市煤炭高压开关有限公司

第五篇：煤矿综掘机械设备维修故障诊断技术研究

摘要：

探讨和分析温度在线监测诊断技术、振动检测诊断技术、超声波无损检测技术、油液磨屑及铁谱分析技术、红外热成像诊断技术等综掘机械设备的故障诊断技术，为下一步提高设备维修水平，促进矿井健康持续发展奠定坚实理论基础。

关键词：

综掘机械；设备维修；故障诊断技术

引言

随着我国煤炭生产的机械化与自动化程度不断提高，综掘机械设备的使用频率随之增加，综掘设备的维护、维修也相应变得复杂、棘手。加之煤矿综掘机械设备经常在极其复杂、恶劣的环境中运作，设备经常发生问题、故障，造成煤矿各类生产事故频发，对煤矿生产效率带来了很多不利影响。因此，一定要高度重视煤矿综掘机械设备的故障诊断和维修工作。

1故障诊断技术概述

设备故障诊断技术重点是通过防护措施事先发现故障，因此如何事先发现故障十分关键。在不影响正常生产的基础上，应对设备运行现状进行把握，即对设备的一系列参数是否在要求范围之内进行把握，借助仪器设施能对煤矿综掘机械设备运行情况进行检测，从而获得要求的数据和参数。再通过一些方法进行评估和分析，对是否面临潜在故障进行确定，进而将事先的防护工作做好，尽量缩小故障范围。总之，故障诊断技术是立足于传感器技术、信息技术、计算机技术，对工作状态进行检测，取得机械设备的工作参数，再评估机械设备的运行性能与稳定性、安全性，且评价和识别不正常情况的位置、原因、危害性等实施相应策略，这种技术不但可对当前情况进行检测，还可以对以后的情况进行预测[1]。

2故障诊断技术的应用

2.1温度在线监测诊断技术

在运行过程中，如果煤矿综掘机械设备温度超出了正常运行过程中的温度，就说明存在不正常现象。在较易产生热量的传动或转动位置，将温度传感器安装在滚动体、齿轮、铰链、轴承等位置，且对有关位置的温度进行在线监测。例如，煤机截割滚筒里面的轴承由于受到摩擦而发生严重磨损，那么轴承与滚筒支承轴承部位的温度会升高，而相应的温度传感器温度也变得异常，这样能对滚筒运行存在的不正常情况进行判断，且可对形成不正常情况的源头进行定位。在不间断监测这一系列位置且记录历史数据的基础上，可将采煤机运行情况体现出来，还可实时发现故障，并对故障的发展趋势和状态进行预测。作为一种检测诊断方式，温度在线监测诊断技术的优势是，可灵敏、迅速、准确地体现设备运行情况，而不足之处是在诊断电气系统方面存在一定局限性，在设计与安装热电偶传感器上的要求非常高。

2.2振动检测诊断技术

对运行中的煤矿综掘机械设备而言，不管是转子的不足，还是联接和支撑系统上的问题，都可能导致不正常振动[2]。煤矿综掘机械设备非异常运行过程中的振动量，在频域与时域上都具备相应数据特性，如果检测出振动数据的特征量与正常运行状态下的规律性不相符，就能断定机械设备存在故障或不正常现象。以此为依据，通过振动检测技术对工作过程中的煤矿综掘机械设备是否存在故障或不正常情况进行检测非常简单，能以图表形式呈现数据特征量规律[3]，因此，这种检测技术在实际生产中被广泛应用。

2.3超声波无损检测技术

作为一种先进检测技术，无损检测一般用来诊断和检测煤矿综掘机械设备。其中，普遍应用于煤矿综掘机械设备的是超声波无损检测技术。超声波检测仪器非常灵敏，声波穿透性非常强，能对煤矿综掘机械设备一些重要零件的损伤进行检测，且对损伤位置的使用年限进行评价，进而断定是否更换或维修[4]。煤矿综掘机械设备存在不少焊接件、锻件、铸件。针对焊接件来讲，为确保焊接支架安全性与构造完整性，务必检测焊缝，一般借助超声横波检测焊缝。在轴颈、凹槽位置存在锻件损伤，通常是不拆卸主轴而通过超声探测周向或端面。铸件有着复杂形状，晶粒的组织不均匀且粗大，会增加干扰，使得信号强度减轻，为此检测时需借助低频直探头。

2.4油液磨屑及铁谱分析技术

在煤矿综掘机械设备工作中，由于金属互相摩擦形成磨屑，且会落到润滑液当中。铁谱分析是通过强磁力分离油液当中的金属磨屑，通过分析这些磨屑，进而对设备运行情况是否面临不正常情况进行判断。铁谱分析仪器可分为旋转式与直线式两种，在煤矿综掘机械设备中已广泛应用的是旋转式铁谱仪。铁谱分析技术的工作原理是，使存在磨屑的润滑油经过一个高梯度与高强度的磁场，通过磁场力分离润滑油当中的铁磁性磨屑，并结合磨屑大小在基片上沉淀，便于分析与观测。可借助显微镜实施观测，通过光密度测量仪定量测量磨屑分布，借助磨屑的浓度、成分、形状、大小等对设备的磨损位置、种类、原因、程度进行推断。

2.5红外热成像诊断技术

红外热像仪是通过光学成像物镜与红外探测器对被测目标的红外辐射信号进行接收，通过红外光学系统在红外探测器光敏源上借助电子扫描电路扫描被测物红外热像，且向电信号转换，在进行放大处理后向标准视频信号转换[5]。借助红外热像仪监测煤矿综掘机械设备表面辐射的红外热能，及时生成热图像，探究图像当中不正常的温度点加以测量，进而诊断设备故障。通过非接触在线手段，红外热像仪能对煤矿综掘机械设备表面的温度改变和分布场进行诊断，实际上没有接触在线测量温度，进而使温度传感器难以布线的情况得以解决。借助红外热成像检测可及时发现煤矿综掘机械设备面临的不正常热状态情况，且探究潜在故障位置，进而在线诊断设备故障。

3结语

煤矿综掘机械设备是矿井安全生产过程中的重要组成部分，在煤炭企业的安全生产中起着至关重要的作用。而设备运行中存在的一些问题必然会严重影响矿井的经济效益、社会效益及职工生命财产安全。采用先进的故障诊断技术，能积极判定综掘机械设备运行状况，对设备出现的问题、故障进行早期预测，当故障发生时，依据实际情况迅速排除问题，促进矿井快速恢复生产。

参考文献：

[1]母晓斌.煤矿机电设备故障诊断及维修技术[J].中国新技术新产品，2010（10）：147．

[2]吴舰.基于小波分析的煤矿机电设备故障检测关键技术应用研究[J].自动化与仪器仪表，2011（5）：40-46.

[3]王红君.基于小波分析和神经网络的电机故障诊断方法研究[J].电气传动，2010，40（3）：69-73.

[4]董明.超声检测技术在煤矿机电设备安全检测中的应用[J].矿山机械，2013，41（2）：124-126．

[5]朱茂明.运用故障诊断技术进行矿山机电设备维修[J].煤炭技术，2009（2）：26-29.

作者:朱建江 单位:山西兰花集团公司伯方煤矿