煤矿胶带运输系统故障数据的分析与应用

摘要：为了更好的对煤矿井下胶带运输系统的故障进行在线故障排查，帮助技术人员迅速发现故障原因，根据相关参数信息对故障进行预警。提出了几种分析方法，对故障参数信息、故障相关参数信息、相类似故障信息3个方面进行了对比分析。从而找到故障与导致故障的信息之间的变化关系，并形成煤矿自己的故障知识库。从而解决了井下胶带运输机在线故障排查的、故障预警的难题。

关键词:煤矿;胶带运输;故障分析

中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)10-2393-02

Data Analysis and Application of the Coal Mine AdhesiveTape Transport System Failure

ZONG Rui-mei1,HUANG Xing2

（1.Wanbei Coal Group Meng Mine ,Huaibei 235200,China; 2.Xuzhou Coal Mine the Cosmopolitan Communications Equipment Co., Ltd. Xuzhou 221116,China）

Abstract：In order to better online troubleshooting the failure of the coal mine adhesive tape transport system to help technical personnel quickly discovered the cause of the malfunction, failure early warning in accordance with the relevant parameter information. Several analytical methods, the fault parameters, fault parameters were compared relative to the three aspects of the similar fault information. In order to find the changes in relations between the fault and cause a malfunction of the information, and the formation of the failure of the coal mine own knowledge base. To solve the problem of underground belt conveyor line troubleshooting, fault warning.

Key words：coal mine; tape transport; failure analysis

目前国内大部分大型煤矿都实现了胶带运输机的集中控制，在地面可以实现对井下胶带运输机的控制，同时可以采集到运输机的各种运行参数。确实提高了煤矿的生产效率，减少了井下岗位工，提高了煤矿安全。但是，实现了针对采集到的数据进行深入的分析，为故障排除、故障预警的很少。该文根据孟庄煤矿的特点和实际情况，对胶带运输系统的故障等数据进行了较深入的分析，从几个方面进行数据的对比、汇总、分析，从而为故障排除、故障预警提供帮助。

1数据来源

矿井下已经实现地面集中控制的胶带机有23条分布在3个采区。每一个皮带对应一个PLC控制器，PLC控制器直接通过总线的方式进行互联。每个采区有一个带有以太网模块的Plc控制器作为主站，主站通过井下工业以太环网，向环网、地面传输和接收数据。在井下实现了对单个皮带、采区皮带的就地控制，在地面也可以对胶带机进行控制、连锁集中控制。在胶带机集控室可以监测到胶带机的电流、电压、带速、温度、跑偏、拉绳、烟雾等参数信息。当系统发生故障报警信息时候，系统自己记录到数据库。本系统要分析的故障数据来源与集控室上位机已经采集到的实时和历史数据。

由于XX矿所有的井下胶带机控制方式、各种参数信息、保护信息一致。所以该文以戊二采区平巷皮带为例进行分析。

2故障点数据分析

在胶带机运输系统运行工作中，会产生很多的故障数据信息，如胶带的各种保护故障信息、电流、电压、温度等模拟量故障信 息。本节以电机轴承超温故障信息为例进行分析。当胶带机电机过载或电机有机械故障等原因时，会导致电机轴承超温。温度的变化是一个缓慢的过程，通过正常情况下的温度变化同出现故障情况下温度变化的对比分析，找到发生故障的可能原因，甚至可以早期发现一些故障发生的先兆，为胶带的故障预警提供帮助。

正常情况下在胶带运输机启动时，温度会持续上升，当温度上升到45 C°左右时候，温度不在持续上升，而是以45 C°为基准上下5 C°这个范围内波动。在胶带机启动进入正常工作状态后的温度波动变化趋势曲线如：

从上图可以看出在胶带机启动后，温度会缓慢上升，当到达一个值后，温度比较平稳。然而当胶带机上有大煤块、堆煤等情况时候会导致电机过载，当电机过载的时候，轴承温度也会明显的上升。同时当电机减速机、滚筒发生机械故障也会导致电机的轴承的温度上升。

当温度超过限制时，系统产生一个故障，胶带机会自动停机，从而温度也就持续下降到巷道温度。不同的故障条件导致温度上升的速度和上升范围是不同的。下图是一种故障时候温度变化的曲线图：

经过分析发现，当电机相关机械部分出现严重故障前的很长一段时间内，轴温是很缓慢的持续上升的。因此我又对轴温进行了月、日、班等时间段的平均值、最大值、最小值进行统计分析，从而更加细化了对这一参数的分析。通过这几个时间段内的数据对比分析，很好的对几次小的机械故障进行了预警，避免了大故障的发生。

经过对大量的电机正常运转状态下的数据、故障发生过程中、故障发生后的温度数据分析，在电机正常运转时，温度从正常值到超温值，这段时间温度的变化率随故障的不同而不同。由于运输的不均衡，会导致胶带机的过载，过载的温度变化比较快。而当电机机械内部出现故障时，温度是在缓慢的上升的。从而通过对温度数据的分析，为找到故障原因及预防大故障的产生提供了技术分析。其他故障数据的分析同轴温相似。

3相关参数分析

针对轴温这一参数而言，在温度上升的同时，电机的电流、电压等参数信息也是有相应的变化。我们首先把所有的系统记录的故障参数进行了分类汇总，找到所有可能的关联参数信息，并管理起来。当一个参数发生超限时，同时调出相关参数。针对相关参数，进行时间段内的对比分析。找到他们直间的关系，从而更加准确的判断故障的原因，更加准确的预警故障。

4相似故障分析

对同一种故障，系统自动汇总同一类故障最近20次发生的时间、部位。然后对比分析每次故障时，故障数据、相关参数的变化趋势、曲线。找到相似的规律，为更加准确的排查故障、预测故障提供依据。

5结论

该文通过对矿井胶带运输机故障数据的时间段内趋势曲线对比分析、对故障相关参数的对比分析、通过对相似故障的对比分析。为排查故障、预警故障提供了一个好的方法。并在孟庄煤矿得到了很好的应用。减少了煤矿的随时，大大提高了生产效率。

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