浅谈矿山机电检测技术

摘 要：文章在对矿山机电设备故障检测技术的定义和特点进行了分析。

关键词：矿山机电设备；检测

中图分类号：TD40；TD60 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 20-0000-01

现阶段，我国大多数的矿山设备所采用的维修方法以及设施，通常应用计划经济体制模式，和国外发达的国家相比，差异较大，其中部分模式已无法适应当前市场经济的需要。而在矿山机电设备维修应用故障检测诊断技术，不仅结合我国的国情，还吸收了先进技术及经验，有效提高矿山的生产管理水平，改变传统的维修体制，以便适应当前市场经济的体制。

一、提升机检测技术

矿井开采以及实际运输过程中，提升机为铁矿石、岩石、材料以及人员等提供了输送系统。提升机的安全和可靠对矿山的实际生产产生了深远的影响。提升机有两种故障类型：“硬故障”和“软故障”两种类型。硬故障是由于特定参数超过限制而导致的故障类型，这种故障可根据保护装置进行调整和解决。而软故障则需要更多实际状况参数，同时仍需要对收集到数据的处理才能诊断。矿井中双滚筒单绳残绕式容易产生松绳现象，将对生产的运行和生产安全产生极大的危害。对提升机的故障，可通过一种简单而实用松绳检测装置，这种装置由单片机以及霍尔传感器组成，其检测的原理在于，在提升机的天轮在一侧安装一圈小磁钢，同时在恰当的位置安装上霍尔传感器检测天轮两边的转速，在提升机正常运行过程中，天轮的转速是相同的，那么所安装的两个霍尔传感器所输出的技术脉冲的数值基本上保持一致。而检测装置中的单片机计算值的行程之间的差距几乎为零。当钢丝绳存在松绳现象时，两个天轮的之间行程之间并不相同，致使相应的检测装置能计算出两个天轮之间的差别。当行程之间的差达到一定的数值时，报警装置将发出报警的信号，而当行程差达到保护值时，相应的检测系统将发出控制的信号，使正在运行中的提升机及时刹车，从而能保护提升机的运行。

二、采煤机检测技术

交流电牵引采煤机在矿井的开采中得到了广泛的应用，然而国内的采煤机与国外相比具有相当的差距，不仅检测的范围不全面，检测的参数较少外，基本上无法对采煤机的检测故障进行判断。为了有效改变当前国内采煤机检测水平较低且无系统化故障检测诊断功能。可在当前的煤矿开采系统中可采用电牵引采煤机工况检测及故障诊断技术。通过采用这个系统，能实现对采煤机的工作状况和故障诊断，通过将诊断的单元嵌入微型计算机，同时采用了Window操作系统。这个检测单元能与采煤机结合起来，建立点对点的通信方式。一旦故障诊断单元检测，诊断出设备存在的故障，并将其显示在屏幕上，同时向检测的控制中心发出了故障信号，由控制中心进行操作控制。系统具有的故障显示功能，能显示采煤机工况检测参数、实际的操作和运行状况的报警显示以及故障的诊断结果等，同时还具有左右摇臂检测单元、机身外围的检测单元以及高压控制箱单元等三个主要单元。该采煤机的通过变频器通信单元，通过相应参数的输入，对输送机进行温度、过压、欠压、过流和过载等多种形式的保护功能等。通信单元将信号传送到故障检测和诊断中心，通过检测中心进行控制和管理。

三、故障诊断技术在煤矿机电设备中的应用

（一）矿井提升机检测与故障诊断

提升机是矿井生产、运输的基础设备之一，在矿山生产中的地位及其重要，它担负着提升原煤、矸石，下放相关材料、升降人员等任务。提升机的运行是否安全，直接关系到的一个煤矿能否正常运作，关系到煤矿工作人员的生命安全，其重要性不容忽视。有学者提出矿井提升机故障有“软故障”和“硬故障”之分。文章以下将对“软故障”和“硬故障”进行定位分析。“软故障”涉及到工况参数，实践中需要对工况参数进行测量，对相关数据进行分析和处理才可以得出。“硬故障”是指由一些特定的参数超限表现的故障“，硬故障”的出现往往以“软故障”为前提，从这一点定位来看，对“软故障”的及时预诊和定位检修极为重要。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。

（二）采煤机工况检测和故障诊断

与国外先进采煤机相比，国产采煤机的整机水平还是比较低的，与国外先进水平存在着极大差距。譬如检测范围狭窄、检测参数满足不了需要，对故障检测的功能基本上是缺失的。为了从根本上改变国产采煤机检测水平低的落后状况，原煤炭部将“电牵引采煤机工况检测及故障诊断系统”的研制列入了“九五”重点科技攻关计划。该故障检测诊断系统主要有：（1）左、右摇臂检测单元；（2）机身外围检测单元；（3）高压控制箱检测单元；（4）变频器通信单元；（5）工况检测及故障诊断单元；（6）检测152.4mm显示单元。目前来看已经取得显著的效果，在此领域获得较大突破，有望彻底解决这一难题。

（三）通风机的检测诊断技术

文章通过研究相关产品，发现目前用于通风机故障检测诊断的产品寥寥无几，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：16位中央处理器、丰富高效的指令系统、四通道10位A/D转换器、高速输入/输出接口、8个中断源、两个16位定时器、16位监视定时器和具有多用途的接口。由于通风机的检测诊断技术在国内的研究较少，可以借鉴的东西不多，希望通过自己的研究可以起到抛砖引玉的作用，尽快促进该问题的解决。

（四）矿用高压异步电动机的检测及诊断技术

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得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）局部放电检测；（2）电流高次谐波检测；（3）磁通检测。

参考文献：

[1]赵永满，梅卫江，吴疆.机械故障诊断技术发展及趋势分析[J].机床与液压，2009（10）.

[2]刘琦.矿山设备故障诊断技术的探讨与应用[J].机械管理开发，2009（5）.

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