李 勇

（山西焦煤汾西礦業(yè)柳灣煤礦， 山西 孝義 032303）

1 現(xiàn)代煤礦所使用的狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)

1.1 振動(dòng)監(jiān)測(cè)

長(zhǎng)壁采礦機(jī)械在地下環(huán)境中采用了許多機(jī)器狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)，然而，只有其中一些可用于長(zhǎng)壁采煤機(jī)械。振動(dòng)監(jiān)測(cè)長(zhǎng)期以來(lái)被認(rèn)為是在許多行業(yè)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的潛在手段。但是，它在長(zhǎng)壁采礦機(jī)械中的應(yīng)用目的是要努力找出最合適的地下變速箱狀態(tài)。目前，振動(dòng)監(jiān)測(cè)主要以簡(jiǎn)單的水平進(jìn)行特征檢測(cè)，其使用的測(cè)量?jī)x器以手持式測(cè)振儀為主。

1.2 磨損監(jiān)測(cè)

磨損監(jiān)測(cè)或分析被廣泛應(yīng)用于許多行業(yè)。這項(xiàng)技術(shù)首次應(yīng)用于英國(guó)的地下設(shè)備，當(dāng)時(shí)，該技術(shù)主要是一個(gè)簡(jiǎn)單的測(cè)量軟件，它所給出電感讀數(shù)存在于一個(gè)包含金屬油的小樣本中，所有碎片讀數(shù)的樣品都可以使用低倍顯微鏡進(jìn)行檢查，并與已有的實(shí)例進(jìn)行了比較。當(dāng)磨損分析給出時(shí)，該軟件對(duì)變速箱進(jìn)行控制，油可以受到進(jìn)一步簡(jiǎn)單的控制和測(cè)試，如黏度測(cè)試和百分比水含量測(cè)試，以確定潤(rùn)滑劑的性能。結(jié)果來(lái)自碎片測(cè)試儀，所得結(jié)果會(huì)以數(shù)字和圖形形式顯示在兩個(gè)Commodore 8000系列電腦當(dāng)中[1-2]。

1.3 乳液分析

現(xiàn)代長(zhǎng)壁支架采礦系統(tǒng)使用含有大量水包油乳液的閥門和氣缸的設(shè)計(jì)。監(jiān)測(cè)員每天通過(guò)觀察外觀、測(cè)量液體濃度，可以對(duì)樣品指標(biāo)進(jìn)行常規(guī)分析，如pH值、原水硬度、濃度、細(xì)菌和真菌。該檢測(cè)中的低濃度水平95/5水/油乳液非常重要。

1.4 油位監(jiān)測(cè)

油位插頭所在采煤機(jī)機(jī)器的正面，或傾斜的地方是無(wú)法人工維修的，因此，在難以接近的地方監(jiān)控液位的能力對(duì)于煤礦動(dòng)力裝載機(jī)齒輪箱來(lái)說(shuō)是非常重要的。1983年，英國(guó)某煤炭公司使用棱鏡檢查機(jī)器油位證實(shí)了在困難條件下監(jiān)測(cè)油位的可能性。制造油位檢測(cè)棱鏡的目的是取代地下使用的某些齒輪箱中原有的水平塞，該應(yīng)用程序是成功和單一的。

1.5 沖擊脈沖監(jiān)測(cè)

大多數(shù)變速箱軸承的監(jiān)測(cè)主要是通過(guò)對(duì)石油的分析進(jìn)行的。遠(yuǎn)程脂潤(rùn)滑軸承、皮帶輸送機(jī)滾筒軸承等長(zhǎng)期建立在沖擊脈沖監(jiān)測(cè)方法基礎(chǔ)上。這種儀器是一種內(nèi)在的、被廣泛使用的沖擊脈沖帶探頭的安全版本儀表。該儀器為手持式，并附帶一套耳機(jī)。

1.6 孔板測(cè)試

這是一個(gè)用于快速檢查液壓回路的健康狀況且易于應(yīng)用的測(cè)試方式。此方式的監(jiān)測(cè)可以永久安置在一個(gè)測(cè)試人員輕松訪問(wèn)的位置。測(cè)試儀有一個(gè)帶有快速安裝適配器的壓力表和單位操作鍵。動(dòng)力屋頂支撐液壓系統(tǒng)旨在確保足以達(dá)到設(shè)定壓力給予適當(dāng)?shù)奈蓓斂刂啤？装鍦y(cè)試單元可以安裝在動(dòng)力單元卸載閥附近，以便檢查動(dòng)力單元的性能。孔板測(cè)試可以監(jiān)視泵輸出、卸載器閥門性能、系統(tǒng)壓力損失和油面的泄漏。電路壓力表安裝在維護(hù)人員立即識(shí)別的設(shè)備基座上。

1.7 溫度監(jiān)測(cè)

溫度監(jiān)測(cè)包括操作溫度和測(cè)量組件表面的溫度。該監(jiān)測(cè)運(yùn)行溫度可以視為操作變量的一個(gè)子集。組件表面的監(jiān)控與機(jī)器元件中溫度、磨損有關(guān)，特別是在機(jī)器元件中軸承潤(rùn)滑不充分或不存在時(shí)。溫度監(jiān)測(cè)技術(shù)機(jī)器組件包括光學(xué)高溫計(jì)、熱電偶、熱成像和電阻溫度計(jì)。對(duì)于地下機(jī)械，溫度探頭可以安裝在輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)頭部變速箱上。探頭與CONSPEC計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)相連，該系統(tǒng)可以連續(xù)監(jiān)測(cè)齒輪箱的油溫，并在短時(shí)間內(nèi)可以在一個(gè)VDU屏幕顯示溫度。預(yù)設(shè)警報(bào)溫度和更高的關(guān)機(jī)溫度可以被預(yù)先編入計(jì)算機(jī)。收集到的數(shù)據(jù)也可以在VDU上顯示。

2 狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)在長(zhǎng)壁采煤機(jī)械中的應(yīng)用

在過(guò)去的十年中，英國(guó)等國(guó)家投入了很多努力，旨在為監(jiān)測(cè)技術(shù)在長(zhǎng)壁開(kāi)采中的應(yīng)用提供條件。第一個(gè)稱為ELSIE（電子信號(hào)和指示設(shè)備）的系統(tǒng)是在英國(guó)的Bold Colliery公司執(zhí)行應(yīng)用的，ELSIE制作了一個(gè)巨大的有關(guān)地下操作的信息量。

英國(guó)目前使用的最新長(zhǎng)壁采煤機(jī)械檢測(cè)系統(tǒng)為基于微型計(jì)算機(jī)的控制和健康監(jiān)控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)出的BJD采煤機(jī)狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)。該設(shè)施用于顯示電機(jī)負(fù)載、拖運(yùn)負(fù)載、滾筒位置和機(jī)器速度，以及健康狀況，警報(bào)發(fā)出低油位或高油位信號(hào)或溫度太高的信息。信息可以傳輸?shù)叫畔⒔K端煤層和表面。同時(shí)，道蒂礦業(yè)設(shè)備有限公司也開(kāi)發(fā)了一個(gè)視覺(jué)顯示單元，并與FIDO系統(tǒng)兼容，支持系統(tǒng)流量、壓力最小試點(diǎn)設(shè)定和監(jiān)測(cè)操作。

對(duì)于支撐腿部壓力監(jiān)測(cè)，道蒂礦業(yè)設(shè)備有限公司開(kāi)發(fā)了一個(gè)全面的壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，用于將信息傳輸給計(jì)算機(jī)顯示和分析。此信息可以被記錄并傳輸?shù)浇缑娈?dāng)中。詢問(wèn)每個(gè)支持監(jiān)視器的另一種方法可以通過(guò)使用便攜式顯示器來(lái)實(shí)現(xiàn)。

3 地下采煤專家系統(tǒng)分析

只要安裝好狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，就可輕松獲得監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。然而，解釋這些數(shù)據(jù)可能是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。例如，盡管已經(jīng)開(kāi)發(fā)了高成本條件指令，但是數(shù)據(jù)分析必須由其供應(yīng)商執(zhí)行，因?yàn)檫@通常需要振動(dòng)和磨損專家的服務(wù)分析，以及采集系統(tǒng)和專家系統(tǒng)數(shù)據(jù)整合。這就意味著開(kāi)發(fā)專家系統(tǒng)的重要性，便于管理和維護(hù)維修人員使用。專家系統(tǒng)本質(zhì)上是一臺(tái)計(jì)算機(jī)，而一套用于長(zhǎng)壁開(kāi)采機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)的專家系統(tǒng)由三個(gè)關(guān)鍵部分組成：知識(shí)庫(kù)、干擾引擎和數(shù)據(jù)庫(kù)。專家系統(tǒng)基本上是一個(gè)使用知識(shí)庫(kù)來(lái)操作信息的程序數(shù)據(jù)庫(kù)。用來(lái)執(zhí)行推理過(guò)程的兩種最常見(jiàn)的策略是向前和向后鏈接。推理過(guò)程從一個(gè)新的數(shù)據(jù)開(kāi)始通過(guò)規(guī)則搜索找到滿意的數(shù)據(jù)，確定是否有故障出現(xiàn)。替代策略反向鏈接從一個(gè)特定的故障開(kāi)始，然后通過(guò)“向后”工作規(guī)則到暗含的條件滿足可用信息的程度數(shù)據(jù)庫(kù)。如果所有條件都滿足，那么判斷故障存在。到目前為止，煤礦機(jī)械真正規(guī)?；褂玫膶＜蚁到y(tǒng)很少，特別是長(zhǎng)壁采礦機(jī)械，正在處于開(kāi)發(fā)階段[3-4]。

4 結(jié)語(yǔ)

雖然我國(guó)自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)取得飛速發(fā)展，但是很多情況下仍無(wú)法將自動(dòng)化技術(shù)與煤炭行業(yè)進(jìn)行有效的結(jié)合，這就需要各煤炭企業(yè)不斷研發(fā)新技術(shù)，不斷創(chuàng)新生產(chǎn)能力，以促進(jìn)煤炭企業(yè)生產(chǎn)向著更智能、更先進(jìn)的方向發(fā)展。