◎牛中亞

引言

現(xiàn)代化礦井開采過程中需要用到大量的機電設(shè)備，主要包括通風(fēng)設(shè)備、排水設(shè)備、運輸設(shè)備及采煤設(shè)備等。在煤礦生產(chǎn)過程中，機電設(shè)備長時間處于高負荷狀態(tài)，導(dǎo)致機電設(shè)備會發(fā)生各種故障。機電設(shè)備故障會嚴(yán)重影響到煤礦井下開采的效率和安全性，甚至?xí)l(fā)嚴(yán)重的煤礦災(zāi)害事故。為此，在機電設(shè)備發(fā)生故障后，必須進行快速診斷并消除故障。本文分析了煤礦機電設(shè)備的故障診斷方法，探討了機電設(shè)備故障維修技術(shù)要點。

一、故障診斷技術(shù)的原理及優(yōu)勢

傳統(tǒng)的機電診斷法都是由人工完成的，它的特點是耗時費力，對于診斷的結(jié)果也不準(zhǔn)確，而且故障診斷對于從業(yè)人員的要求比較高，所以對于故障的診斷來說，人工診斷的技術(shù)太落后，使其不能快速對故障做出判斷。因此，對于故障診斷技術(shù)而言，它已經(jīng)是一種新型的故障診斷技術(shù)，不僅診斷效率高，而且節(jié)省時間。故障診斷技術(shù)是社會發(fā)展的產(chǎn)物，它的發(fā)展是隨著信息化技術(shù)的發(fā)展而來，它的診斷技術(shù)主要是根據(jù)設(shè)備在運行過程中的一些參數(shù)進行判斷，它的判斷過程主要是采集信息并且提取，然后識別，最后根據(jù)這些進行判斷。在故障判斷的過程中，機電設(shè)備上的傳感器采集的信息，則通過溫度、電流、轉(zhuǎn)速等信號來傳輸，如果設(shè)備信號異常，那么需要采集一些有用的信息進行判斷。但是，設(shè)備由正常的狀態(tài)到故障的狀態(tài)，則要發(fā)生一些狀態(tài)量的變化。在設(shè)備的運轉(zhuǎn)過程中如果電流增大則表示設(shè)備出現(xiàn)了故障，當(dāng)提取了這些變化特征后，再進行判斷，則會找出故障的原因。

二、煤礦機電設(shè)備常見的故障類型

（一）供電系統(tǒng)故障

由于煤礦開采是系統(tǒng)化的大規(guī)模開采，開采大部分是在井下進行，并且開采的深度會隨開采需求進行隨時調(diào)整。而開采深度的調(diào)整主要會對供電系統(tǒng)的壓力和穩(wěn)定性進行調(diào)整，供電系統(tǒng)會進行長期的轉(zhuǎn)換。同時隨著礦場的面積擴大，更多的機電設(shè)備會投入到開采中來，這就極大的增加了供電系統(tǒng)的負荷，對供電設(shè)備造成巨大的壓力。而對于供電線路來說，井下環(huán)境比較復(fù)雜，深度越深供電線路也會越復(fù)雜，所以一旦出現(xiàn)線路故障，排查的難度會相當(dāng)?shù)拇?，排查過程需要耗費許多時間。

（二）排水系統(tǒng)故障

在煤礦機電設(shè)備運行過程中，排水系統(tǒng)也會對煤礦開采工作起重要作用。并且，煤礦開采過程中也需要提高排水工作的效率，這樣也能從另一方面確保煤礦開采工作進行的工作環(huán)境。然而，在實際開采過程中，很多水泵會因為超長時間的工作負荷而影響到工作效率，并且隨著使用年限的增加，相應(yīng)機電設(shè)備發(fā)生故障的概率也會提高，還會在很大程度上減少排水設(shè)備的使用壽命。當(dāng)排水系統(tǒng)發(fā)生問題時，也會嚴(yán)重影響到煤礦開采的工作進步，甚至還會提高開采的成本，影響到企業(yè)的經(jīng)濟效益。

（三）通風(fēng)故障

通風(fēng)系統(tǒng)在礦井中是非常重要的設(shè)施設(shè)備，它是確保采礦工人能長期呆在井下進行開采的重要設(shè)施。只有通風(fēng)系統(tǒng)能正常運行才能保證人員的人身安全。如果通風(fēng)系統(tǒng)在一定程度上出現(xiàn)了故障，但還是有部分的通風(fēng)工作未受到影響，這時候最嚴(yán)重的可能導(dǎo)致工人無法呼吸或是吸入有害氣體，危害采礦工人的身體健康。而如果通風(fēng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，完全的無法進行工作，有可能最終會引起瓦斯爆炸。

三、機電設(shè)備故障產(chǎn)生的原因

機電設(shè)備出現(xiàn)故障主要是由于機械中的部分零件不能完成規(guī)定的功能，導(dǎo)致設(shè)備運行出現(xiàn)問題，在設(shè)備的壽命年限之內(nèi)，設(shè)備使用的時間越長磨損就越嚴(yán)重，而且在設(shè)備長時間滿負載運行狀態(tài)下會存在超負荷工作的情況。目前機電設(shè)備故障出現(xiàn)的原因包括以下三點：第一，零件磨損長時間使用后零件的磨損程度和運行時間成正比，時間運行越長磨損程度就越大，當(dāng)設(shè)備運行到一定階段后，設(shè)備零件就會存在老化等狀況，從而無法滿足零件設(shè)計的功能，導(dǎo)致機電設(shè)備出現(xiàn)故障；其次，故障與維護，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障后，若不能按照程序完全操作，很容易給設(shè)備帶來更大的傷害，比如出現(xiàn)故障后立馬關(guān)閉設(shè)備很可能導(dǎo)致電流或電壓突變，讓比較脆弱的零件遭到破壞，而不科學(xué)的維護也會進一步損壞設(shè)備，比如維護不適當(dāng)、維護不足、不及時維護等；第三，超負荷工作，部分企業(yè)為了追求經(jīng)濟效益或其他的因素，讓機電設(shè)備長期超負荷工作，這會讓機械的使用壽命大大縮減，同時還會讓設(shè)備在使用期間出現(xiàn)頻繁的故障。

四、機電設(shè)備維修存在的問題

機電設(shè)備維修的主要目的是排除機電設(shè)備發(fā)生的故障。在機電設(shè)備使用過程中，故障是不可避免的。為了不影響煤礦正常生產(chǎn)，應(yīng)立即采取措施排除故障。然而，在維修機電設(shè)備故障時存在許多問題：

1.維修效率較低?，F(xiàn)在煤礦采用的一些機電設(shè)備結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，維修工程師憑借經(jīng)驗來查找故障需要消耗大量的時間。

2.維修不徹底。很多情況下，機電設(shè)備的故障不是單獨的某個位置發(fā)生故障，而是其他地方的故障誘發(fā)的，維修時未能查找到故障的誘因而導(dǎo)致維修不徹底。

3.技術(shù)人員的水平不夠?，F(xiàn)代的礦山機電設(shè)備內(nèi)部多集成了一些電子元件，而煤礦技術(shù)人員水平有限，在遇到這種故障時會素手無策，只能等廠家來進行維修。

五、煤礦機電設(shè)備故障診斷技術(shù)

（一）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

在故障診斷過程中，建立數(shù)學(xué)模型，找出故障的所在地，進行判斷，建立數(shù)學(xué)模型則需要有經(jīng)驗的技術(shù)人員，對其進行調(diào)整修改，從而對設(shè)備的維護提出意見，這里所說的數(shù)學(xué)模型是不能依據(jù)數(shù)學(xué)概念的，它的要求是在模糊數(shù)學(xué)概念的前提下，結(jié)合設(shè)備的映射關(guān)系建立起來的。

（二）紅外測溫法

在此方法的使用中，主要是使用紅外測溫的儀器根據(jù)機電設(shè)備的不同位置存在不同溫度以及溫度變化的情況等實現(xiàn)對其運行狀態(tài)分析與判斷。紅外測溫的儀器測溫原理主要為黑體輻射的定律，即物體溫度越高的話，所發(fā)紅外輻射的能力就越強。若某些故障的部位往往會體現(xiàn)出溫度升高特征，進而提示此位置出現(xiàn)排煙管阻塞、磨損或者接點的燒壞等故障。此方法中，紅外測溫的儀器發(fā)揮重要的作用，它能夠非接觸性和遠距離地實現(xiàn)對機電設(shè)備的測溫目的，還可以結(jié)合信息處理、運算和判斷等功能，來對機電設(shè)備工作環(huán)境的周圍溫度和變化狀況如實反映。此方法在實踐運用中，能夠有效避免戶外監(jiān)測受天氣因素的影響，提升測量精確度，且便于對數(shù)據(jù)進行存取。

（三）異常振動診斷技術(shù)

在機電設(shè)備工作運行時，往往因為轉(zhuǎn)子零部件的缺陷和連接支撐等問題，會讓機電設(shè)備發(fā)生異常的振動，其實機電設(shè)備在正常運行過程中勢必會發(fā)生一定的振動，但是，這種振動是按照固定的時間和頻率有序進行的，這些振動量的特征數(shù)據(jù)是有一點的范圍和特點的，當(dāng)故障診斷技術(shù)應(yīng)用在機電設(shè)備中時，對于這種振動數(shù)據(jù)的采集和分析，一旦發(fā)現(xiàn)其振動的特征數(shù)據(jù)不在正常范圍內(nèi)或沒有遵循正常的規(guī)律性，就可以判定出設(shè)備運行的異常情況和潛在的事故隱患，利用這種振動診斷技術(shù)來監(jiān)測機電設(shè)備的運行狀態(tài)，就可以達到監(jiān)測的目的，監(jiān)測起來也相當(dāng)?shù)暮啽悖瑪?shù)據(jù)及規(guī)律直接用圖表的方式就可以展現(xiàn)出來，此技術(shù)憑借著直觀的特性被廣泛地應(yīng)用。

（四）數(shù)字模型技術(shù)

故障診斷技術(shù)中，利用數(shù)字模型技術(shù)可以準(zhǔn)確地判斷出故障的準(zhǔn)確位置，所以它對故障的診斷是非常重要的，針對設(shè)備的具體的問題，選擇適合設(shè)備具體問題的診斷技術(shù)，對于這種選擇來說，可以節(jié)省大量的診斷時間，其中識別技術(shù)與信息采集技術(shù)，就是故障診斷技術(shù)的兩個手段，利用它們對故障進行判斷、維修，從而保障生產(chǎn)的順利進行。數(shù)字模型技術(shù)在故障診斷的過程中有著其他診斷技術(shù)沒有的優(yōu)點，因為它可以根據(jù)設(shè)備溫度以及軸參數(shù)，進行故障的準(zhǔn)確判斷。

六、煤礦機電設(shè)備維修技術(shù)

（一）重視設(shè)備定期維護

重視對機電設(shè)備的定期養(yǎng)護，管理者要嚴(yán)格監(jiān)管設(shè)備維修設(shè)備檢測工作。比如機電設(shè)備的動力主要來自于當(dāng)?shù)氐墓╇娋W(wǎng)絡(luò)，所以要對機電設(shè)備的外接線路進行防雷保護裝置的安裝，確保供電線路的安全性，對其進行定期養(yǎng)護，同時還要確保機電設(shè)備的電壓問題，如果電壓不穩(wěn)定，對于設(shè)備內(nèi)部的零件而言會造成一種極大的損傷，在不確定的電壓載荷下很容易影響零件等設(shè)備的工作狀態(tài)，所以重視機電設(shè)備的定期養(yǎng)護工作非常關(guān)鍵。

（二）設(shè)備故障的預(yù)防對策

首先，對機電設(shè)備的使用方法和最大負荷能力進行了解，制定出完善的使用守則，完善管理制度，對設(shè)備的使用方法進行管理，對錯誤的使用方法進行糾正。對于專業(yè)的設(shè)備應(yīng)該派遣專業(yè)的技術(shù)人員對采礦人員進行設(shè)備使用知識的培訓(xùn)，改善工人的使用技巧。在機械投入使用前進行故障測試，確保沒有任何的機械故障問題再投入使用，以免在后期時常出現(xiàn)故障延誤工期。并且在煤礦行業(yè)，機電設(shè)備的使用都比較頻繁，并且機械的工作一般時間較長，對機械的損耗較大，所以在一段時間后就應(yīng)該對老舊的機械進行更換，以此來杜絕故障的發(fā)生。

（三）做好機電設(shè)備維修計劃

目前，很多煤礦只是在設(shè)備發(fā)生明顯的故障后才進行維修，這樣會導(dǎo)致故障擴大，容易加重故障引發(fā)的后果。為此，需要做好機電設(shè)備的維護，即針對設(shè)備可能出現(xiàn)的故障進行提前維護，從而減少故障的發(fā)生。這就要求做好機電設(shè)備維修計劃。在規(guī)定時間段內(nèi)，對機電設(shè)備可能發(fā)生故障的部位進行維護，從而減緩或避免故障的發(fā)生。在制訂設(shè)備的維修計劃時，要充分考慮設(shè)備的使用情況、重要性及復(fù)雜性。對于使用頻率高且重要的設(shè)備，例如采煤機，要適當(dāng)?shù)乜s短維護周期，從而降低故障的發(fā)生率。

（四）對工人進行操作培訓(xùn)

在煤礦生產(chǎn)中，機電設(shè)備需要工人進行操作。經(jīng)過大量統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，工作操作不當(dāng)引發(fā)的設(shè)備故障具有很高的比例。為此，需要對工人進行操作培訓(xùn)，要盡量減少設(shè)備誤操作情況的發(fā)生。在進行培訓(xùn)時，要考慮到每個工人使用設(shè)備的不同。培訓(xùn)通常是在現(xiàn)場進行，即由一些經(jīng)驗豐富的老員工來為工人講解設(shè)備的操作流程。只有這樣，才能逐步規(guī)范工人的操作，從而實現(xiàn)對機電設(shè)備的高效管理。

（五）做好機電設(shè)備維修記錄

在完成設(shè)備維修后，要做好煤礦機電設(shè)備故障維修記錄。通過制訂良好的故障維修記錄制度，可更高效地對設(shè)備故障進行維修。在記錄維修的過程中，為了保證維修記錄的可讀性，需做好以下幾方面工作：

1.維修記錄信息要詳細。在記錄中應(yīng)詳細記錄維修的時間、部位、方法及維修人員等重要信息，還應(yīng)重點描述設(shè)備發(fā)生故障的原因、是否引發(fā)了安全事故。

2.維修記錄要便于查閱。煤礦機電設(shè)備的資料比較多，查找時十分不方便，為此，在記錄時最好生成電子維修記錄，并根據(jù)設(shè)備故障類型進行分類管理。良好的機電設(shè)備故障維修記錄可為機電設(shè)備的快速故障維修提供良好的參考。

七、故障診斷技術(shù)的強化措施

（一）事后維修

事后維修是指機電設(shè)備發(fā)生故障后的維修。在后期維護期間，機電設(shè)備通常會停止工作。如果故障不及時維修，將影響煤礦的生產(chǎn)效率，雖然這種方法沒有一定的優(yōu)勢，但對于結(jié)構(gòu)簡單的設(shè)備，更換損壞的部件比較方便。

（二）定期維修

與事后維修相比，定期維修主要對機電設(shè)備的運行部件進行例行檢查和分析，具有一定的可預(yù)測性。目前，隨著我國的快速發(fā)展，人們對煤炭的需求也日益增加。因此，煤礦機電設(shè)備的超負荷運行將加快設(shè)備故障的概率。因此，及時維修機電設(shè)備可以降低故障概率，從而提高煤礦的生產(chǎn)效率，并在一定程度上節(jié)約維修成本。

（三）在線維修

隨著我國科技水平的不斷提高，煤礦機電設(shè)備的診斷與維修技術(shù)也應(yīng)不斷提高。在線診斷技術(shù)是一種能夠快速處理故障的方法，它不僅能為專業(yè)維修人員提供相應(yīng)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，使專業(yè)人員能夠快速獲取設(shè)備的運行信息，及時維修機電設(shè)備。同時，還可以提高機電設(shè)備的運行效率，促進設(shè)備的長期使用。

（四）改進維修方法

要提高機電設(shè)備的使用壽命，應(yīng)通過不斷改進機電維修方法來消除機電故障，從而提高機電設(shè)備的使用壽命。通過改進機電設(shè)備的維修方法，還可以避免類似機電事故的發(fā)生，消除機電設(shè)備的缺陷，確保機電設(shè)備的穩(wěn)定運行。

結(jié)束語

綜上所述，故障診斷技術(shù)在機電設(shè)備維修工作中是一類行之有效的技術(shù)，它非常智能化、現(xiàn)代化、科技化，在當(dāng)前企業(yè)生產(chǎn)過程中的技術(shù)被廣泛使用，通過故障智能技術(shù)能讓繁瑣的設(shè)備拆裝工作被直接省去，減少檢修時間，讓企業(yè)的生產(chǎn)效率得到有效提高，同時還減少了故障停機對生產(chǎn)經(jīng)營的經(jīng)濟損失。因此，為了有效保障企業(yè)的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益，企業(yè)有關(guān)部門需要重視機電設(shè)備的維修管理工作，保障設(shè)備正常運行，不斷優(yōu)化發(fā)展故障診斷技術(shù)。而企業(yè)想要加快生產(chǎn)進度，提高產(chǎn)能，在機械維修和故障查找上就需要盡可能的加快效率，盡快的維修好機械才是保障企業(yè)效能提升的重要手段。