矿山机电设备故障检测方法研究与分析.pdf

煤炭新视界CHINA COAL VISION煤 矿 机 电矿山机电设备故障检测方法研究与分析杨兆龙（六盘水市水城区应急管理局，贵州 六盘水 553000）摘要：为了提高煤矿企业的作业和安全保障能力，分析了矿山机电设备故障检修的重要性、机电设备常见故障及成因。为改进机电设备故障检测方法，提出智能化故障检测方法、设备无损检测方法和光学检测方法。关键词：矿山机电设备；故障检测方法；维护管理中图分类号：TD63文献标识码：A0引言矿山机电设备在运行过程中有时会发生故障，会影响煤矿工程进展。为了确保维修和管理工作达到预期效果，必须充分利用故障诊断技术，根据机电设备的运行原理和故障诊断技术的特点，及时解决设备故障。因此，对矿山机电设备故障的检测方法和维护管理措施进行研究，对煤矿产业的发展有重要意义。1矿山机电设备故障检修的重要性目前，我国的煤矿产业正在逐步从单一性转向多元化。企业和产业的升级转型需要快速提高作业和安全保障等方面的能力，同时需要与新时代煤矿产业实际情况相适应，以提高经济效益和社会效益。在煤矿生产过程中，井下作业是非常重要的一个环节，其稳定性直接影响矿井的开采进度和质量。井下的机电设备是保障井下作业顺利进行的主要工具，其失效将带来巨大的安全隐患，因此加强对机电设备故障的检测有重要意义。首先，通过对机电设备进行检修，可以确保设备的稳定性和正常运行。煤矿井下的环境相对复杂，机电设备在工作过程中受到诸多环境因素的影响，导致内部磨损和外部损伤，进而使其性能显著降低，易发生故障。通过科学有效的检修方法排除设备故障，提升设备性能，将极大地提高地下采矿的工作效率。其次，通过对机电设备进行检修，可以提高矿井作业的安全性，降低机电设备故障对人身安全的威胁，降低危险事故的发生率。一旦机电设备发生故障，可能导致突然停机、停电等情况，进而引发严重的安全事故。因此，对煤矿井下的机电设备进行全面检修，消除煤矿中的安全隐患，对安全生产有非常重要的意义。最后，煤矿井下的机电设备检修对改进检修工艺和创新检修方法也有重要意义。井下机电设备种类繁多，在持续检修过程中，可以不断总结经验，探索出科学的故障排查方法，推动检修方法的完善和相关工艺的创新1。2矿山机电设备的常见故障在矿山开采过程中，许多机电设备需要长时间持续使用，甚至需要 24 小时连续运行。在高压高负荷的使用条件下，机电设备容易出现故障。机电设备的常见故障可分为以下三个类别。2.1 初期磨合阶段的故障通常情况下，新的机电设备在初始磨合阶段容易出现故障。这是因为新设备在开始使用阶段，其结构都是根据设计尺寸进行匹配的。然而，在安装过程中，如果设备的定位精度存在差异，或者安装精度不足，都会导致传统系统出现磨损。在设备运行过程中，还会出现振动和较大的噪声，严重情况下可能导致设备局部发热，最终导致卡滞等现象发生2。2.2 稳定磨损阶段的故障经过磨合阶段，机电设备会进入稳定磨损阶段。由于矿山的施工环境相对恶劣，设备容易受到腐蚀性气体的侵蚀或电磁的干扰。此外，在多尘潮湿的环境下，设备的连接状态也可能受到影响，因此需要进行定期检修和维护。具体来说，在稳定磨损阶段，常见的故障包括液压系统的冲击和发热、掘进机传动系统的噪声、风扇轴承的磨损等。因此，需要针对这些常见故障进行有针对性的分析，并基于各项参数进行合理控制。2.3 急剧磨损阶段的故障经过长时间的稳定运行后，机电设备会进入急剧磨损阶段。这指的是相应部件出现严重磨损，影响其质量和性能。这些故障通常是不可逆的，必须更换相52CHINA COAL VISION煤炭新视界煤 矿 机 电关构件。具体来说，急剧磨损阶段的故障主要包括电气故障、设备过热和电压波动等问题，这些问题容易引发严重事故。3矿山机电设备故障成因3.1 长时间超负荷运转在长期超负荷运行过程中，机电设备容易发生故障，因此进行故障检测和维护保养工作至关重要3。在长时间的超负荷运转下，机电设备的使用性能可能受到影响，出现安全隐患，而在日常工作中如果没有对机电设备进行合理的维护、保养、检修，可能无法及时发现机电设备的故障隐患，容易导致机电设备突然停转。3.2 设备老化在长期运行中，受到内外压力的作用，机电设备会发生磨损和老化现象，导致工作性能逐渐下降。举例来说，一些机电零部件经过磨损后，刚度和韧性等性能会逐渐减弱，同时部件老化或部件间隙增大，摩擦系数也会增加，会导致机电装置发热并增加损耗，进而导致设备故障。3.3 设备润滑不及时在设备运行中，润滑工作也是非常重要的。如果零部件间的油膜被破坏，会导致零件间出现直接摩擦，若是无法得到及时润滑，也会导致设备故障。4矿山机电设备故障检测新方法4.1 智能化故障检测方法随着社会的全面进步，智能化技术在各个领域得到了广泛应用，在矿山机电设备故障检测领域，智能检测技术应运而生4。智能化系统可以完成对信息的采集和传输，并通过自学习机制对机电设备故障进行有效收集。在此基础上，智能技术可以模拟人脑思维，利用专家系统分析故障，快速确定故障类型。同时，在智能化技术的支持下，矿山机电设备的常见故障可以形成数据库，从而提高诊断效率和准确性，加快设备故障的处理速度。当被检测的设备出现异常信号时，智能数据系统能够提取信号并与故障档案库中的故障进行对比，从而确定故障类型。随着多次故障诊断的进行，还可以生成相应的历史记录，维修人员可以根据这些记录采取针对性的维修措施。因此，想要更好地发挥智能化检测方法的作用，需要建立并完善故障信息数据库，以更加高效地完成诊断过程5。4.2 设备无损检测方法目前，在钢丝绳和液压系统管路检测中，无损检测技术得到了广泛应用。无损检测技术包括多种类型，如电磁无损检测技术和超声波无损检测技术等，可以在不拆卸机箱、不破坏原结构的情况下进行检测。在矿山机电设备中，采煤机更容易发生故障，截割部传动系统也常出现振动异常6。传统的检测模式需要拆开机箱，检查内部齿轮是否正常啮合，这个过程既耗时又需要较高的人力成本。而通过无损检测方法，可以利用超声波穿透机箱进行检测，准确定位传统系统中的故障点和异常响动，不仅可以提高检测效率，还能提高诊断的准确性，可为后续的故障排除工作打下坚实的基础。4.3 光学检测方法由于机电设备的故障常常通过一些物理特性表现出来，所以可以利用光、热、电和声音等物理信号进行机电设备检测。传统的检测模式通常是对设备的特定点进行检测，并通过随机取样的方式对所有点的温度异常情况进行比较，以找出可能存在故障的点。然而这个过程繁琐且需要重复检测，耗时且需要投入大量人力资源。相比之下，应用光学检测技术只需要收集设备表面的热红外信号，将该信号转换成相应的图像和图形，进而快速进行故障判断，并采取相应措施。例如，利用红外热成像技术，可以有效收集设备表面的红外热能，之后以可视化的方式呈现设备的温度异常情况。总之，与传统方法相比，先进的光学检测方法能够提供更准确的检测结果，而且操作过程相对简单，能有效降低人力成本。5矿山机电设备故障的检测和维护5.1 矿井提升机故障的检测和维护提升机是矿井生产中的重要运输装置，对矿井的正常生产和矿工的人身安全都起着关键作用7。目前，在矿山作业中，普遍采用多绳摩擦提升机。然而，常见的问题是钢丝绳可能出现不平衡的情况，需要使用复杂的连接装置来预防故障，并及时发出预警信号，以起到及时检测和维护的作用。5.2 采煤机故障的检测和维护由于以往的故障诊断体系不够完善，为了更科学地判断采煤机的工作状态，需要采用更有针对性的故障检测诊断系统。当采煤机发生故障时，故障检测诊断系统能将相关信息显示在屏幕上，并将故障提示发送给专业人员，以便他们根据提示进行妥善处理。5.3 高压异步电动机的检测和维护随着信息技术的迅速发展，矿山机电设备故障诊断技术得到了进一步提升。利用人工智能技术，可以使机电系统的故障诊断更加科学和准确。在机电设备中，电动机常发生 3 种故障。一是定子绕组和电流高次谐波引发的故障，可通过电动机过流进行诊断。二是局部放电，可通过电流互感器和高频检测器进行检测与诊断。三是短路和接地故障，可通过定子电流的失衡性完成检测工作。53煤炭新视界CHINA COAL VISION煤 矿 机 电6矿山机电设备的管理和维护措施6.1 完善设备管理体系在 矿 山 生 产 过 程 中，机 电 设 备 管 理 工 作 至 关 重要。从引入新设备开始到投入使用，每一项数据都必须准确记录，以避免未来因数据不完整而导致维修工作受阻。为此，煤矿企业需要增强员工对安全生产的意识，使其明确自身的责任。同时，企业应不断完善机电设备管理制度，合理划分机电设备的运行和安全管理职责，设立专门的维修和管理部门，以确保安全生产目标的实现8-9。6.2 强化员工信息化素养在矿山机电设备管理和维护过程中，人力资源发挥着极其重要的作用10-12。因此，煤矿企业应该高度重视人才的价值，并针对矿山机电设备的实际情况开展人才培养和考核工作，建立一支信息素养高、能力强的管理和维修队伍，以有效实现信息化开采目标，充分发挥机电设备的使用价值。为此，煤矿企业需要积极构建完善的职工培训制度，提升员工的信息素质，使其能够熟悉各类机电设备和信息技术的应用，以及它们的工作原理，从而能够更加快速地处理机电设备故障。6.3 打造信息化机电设备管理平台在信息化时代，传统的检测与维修手段无法适应新时期煤矿安全生产的需求。因此，企业应加大矿山机电设备信息化建设，积极打造信息化的机电设备管理平台，以提高故障检测效率和维修效果13。该平台必须具备实用性，能够发挥如下作用：首先，管理基础数据，包括设备编号、状态、使用地点等，并具备巡检提醒功能。其次，能够对机电设备的维修时间、维修人员等信息进行详尽的记录，为后续维修工作打下基础。最后，能够及时向管理人员反馈相关设备的巡检和维修情况14。7结语在煤矿生产建设过程中，机电设备扮演着至关重要的角色，其运行状态直接关系到煤矿的生产效率与生产安全性。因此，对矿山机电设备的故障检测方法进行研究尤为重要。总体而言，矿山机电设备的常见故障可分为初期磨合阶段的故障、稳定磨损阶段的故障以及急剧磨损阶段的故障；经分析，故障产生原因主要包括长时间超负荷运转、设备老化以及设备润滑不及时等。采用新的故障检测方法，如智能化故障检测方法、设备无损检测方法以及先进的光学检测方法等，能够提高检测效率，保证设备稳定运行。此外，对机电设备的管理和维护也至关重要。为此，相关煤矿企业应不断完善设备管理体系，加强对员工信息化素养的培养，并积极打造信息化机电设备管理平台，提升机电设备故障检测与维修效果。参考文献：1马亮.矿山机电设备故障检测及其诊断技术J.内蒙古煤矿经济，2019（22）：146.2殷会海，张震，解加站.矿山机电设备故障检测及维修对策J.山东煤矿科技，2015（9）：10-103+105.3史修彬.论矿山机电设备故障检测技术应用J.山东工业技术，2018（10）：95.4张梅，许桃，孙辉煌，等.基于模糊故障树和贝叶斯网络的矿井提升机故障诊断J.工矿自动化，2020（11）：1-5+45.5吴景红，王大川.探究信息化时代下煤矿机电管理J.技术与市场，2021（11）：188+190.6郑浩，练红刚.机电设备电气故障检测方法分析J.中国设备工程，2022（4）：167-168.7朱雪原.基于多维混合量的继电保护故障检测方法J.大众用电，2022（3）：50-51.8彭亮.基于特征提取的高压生产设备电气故障检测方法J.自动化应用，2020（10）：107-108+111.9赵小玲.面向误差生成策略的电力运维故障检测方法J.电子世界，2021（24）：176-177.10 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