矿山设备故障诊断技术探讨

摘 要 在当今时代，社会不断进步，科技不断发展，这些改变都给人类的生产和生活带来了翻天覆地的变化。由于煤矿科技的发展，设备故障诊断技术也在煤炭行业中得到了广泛而有效的运用。它推动了煤矿技术的不断革新，也促进了我国煤炭行业的发展。本文从煤矿开发角度，对矿山设备故障诊断技术进行了全方面的探讨，阐述了矿山设备故障诊断技术的内涵和特点，并着重介绍了煤矿设备中故障诊断技术的应用。

关键词 矿山科技；矿山设备；故障诊断技术

中图分类号TD1 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）64-0113-02

随着自动化水平的不断发展提高，工业生产中的设备应用起到了不可估量的作用和影响。但是由于科学技术的不成熟和机电操作的机械性等弊端，矿山设备在实际运动和操作中总会发生各种故障和失误。这样不但容易造成重大的国家经济损失，而且还可能形成灾难性的伤亡和恶劣性的影响。所以矿山设备的安全可靠是非常重要的。故障诊断技术能够有效的运行和维护矿山设备，降低发生矿难的机率。笔者将从以下几个方面进行深入的探讨和分析。

1 故障诊断技术的内涵

1）故障诊断的技术有5个基本环节。这5个环节分别为运行信息采集、信息整理分析、信息参数对比、明确故障状态、诊断方案提出；

2）故障诊断的技术有五项基本技术。

（1）数据模型建立。矿山设备在运行过程中会产生许多不同的参数，而这些参数则与故障的产生和设备的状况有密切的关系。所以可以建立一种能够准确反映设备状况和产生故障的参数之间关系的数据模型。这种模型的建立有利于加强对矿山设备状态和故障的检测；

（2）信息收集技术。这是一种准确收集和测量各种信号和参数来反映矿山设备状况的技术。它主要是依靠收集、贮存矿山设备上传感器产生的各类信息来实现的；

（3）信息处理技术。收集的各类信息存在着有用和无用两种可能。无用的信息不能够被用来判断设备的实际状况。所以必须对采集的信息进行适当的处理，转化为人或机器可以读懂的有用信息。信息只有经过处理才能达到信息收集的基本目的；

（4）整理分析技术。它主要是对经过处理的信息进行整理和分析，然后和矿山设备运行正常时的参数进行对比，以判定矿山设备的状况，确定设备故障的类别和原因；

（5）预测技术。在各类信息整理分析之后，根据信息对比，评估出各种零件的剩余寿命和设备故障的程度及潜在危险。

2 故障诊断技术的特点

1）目的明确。设备故障诊断的基本目的就是要判断设备的运行状态，检查发生故障的部位，分析产生故障的原因，最终制定出合理有效的诊断方案；

2）实践性强。所有的信息收集、分析和诊断方案，维修技术都应该以设备实际状态为依据，而且维修结果也会很快的在实际操作中得到验证；

3）交叉性强。任何一个设备的内部结构都是非常复杂的，包含了多种原理。所以故障的诊断会涉及材料学、化学、机械制造、电气等多方面的专业知识。

3故障诊断技术的应用。（以矿用提升机和采煤机为例）

1）矿用提升机的检测和故障诊断。矿用提升机的主要任务是运送原煤、输送人员、升降设备，是矿山生产、运输的重要设备之一。矿用提升机的故障主要可以分为软故障和硬故障两种。硬故障主要是指一些特定参数表现出超限的现象。这种故障应该用保护装置加以处理和解决。但是软故障需要许多参数经过收集和分析，才能诊断出故障来。软故障所涉及的参数和变量多，所以软故障的判断偶然性大、准确率低。但是软故障却为硬故障的发生埋下了强大的隐患，所以不能够忽视软故障，应该加强对软故障的检测和诊断。为了保证提升机运行的安全有效，大量的科学人员展开了各种各样的研究工作，获取了不取实质性成果，研发了许多检测诊断提升机运行状态的装置；

2）采煤机故障诊断。国产采煤机有许多局限性，其主要表现为检测的范围不够全面，检测的参数较少，大都无故障诊断的功能。国产采煤机的各种弊端降低了采煤机运行的安全性，大大缩短了采煤机的可使用寿命。

（1）采煤机机身、高压控制箱以及左、右摇臂检测单元；

（2）变频器的通信单元。变频器可以检测出工况参数，并且具有独立显示屏，可以显示出采煤机牵引速度、电机电流、输入电压等各种参数，并且具有过压、过流、欠压、过载、温度保护等多种功能。该单元的主要功能就是将变频器所检测收集到的信号传入工况检测和设备故障诊断中心。检测中心会采取相对应的处理方法，并进行图表或中文方式的集中展示；

（3）工况检测和设备故障诊断单元。这个单元使用Windows系统，嵌入计算机之中。此单元和采煤机的控制中心采用的是通信方式，如果设备故障的诊断单元检测出有故障发生，屏幕上会马上显示出故障的类别，并且向设备控制中心发出保护、修复的信号。设备控制中心就会采取相对应控制措施，如故障保护、声光报警等；

（4）检测单元。一块1024×768分辨率，7英寸的彩色显示屏和相关的电路构成了该显示单元。这个单元所显示的内容主要包括，采煤机的工况参数、操作及运行状况、报警提示以及设备故障诊断的结果等。

矿山设备故障诊断技术是以传感器技术、微型计算机技术、信号收集处理技术等多种学科为一体的综合性技术。这种技术最先起步于工业发达的国家，而且发展迅猛。所以我国现在也要注重矿山设备故障诊断技术的研究、发展和应用。矿山设备故障诊断技术不仅仅局限于对机电设备故障的维修及平时保养，当代先进的设备诊断技术是对产品不断升级、改造和创新。

矿山设备故障诊断技术的广泛运用，有利于降低矿难事故的发生率、矿山设备维修的费用、甚至可以全面深刻地揭露矿山机械设备的故障状况，准确及时地发现设备隐患，迅速的采取相对应的解决措施。所以可以极大地提高矿山设备的可靠性及安全性。矿山设备故障诊断技术不仅使事故发生率减少了，而且也使煤炭产品的数量和质量得到了提高，实现了经济效益和社会效益的统一。

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