煤礦井下皮帶機(jī)故障預(yù)警系統(tǒng)研究

姜金彪

（山西西山金城建筑有限公司， 山西 太原 030022 ）

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，國家對(duì)煤炭能源的需求也就不斷增加。隨著礦井規(guī)模的增大，就對(duì)皮帶運(yùn)輸機(jī)能否較好的運(yùn)行提出較高的要求。井下煤礦皮帶運(yùn)輸機(jī)就是利用摩擦驅(qū)動(dòng)的方式，把物料運(yùn)送到所需地方的機(jī)械設(shè)備，整個(gè)輸送流程能夠快速的實(shí)現(xiàn)煤場運(yùn)輸。在實(shí)際的工作過程中，井下皮帶運(yùn)輸機(jī)常常會(huì)發(fā)生故障，常見的有：電機(jī)啟功故障、噪音過大以及皮帶打滑等現(xiàn)象。因此，研究井下皮帶運(yùn)輸機(jī)工作狀況，對(duì)提高設(shè)備可靠性具有十分重要的意義。本文主要對(duì)井下預(yù)警系統(tǒng)的構(gòu)成以及診斷方法的研究，從而對(duì)皮帶運(yùn)輸機(jī)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與診斷，快速響應(yīng)，并解決存在的問題，其不僅能降低設(shè)備損耗，延長使用壽命， 而且還能提高運(yùn)輸能力和煤礦安全。

1 井下皮帶機(jī)故障預(yù)警系統(tǒng)

煤礦井下的預(yù)警系統(tǒng)可以準(zhǔn)確的對(duì)故障進(jìn)行定位，而且還可以監(jiān)控整個(gè)設(shè)備的生命周期。除此之外，井下預(yù)警系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)的監(jiān)測(cè)皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)行狀況，一旦發(fā)生故障，可以快速的實(shí)現(xiàn)精確維修，從而有效的節(jié)省維修人員的時(shí)間和降低運(yùn)行成本。預(yù)警系統(tǒng)的規(guī)模使用使得帶式輸送機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)化、制度化以及安全化管理水平提高，同時(shí)大型帶式輸送機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性也得到提高。

皮帶機(jī)故障預(yù)警系統(tǒng)主要運(yùn)用到井下煤礦運(yùn)輸機(jī)設(shè)備的啟停檢測(cè)以及故障問題定性分析。目前，井下皮帶機(jī)的常見故障有以下幾種:1)噪音異常故障；2)皮帶跑偏故障；3)皮帶機(jī)撤料故障；4)斷帶及輸送帶打滑故障。傳統(tǒng)的井下皮帶運(yùn)輸機(jī)檢測(cè)主要靠工人的經(jīng)驗(yàn)以及實(shí)際觀察到情況，受人為因素影響比較大。這樣檢測(cè)的結(jié)果可靠性比較低，直接影響皮帶運(yùn)輸機(jī)的故障診斷。另外，對(duì)于振動(dòng)情況的檢測(cè)主要運(yùn)用離線式儀器，此設(shè)備只能進(jìn)行簡單的振幅計(jì)量，不能準(zhǔn)確的判斷設(shè)備故障的位置和程度。

皮帶機(jī)故障預(yù)警系統(tǒng)主要功能主要以下兩個(gè)：1）能夠?qū)ζн\(yùn)輸機(jī)的實(shí)際運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)監(jiān)督，并且可以對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行準(zhǔn)確的定位和診斷；2）對(duì)皮帶運(yùn)輸機(jī)設(shè)備的運(yùn)行信息進(jìn)行共享。

井下運(yùn)輸機(jī)設(shè)備主要由電機(jī)、減速器以及滾動(dòng)軸承等組成，預(yù)警系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)采集溫度以及振動(dòng)信號(hào)，快速定位設(shè)備中配合松動(dòng)和裝配不當(dāng)?shù)葐栴}。

2 井下皮帶機(jī)預(yù)警系統(tǒng)的構(gòu)成

井下皮帶運(yùn)輸機(jī)故障預(yù)警系統(tǒng)是由很多設(shè)備組成的，包括振動(dòng)傳感器、溫度傳感器、主機(jī)服務(wù)器、設(shè)備分析儀等等。主機(jī)服務(wù)器可以起到巨大的作用，例如實(shí)現(xiàn)外部網(wǎng)絡(luò)與煤礦的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)連接，從而可以進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問，并且可以對(duì)皮帶運(yùn)輸機(jī)的實(shí)際運(yùn)行狀況進(jìn)行充分的研究和了解；其次，對(duì)于振動(dòng)傳感器和溫度傳感器來說，能夠?qū)υO(shè)備運(yùn)行環(huán)節(jié)狀態(tài)信息進(jìn)行一定收集；設(shè)備分析儀的作用，主要是對(duì)傳感器收集的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行充分的分析，并且能夠?qū)υO(shè)備的實(shí)際狀態(tài)進(jìn)行判定。在運(yùn)行的過程中，主機(jī)的服務(wù)器能夠?qū)υO(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和存儲(chǔ)，除此之外，利用煤礦外部網(wǎng)絡(luò)，可以對(duì)遠(yuǎn)程信息進(jìn)行訪問，同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)發(fā)布系統(tǒng)的作用主要統(tǒng)計(jì)信息的存儲(chǔ)、歷史曲線和統(tǒng)計(jì)信息查詢、年度報(bào)表的查詢等四個(gè)模塊。通過對(duì)設(shè)備運(yùn)行和健康狀況進(jìn)行分析、診斷，可以方便快捷的了解設(shè)備的 工作狀況。

井下皮帶機(jī)故障預(yù)警系統(tǒng)在監(jiān)察的過程中，監(jiān)察對(duì)象主要有三個(gè)，分別是驅(qū)動(dòng)電機(jī)、減速機(jī)以及滾筒。對(duì)它們的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)察，并對(duì)其運(yùn)行狀態(tài)和相關(guān)信息進(jìn)行收集。除此之外，還可以利用設(shè)備振動(dòng)分析儀、光端機(jī)以及主機(jī)的服務(wù)器實(shí)現(xiàn)信息的共享以及如下方面的功能。

1、對(duì)于受損壞的設(shè)備零部件，機(jī)器可以對(duì)其進(jìn)行全方面的診斷，并且可以對(duì)故障信息進(jìn)行一定的預(yù)測(cè)，通過對(duì)生命周期進(jìn)行跟蹤，獲取足夠的數(shù)據(jù)信息，制定相關(guān)的診斷報(bào)表。

2、預(yù)警系統(tǒng)可以全程監(jiān)控整個(gè)生命周期，并且能夠準(zhǔn)確定位受損設(shè)備的故障。

3、在系統(tǒng)維護(hù)管理的過程中，預(yù)警系統(tǒng)可以為其奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，從很大程度上防止盲目系統(tǒng)設(shè)備維修問題的發(fā)生，有利于相關(guān)工作人員制定科學(xué)合理的解決方案，降低維修時(shí)間，減小維修成本，也可以有效防止意外停機(jī)問題的發(fā)生。

4、預(yù)警系統(tǒng)可以從很大程度上提升井下帶式輸送機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)化水平，使其在使用的過程中更加具有安全性，與此同時(shí)，還可以提高煤礦井下帶式輸送機(jī)的維護(hù)管理水平以及提高大型帶式輸送機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。

3 井下皮帶機(jī)預(yù)警系統(tǒng)診斷方法

目前，預(yù)警系統(tǒng)故障診斷技術(shù)的方法有多種，并且隨著信息技術(shù)的發(fā)展，診斷方式越來越多，以機(jī)械設(shè)備狀態(tài)信息物理特點(diǎn)為基礎(chǔ)和前提的方式，主要有以下幾種:

1、物理診斷方法。在煤礦井下進(jìn)行作業(yè)時(shí)，皮帶會(huì)經(jīng)常的發(fā)生故障，比如使用壽命盡頭以及設(shè)備變形扭曲的時(shí)候，就需要增加額外的裝置保證皮帶正常運(yùn)行或者實(shí)時(shí)更換新的皮帶。目前，皮帶經(jīng)常使用的維修方式有兩種。第一，加大調(diào)偏托輥。第二，添加預(yù)防跑偏的保護(hù)裝置。如果發(fā)生皮帶被運(yùn)輸機(jī)卡住的問題，就可以立即停機(jī)解決問題，保證系統(tǒng)實(shí)時(shí)糾正。

2、聲學(xué)診斷方法。聲學(xué)診斷方法在具體的使用過程中，就是以聲音的諸多特征為依據(jù)，例如噪聲、超聲等等，對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確的檢測(cè)，就能夠獲得聲音的聲強(qiáng)、聲壓等參數(shù)。

3、溫度診斷方法。所謂的溫度診斷方法，首先要挑選檢測(cè)目標(biāo)，溫差、溫度場以及溫輻射都可以進(jìn)行選擇，之后進(jìn)行精確的測(cè)量，從而可以獲取溫度源溫度大小的參數(shù)。

4、強(qiáng)度診斷方法。強(qiáng)度的增加主要靠外加的裝置，例如調(diào)偏托輥，也可以運(yùn)用預(yù)防跑偏裝置，一旦井下皮帶運(yùn)輸機(jī)被機(jī)架卡住，就能夠在較短的時(shí)間內(nèi)停機(jī)，并對(duì)卡住問題進(jìn)行解決。除此之外，皮帶上裝有緊張裝置，可以對(duì)其的張緊力度進(jìn)行一定程度的調(diào)節(jié)，保障皮帶機(jī)可以正常運(yùn)行。

4 井下皮帶機(jī)預(yù)警系統(tǒng)應(yīng)用效果

井下皮帶運(yùn)輸機(jī)在使用的過程中，一些設(shè)備可能會(huì)被損壞，也有可能出現(xiàn)老化情況，這都會(huì)給井下皮帶運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)行帶來較大影響。預(yù)警系統(tǒng)的應(yīng)用效果主要有以下幾點(diǎn)。第一，可以檢測(cè)出不合格的設(shè)備，并且還可以對(duì)可能發(fā)生的故障問題進(jìn)行事先預(yù)測(cè)，并對(duì)系統(tǒng)設(shè)備生命周期進(jìn)行實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)監(jiān)督，歸納總結(jié)所獲取的信息，從而制定出一份科學(xué)合理的診斷報(bào)表。第二，使用預(yù)警系統(tǒng)能夠?qū)Πl(fā)生故障的設(shè)備進(jìn)行精確定位，還可以對(duì)故障設(shè)備的生命周期進(jìn)行監(jiān)察。第三，可以從一定程度上促進(jìn)后續(xù)維護(hù)管理工作的順利進(jìn)行，保障故障設(shè)備可以進(jìn)行有目的維修，同時(shí)也有利于相關(guān)維修人員編制修改計(jì)劃，減少維修環(huán)節(jié)所投入的資金。第四，可以從一定程度上提升井下皮帶機(jī)的使用壽命，提高安全性、穩(wěn)定性等等。

5 結(jié)語

皮帶機(jī)是煤礦建設(shè)、生產(chǎn)中連續(xù)運(yùn)輸設(shè)備。在煤礦井下生產(chǎn)中，皮帶運(yùn)輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)主要有運(yùn)輸能力大、運(yùn)行阻力小、耗電量低，運(yùn)行平穩(wěn)，連續(xù)運(yùn)行等，正是由于這些特點(diǎn)才使得煤礦的自動(dòng)化快速實(shí)現(xiàn)。煤礦井下大型皮帶機(jī)故障預(yù)警系統(tǒng)能夠?qū)υO(shè)備故障原因進(jìn)行充分的排查，也可以明確設(shè)備故障的嚴(yán)重程度，有助于進(jìn)行應(yīng)急控制和維修管理。通過預(yù)警系統(tǒng)的運(yùn)用，可以在很大程度上節(jié)約設(shè)備維修費(fèi)用，避免事故發(fā)生，從一定程度上提升了生產(chǎn)效率。掌握皮帶機(jī)預(yù)警系統(tǒng)調(diào)試和分析與處理，對(duì)于提高安全管理水平具有十分重要的意義，并且具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益和推廣前景。

[1]韓偉.煤礦井下皮帶機(jī)運(yùn)行安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究[J].能源與節(jié)能,2018(08):170-172.

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