故障診斷技術(shù)在煤礦機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用

馮全興

摘要：隨著人們生活水平的提高，對以煤炭為主的礦產(chǎn)資源的依賴性也越來越高。在如今的煤炭開采過程中，機(jī)械代替了人力，開采速度和開采質(zhì)量得以不斷提高。既減少了開采過程中人力資源的浪費(fèi)，又提高了煤礦開采的安全性。然而，受到各方面因素的影響，煤礦開采設(shè)備在運(yùn)行的過程中常常會出現(xiàn)各種故障。本文就采煤設(shè)備運(yùn)行過程中的常見故障及故障診斷技術(shù)進(jìn)行相關(guān)論述，以期給業(yè)界工作人員提供技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：故障診斷；煤礦；機(jī)械設(shè)備；應(yīng)用

引言：

截止2016年，我國煤炭消費(fèi)占能源總消費(fèi)的61.8%，我國年煤炭產(chǎn)量達(dá)50億噸。直到2020年，煤炭在我國能源消費(fèi)中依舊占據(jù)主導(dǎo)地位。整個社會的運(yùn)轉(zhuǎn)離不開煤炭資源的開發(fā)利用。只用運(yùn)用現(xiàn)代化開采設(shè)備，不斷提高煤炭開采效率，才能夠滿足人們對煤炭資源日益增長的需求。在開礦過程中，減少設(shè)備的故障率，及時(shí)檢修是實(shí)現(xiàn)安全高效采礦的重要保障。

1 煤礦機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生故障的原因

1.1機(jī)械本身存在的缺陷。

任何開采設(shè)備都必須由人來進(jìn)行控制，齒輪磨損、皮帶松動導(dǎo)致傳動裝置障礙；鉆頭磨損導(dǎo)致開采裝置障礙等等。這些障礙是設(shè)備長時(shí)間運(yùn)行所必然出現(xiàn)的結(jié)果。換言之這種故障是可以預(yù)知的，是由于機(jī)械本身的缺陷所導(dǎo)致的，這種設(shè)備本身存在的問題只能通過科技水平的提高才能實(shí)現(xiàn)從根本上消滅，從而延長機(jī)械的壽命。這種缺陷受到制作材料、制作工藝的影響。

1.2受到工作環(huán)境的影響

我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對煤炭的需求量與日俱增。地表煤炭資源已經(jīng)開采完畢。目前，我國煤礦大多位于地下，工人操作掘進(jìn)機(jī)器，修建礦井、礦道，開采整個過程都在地下進(jìn)行。受到地質(zhì)結(jié)構(gòu)、水文環(huán)境的影響，地下礦道內(nèi)，大多十分陰冷潮濕，地下水容易滲透。各種機(jī)械在這種環(huán)境下工作極易造成零件生銹腐蝕、線路受潮等現(xiàn)象。機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)短路、斷路，甚至發(fā)生火災(zāi)。挖掘過程中，大量的灰塵和泥土?xí)绊憘鲃友b置運(yùn)行的流暢性。給設(shè)備運(yùn)行帶來嚴(yán)重的負(fù)擔(dān)。

1.3人工維護(hù)的影響

在大型機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的過程中，對關(guān)鍵部位的日常保養(yǎng)和清潔是十分重要的。在大規(guī)模高強(qiáng)度的運(yùn)行過程中，設(shè)備極易造成損傷。通過潤滑油、機(jī)油等保養(yǎng)用料的添加，能夠降低設(shè)備運(yùn)行過程中的故障率，能有效消除設(shè)備過熱等問題。

2 故障診斷技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

2.1定義

所謂煤礦機(jī)械設(shè)備的故障診斷，就在設(shè)備運(yùn)行過程中或待機(jī)的狀態(tài)下，通過觀察設(shè)備運(yùn)行過程中的各種指標(biāo)，檢查發(fā)動機(jī)運(yùn)行過程中是否存在異響，液壓裝置運(yùn)行是否正常，轉(zhuǎn)動裝置運(yùn)行的流暢性以及對整個設(shè)備的外機(jī)進(jìn)行整體檢查。通過對設(shè)備的檢修和診斷，預(yù)防故障發(fā)生和對突發(fā)故障的早診斷、早維修，恢復(fù)設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.2診斷內(nèi)容

對機(jī)械設(shè)備常見的故障有明確的分類，由故障的表現(xiàn)形式推導(dǎo)出產(chǎn)生故障的原因，明確出現(xiàn)問題的部位，尋找替代用品或維修方案。由表達(dá)里，追根溯源，從根本上解決問題。故障診斷是實(shí)現(xiàn)有效維修的第一步。對設(shè)備發(fā)生故障的類型，累及部位，只有力量傳導(dǎo)有一個全面而細(xì)致的認(rèn)識，才能及時(shí)的選擇合理的維修方案。

2.3發(fā)展現(xiàn)狀

故障診斷技術(shù)在實(shí)際操作過程中運(yùn)用并不普遍。對常見故障的分類并不明確，缺乏健全的理論體系。另一方面，在設(shè)備運(yùn)行過程中，所出現(xiàn)的故障多種多樣，通常是某一部分的故障導(dǎo)致其他部位出現(xiàn)問題，這種復(fù)雜的表現(xiàn)形式給維修工作帶來嚴(yán)重的干擾。診斷和維修人員分工不明確。為了精簡人員，通常由維修人員負(fù)擔(dān)起診斷和維修兩方面的工作。這就導(dǎo)致對問題的診斷不夠明確，不夠細(xì)致。另一方面，設(shè)備生產(chǎn)廠家與煤礦開采部門缺乏技術(shù)對接。由于市場上開采設(shè)備的種類多種多樣，每個廠家生產(chǎn)設(shè)備的參數(shù)和指標(biāo)不同，這就給維修人員和診斷人員的工作帶來了嚴(yán)重的負(fù)擔(dān)。由于現(xiàn)代化煤礦開采技術(shù)成熟，機(jī)械化水平很高，機(jī)械設(shè)備已經(jīng)代替了70%的人力，如此龐大的設(shè)備數(shù)量，實(shí)行診斷和維修分離，工地與廠家技術(shù)對接是十分重要的。

2.4機(jī)械設(shè)備存在一定的缺陷

上文中提到，我國的煤礦開采設(shè)備還不夠先進(jìn)。廠家與廠家之間的競爭帶來了設(shè)備的進(jìn)步，同時(shí)不同設(shè)備的參數(shù)不同，其維修和檢測標(biāo)準(zhǔn)也不同。缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)是導(dǎo)致診斷困難的一大原因。煤炭開采過程中，所用到的設(shè)備種類眾多，包括挖掘設(shè)備，運(yùn)輸設(shè)備、起重設(shè)備等等。設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行直接決定了煤炭開采的質(zhì)量與效率，設(shè)備的安全運(yùn)行是對礦下工人人身安全的保障。

3 故障診斷技術(shù)及其應(yīng)用

3.1監(jiān)測診斷技術(shù)

（1）溫度

通過對設(shè)備運(yùn)行過程中溫度的監(jiān)測來反映其工作狀態(tài)，例如鉆頭、變速箱、發(fā)動機(jī)、水箱等。對重要部位的溫度監(jiān)測，動態(tài)觀察設(shè)備工作中，各項(xiàng)溫度指標(biāo)是否維持在正常的區(qū)間。如果出現(xiàn)發(fā)動機(jī)溫度過高的問題，可以考慮是否是水箱的儲水量不夠，通過動態(tài)監(jiān)測的手段降低設(shè)備運(yùn)行過程中的小問題。

（2）異常聲響

通過對異常聲響進(jìn)行判斷。有經(jīng)驗(yàn)的操作工人往往能夠根據(jù)設(shè)備發(fā)出的聲音還來判斷設(shè)備故障所在。發(fā)動機(jī)異響、變速箱異響、液壓裝置異響等等。通過與正常設(shè)備運(yùn)行發(fā)出的聲音的對比，從而確定是哪一模塊出現(xiàn)的問題。從異響發(fā)生的來源判斷故障發(fā)生的部位。機(jī)械出現(xiàn)異響是設(shè)備故障的早期表現(xiàn)，通過早期對故障的排查，減少設(shè)備故障帶來的損失，防止小故障變成大麻煩。所以在設(shè)備操作的過程中，應(yīng)當(dāng)對其發(fā)出的聲音進(jìn)行仔細(xì)辨認(rèn)。

（3）異常震顫

尤其是掘進(jìn)機(jī)和采煤機(jī)，如果在工作過程中發(fā)生機(jī)身的異常震動，說明可能遇到了難以破除的堅(jiān)硬巖石或傳動裝置發(fā)生卡頓。通常情況下，傳動系統(tǒng)的卡頓是造成設(shè)備異常抖動的主要原因。駕駛?cè)藛T和操作人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)自己的操作體驗(yàn)感做出判斷。一旦感覺異常就應(yīng)當(dāng)立即停止施工，上報(bào)檢修。異常震顫常常合并異常聲響一同出現(xiàn)。

3.2特種設(shè)備常見故障重點(diǎn)監(jiān)測

在采煤過程中，涉及特種設(shè)備的運(yùn)用，針對設(shè)備的特殊性，對其關(guān)鍵部位進(jìn)行嚴(yán)格檢查。這樣既能減輕檢查人員的工作負(fù)擔(dān)，也能保證操作的安全性。

（1）對采煤機(jī)的診斷

明確采煤機(jī)發(fā)生故障的高頻點(diǎn)。通過對故障好發(fā)部位的掌握，能夠起到預(yù)防故障的作用。采煤機(jī)的常見故障是液壓裝置的故障。機(jī)械臂不受控制，針對這一特點(diǎn)，由診斷人員做出判斷，并交付維修人員進(jìn)行維修監(jiān)測。對液壓裝置的密封性、壓力進(jìn)行監(jiān)測，從病因上解決問題。對煤礦開采過程中的重要設(shè)備、關(guān)鍵點(diǎn)要有一個詳細(xì)的認(rèn)識，重點(diǎn)監(jiān)測。對維修過的部位進(jìn)行記錄，通常情況下，設(shè)備往往出現(xiàn)同一地點(diǎn)反復(fù)故障。

（2）對升降機(jī)的診斷

升降機(jī)作為煤礦特種設(shè)備的一種，是溝通地下與地表的重要樞紐。也是施工過程中的重點(diǎn)工程。升降機(jī)的常見問題在于其傳動裝置。做好對升降機(jī)傳動系統(tǒng)的潤滑液添加工作，對其進(jìn)行日常檢修，針對高頻問題，采取高度的重視。

3.3預(yù)防診斷

煤礦設(shè)備診斷的關(guān)鍵在與預(yù)防。對存在問題的點(diǎn)進(jìn)行嚴(yán)密的管控，盡早發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，就是對開采效率和開采安全最好的保證。

結(jié)束語：

只有建立嚴(yán)格的診斷體系，才能更好地維護(hù)煤炭資源的正常開采，為安全礦場的建設(shè)保駕護(hù)航。整合市場上的有效資源，建立統(tǒng)一的設(shè)備生產(chǎn)指標(biāo)，培養(yǎng)專業(yè)的診斷人員，通過社會各界的努力，共同推進(jìn)安全煤礦的建設(shè)，維持煤炭產(chǎn)量的穩(wěn)定。

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（作者單位：神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司）