浅谈故障检测诊断技术在矿山机电设备中的应用

【摘 要】随着科技技术水平的不断提高，机电设备在现代化生产中的作用越来越突出。机电设备的安全运行是保障整个机电设备顺利运行的关键环节，设备运行的过程中故障的产生会产生难以估量的损失，若引发重大安全事故，则会造成灾难性的后果。因此为了防范于未然，一定要保证设备的安全性。文中笔者对矿山机电设备故障检测技术的定义和特点进行了探讨并以此为技术对其应用领域进行了分析，以期促进该问题的解决。

【关键词】矿山机电设备；故障诊断；技术

我国大型矿山设备的维修方法和设施基本上是实施计划经济体制的模式，与世界上其他国家相比有较明显的差距，很难满足我国经济社会发展水平的需要。 只有加强设备的状态监测与故障诊断，保障好矿山机电设备的安全性，才可以充分发挥这些机器的作用，更好的为企业的发展保驾护航，从而有效推动我国经济的持续高速发展。

1.故障检测诊断技术的相关概念

故障的产生多是由于机器的瑕疵或暂缺陷的发展使机器的性能丧失殆尽，已经不能继续维持作状态。故障检测诊断技术就是根据设备运行时二次效应（状态信号）所反映的特征，快速定位，准确的发现问题所在，并且快速的解决问题，确保安全生产。故障检测诊断技术包括故障检测与故障诊断，二者统称为故障检测和诊断（FDD）。故障检测诊断技术具有如下特点：

故①较强的目的性。②技术的复合型。③理沦向实践转化迅速。诊断的目的就是要发现机器运行过程中的故障并运用相关的技术，对故障准确的分析，在此基础上制定措施，以保障生产的安全性。诊断及维修涉及摩擦力、动力以及物理学等相关理论，多个学科；是一个多学科综合的行业，另外一切诊断方法和维修技术都要冈时而定，处理的结果和原理甚至可以立刻向实践转化，并应用于实践。

2.故障诊断技术在煤矿机电设备中的应用

2.1矿井提升机检测与故障诊断

矿井提升机故障诊断。

提升机是矿井生产以及运输过程中其关键作用的基础设备之一，其在矿山生产中具有举足轻重的地位和作用。矿井提升机主要担负着提升原煤、矸石的作用，另外还可以用于下放生产材料以及升降工作人员的任务。保障提升机的运行过程总的安全性，对于一个矿井的正常运作具有极为重要的作用及意义。它不仅关系的矿井生产过程顺利与否，同时也对煤矿工作人员的生命安全问题产生极大影响。因此要保障煤矿工作安全顺利的进行必须要重视矿机提升机的故障诊断问题。一旦发现问题必须及时分析问题发生的原因，评估是再次发生的可能性，并针对该问题提出详细的维护方案，尽量减少故障的发生。在这一方面曾有学者提出矿井提升机的故障主要有两种，即“硬故障”和“软故障”。硬故障”指的是因为设备中一些特定的参数超出了限制而表现出的故障，“硬故障”的发生往往以“软故障”为前提，从这一点定位来看，对“软故障”的及时预诊并且在此基础上进行那个定位检修极为重要。由于该项基础设备关系到矿山运作的安全，属于重要基础性设备之一，为了确保这一领域的安全性，我们国家许多科研机构和科研人员都进行了大量的研发工作，如中国矿业大学研制的KJ46型矿井提升机状态监护系统、Ascc型全数字提升机控制系统等都包含了故障诊断技术的功能，取得了比较好的效果。

笔者通过对大量实际的工作的总结发现，矿井双筒提升机经常会发生松绳现象，这类事故一旦发生将会对整个矿井产生不可估量的损害。对此笔者自己总结了一些经验，认为可以用一种简单实用的松绳检测装置来解决该问题。这个简单装置主要由单片机以及霍尔传感器两部分组成，分别安装一周小磁钢于提升机每个天轮一侧，并在适当位置安装霍尔传感器检测两天轮的转速，在正常运行（即无绳）时，两天轮的转速卡H同，则两个传感器输出的计数脉冲个数基本相同，该装置内单片机计算出的两天轮的行程差几乎为零；当钢丝绳出现松绳现象时，两天轮的行程不同，该装置可计算出两天轮之间的行程差，当行程差达到预报警值时发出松绳报警信号；当行程差达到设定要的预报警值的时候，该检测装置便会发出报警控制信号，使提升机及时刹车，从而达到有效保护设备的目的。

2.2采煤机工况检测和故障诊断

近年来我国国产采煤机的整体水平已经有了较大的提高，但是与国外先进的采煤机的技术水平相比，国内生产的采煤机的技术水平还是比较差的，同发达国家的先进水平相比差距更大。譬如检测范围狭窄、检测参数满足不了需要，对故障检测的功能本上是缺失的。为了从根本上改善我国国产采煤机检测的现状，提高国产采煤机生产的技术水平低的落后状况，“九五”重点科技攻关计划将一项先进的故障检测系统收入到其中即“电牵引采煤机工况检测及故障诊断系统”。该故障检测诊断系统主要有：①工况检测及故障诊断单元。②机身检测单元。③变频器通信单元。④高压控制箱检测单元。⑤左、右摇臂检测单元。⑥对152.4m毫米显示单元进行检测。就目前已经取得的效果来看，该系统具有明显的实用性，是在此领域所获得的一个较大的突破，有望通过其彻底解决上述难题。

2.3通风机的检测诊断技术

文章通过对相关产品的详细研究，发现现阶段仅有极少收故障检测诊断的产品用于通风机的故障检测机诊断中，比较典型装置是江西煤炭工业研究所研制的KFCA型通风机集中检测仪、煤炭科学总院重庆分院研制的FJz型矿井主风机在线监测与故障诊断仪。其主要特点是：十六位中央处理器、丰富高效的指令系统、4通道10位A/D转换器、高速输入/输出接口、八个中断源、两个十六位定时器、十六位监视定时器和具有多用途的接口。另外，因为有关通风机检测以及诊断技术的研究在国内仍然较少，因此在实际工作中可以借鉴的东西很少，笔者希望自己的研究可以起到抛砖引玉的作用，并且希望该问题能够更快得到解决。

2.4矿用高压异步电动机的检测技术以及诊断技术

矿用高压异步电动机在矿山生产中的地位也及其重要，一旦发生故障，不仅仅会给煤矿带来较大的经济损失，还会影响到煤矿正常的生产运营。现代信号处理技术和人工智能技术的出现和应用使异步电动机的故障诊断变得较为得心应手，取得了较好的效果。通说认为异步电动机故障检测与诊断方法主要有：①磁通检测②电流高次谐波检测；③局部放电检测。具体三种检测与诊断方法的优缺点如下：（1）局部放电检测在检测高压电器方面比较方便，但是对低压电机的检测效果则相对较差；（2）电流高次谐波检测具有不收高低压限制的优点，但是由于其操作复杂，操作人员必须具备良好的专业知识方能使用，因此应用也受到了一定的限制；（3）磁通检测与局部放电检查方法相同在对高压电器检测方面比较方便，但是由于其对弱信号的检测能力较差，需要专门的设备辅助检测，因此应用同样受限。

3.结语

故障检测诊断技术在矿山机电设备的检测中具有重要作用，对于保障矿山设备及员工的安全具有重要意义。为了提高故障检测诊断技术的水平，需要对机工、电工和相关领域的工作人员进行专门培训，提高其自身的安全生产意识以及应急反应能力。以便更好地适应扩大化的生产的需求，进一步推进我国经济的高速发展。

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