礦井提升機(jī)狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)分析研究

王海峰

摘要：礦井生產(chǎn)過程中，很多的機(jī)械化操作都需要相對應(yīng)的機(jī)電設(shè)備完成，而實(shí)際生產(chǎn)過程中機(jī)電設(shè)備運(yùn)行經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)多種故障，對于整個(gè)礦井生產(chǎn)過程中如何采取有效 的措施來處理這些故障，對于實(shí)現(xiàn)礦井的高效生產(chǎn)具有積極重要的意義?；诖?，本文以礦井實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)為研究背景，分析了現(xiàn)階段生產(chǎn)過程中礦井機(jī)電設(shè)備常見的故障類型，并提出對應(yīng)的維護(hù)及維修方案，以期能夠有效推進(jìn)整個(gè)礦井機(jī)電設(shè)備管理的發(fā)展進(jìn)程，提升礦井的生產(chǎn)技術(shù)水平。

關(guān)鍵詞：礦井提升機(jī);PLC;控制故障;處理方法;檢修

引言：

礦井提升機(jī)是目前我國礦山使用量最大的提升運(yùn)輸設(shè)備之一，設(shè)備能否安全運(yùn)轉(zhuǎn)，直接關(guān)系到礦山企業(yè)生命財(cái)產(chǎn)的安全。礦井提升機(jī)一旦發(fā)生安全隱患，很容易引起群死群傷的事故。制動(dòng)閘在提升機(jī)的組成中是至關(guān)重要的一個(gè)部件，當(dāng)提升機(jī)出現(xiàn)故障或安全隱患時(shí)，制動(dòng)閘能夠安全有效的實(shí)施制動(dòng)，即能保證減少安全事故的發(fā)生。為了保證提升機(jī)的正常運(yùn)行，應(yīng)定期對制動(dòng)閘進(jìn)行測試與調(diào)試，而空洞時(shí) 間的測試項(xiàng)目是制動(dòng)閘性能的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)。一旦測試數(shù)據(jù) 不符合標(biāo)準(zhǔn)要求，應(yīng)對制動(dòng)閘進(jìn)行調(diào)試與整修，直到數(shù)據(jù)符 合標(biāo)準(zhǔn)要求為止。為此本文對空洞時(shí)間的測試方法進(jìn)行了探討和研究。

正文：一、礦井提升機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)組成

礦井提升機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，硬件系統(tǒng)包括現(xiàn)場傳感器、變送器、數(shù)據(jù)采集卡、通信網(wǎng)關(guān)等部件，主要通過系統(tǒng)集成的方式進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。軟件系統(tǒng)主要包括現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集端的數(shù)據(jù)采集與處理軟件，以及安裝在監(jiān) 控室上位機(jī)的數(shù)據(jù)分析軟件組成。采用 LabVIEW 作為軟件開發(fā)平臺(tái)，針對礦井提升機(jī)的電樞電流，電壓，溫度，速度，加速度等狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析，同時(shí)設(shè)置過流、過壓等超限報(bào)警功能。LabVIEW 是一種用圖形代替文字進(jìn)行創(chuàng)作、編輯的圖形化編程語言，具有操作便捷、界面直觀等優(yōu)點(diǎn)。提升機(jī)狀態(tài)監(jiān) 測數(shù)據(jù)分析軟件的主要功能如下：

（1）能夠顯示提升機(jī)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)位置以及運(yùn)動(dòng)情況;

（2）能夠監(jiān)測提升機(jī)的速度、加速度、電壓、電流等狀 態(tài)量的變化;

（3）能夠以文本、曲線等形式對監(jiān)測的狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行 實(shí)時(shí)顯示;

（4）具有參數(shù)超限報(bào)警功能，當(dāng)檢測數(shù)據(jù)超過預(yù)先設(shè) 定的預(yù)警值之后能夠發(fā)出報(bào)警提示;

（5）能夠?qū)ΡO(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行均值、方差、標(biāo)準(zhǔn)差等時(shí)域分 析。

（6）能夠?qū)ΡO(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行頻譜：功率譜、傅里葉變換等頻域分析。

二、礦井提升機(jī)的常見故障及其應(yīng)對策略

2.1 主軸出現(xiàn)故障

在礦井提升機(jī)在增常運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中，比較容易出現(xiàn)故障的位置是主軸，主軸的故障主要涵蓋著兩種不同的類型，分別是聯(lián)軸器出現(xiàn)故障或者是主軸的中心出現(xiàn)傾斜。聯(lián)軸器故障指的是在主軸與齒輪之間起連接作用的銷鍵出現(xiàn)松動(dòng)或者是脫落的現(xiàn)象，很多原因都可能造成這類型的故障，比如提升機(jī)本身存在一定的設(shè)計(jì)缺陷，亦或是實(shí)際操作不當(dāng)?shù)?。?dāng)對這類型的故障進(jìn)行處理時(shí)，檢修人員需要結(jié)合實(shí)際狀況對切向的銷鍵重新進(jìn)行配置，提升設(shè)備的穩(wěn)固性。主軸的中心出現(xiàn)偏斜狀況的主要原因是提升機(jī)在工作時(shí)受到了嚴(yán)重 的抖動(dòng)或者撞擊造成的，也可能是相應(yīng)的工作人員并未完全按照圖紙對主軸進(jìn)行安裝，使得提升機(jī)在后期使用過程中一旦出現(xiàn)對方受力的現(xiàn)象，那就會(huì)導(dǎo)致主軸出現(xiàn)偏斜的狀況。對這類型的故障進(jìn)行處理時(shí)，首先檢修人員需要對主軸的中心位置進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，其次，若是制動(dòng)盤已經(jīng)出現(xiàn)了變形的情況，就需要及時(shí)對其進(jìn)行更換。

2.2 液壓站故障

在提升機(jī)在正常運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中，液壓站故障也是比較常見的。液壓站故障主要指的是系統(tǒng)出現(xiàn)液壓油泄漏的現(xiàn)象、制動(dòng)過程中出現(xiàn)液壓不穩(wěn)定或者無法正常發(fā)揮功效等狀況。之所以會(huì)出現(xiàn)液壓站的液壓油泄漏的故障，可能是因?yàn)樵谔嵘龣C(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中未對設(shè)備及時(shí)進(jìn)行檢修，使得液壓油輸送的管道出現(xiàn)老化甚至是斷裂的現(xiàn)象，這會(huì)使得液壓油出現(xiàn)泄漏的情況。處理這類型的故障時(shí)，若故障原因是因?yàn)楣艿赖睦匣蛘咂屏?，則需要及時(shí)對其進(jìn)行更換，以免造成液壓油進(jìn)一步的損失。

2.3 磁場失磁故障

故障問題：礦井提升機(jī)在運(yùn)作過程中，提升至23m處，突然出現(xiàn)抱閘、停車現(xiàn)象，控制系統(tǒng)告警顯示安全回路斷開、PLC控制系統(tǒng)故障、磁場失磁。經(jīng)過初步檢查，發(fā)現(xiàn)，礦井提升機(jī)磁場脈沖孔子主板側(cè)燈閃爍、勵(lì)磁柜脈沖放大版上所有電源提示燈關(guān)閉、勵(lì)磁柜交流輸入電壓處于正常狀態(tài)，但是勵(lì)磁柜無直流輸出電壓。

因礦井提升機(jī)在運(yùn)作過程中突然停止，在罐籠中有工作人員，所以無法進(jìn)行常規(guī)檢查，以避免出現(xiàn)安全事故。根據(jù)礦井提升機(jī)的運(yùn)作機(jī)理，采用現(xiàn)場復(fù)位的方式進(jìn)行試驗(yàn)性檢查，即“將調(diào)節(jié)柜上CPU板復(fù)位按鈕按下，礦井提升機(jī)系統(tǒng)正常復(fù)位”，經(jīng)過簡單處理，礦井提升機(jī)恢復(fù)正常運(yùn)作，判斷故障為磁場失磁故障。

2.4 電樞整流柜快熔故障

故障問題：礦井提升機(jī)在提升工作過程中，上升至距離平硐30m處，突然發(fā)生緊急停車情況。經(jīng)過初步檢查，發(fā)現(xiàn)礦井提升機(jī)上位機(jī)顯示“整流柜熔斷器 熔斷、快速熔斷器熔斷”。翻閱此前礦井提升機(jī)的維修記錄，發(fā)現(xiàn)此前礦井提升機(jī)整流柜熔斷器也出現(xiàn)過熔斷故障，每次熔斷故障發(fā)生都會(huì)燒壞約4個(gè)熔斷器，且晶閘管保持正常狀態(tài)，經(jīng)過深入拆解檢查，發(fā)現(xiàn)整 流柜中有一晶閘管安裝不牢固，另一晶閘管引出母線未壓實(shí)。

三、故障診斷建模

基于故障樹分析法的故障診斷步驟：

（1）尋找頂事件頂事件是系統(tǒng)最不希望出現(xiàn)的事件.往往會(huì)導(dǎo)致最壞的結(jié)果，在工程中依據(jù)實(shí)際情況而定。

（2）構(gòu)造故障樹分析引起頂事件的所有可能 原因，按照相應(yīng)的邏輯關(guān)系，將頂事件、中間事件、底事件聯(lián)系起來.形成樹狀圖。

（3）定性分析定性分析的主要目的是找到故障樹的最小割集.簡化故障樹模型，便于故障定量分析。最小割集指的是不能拆分的底事件，代表一種故障情況。最小割集中的事件同時(shí)發(fā)生是頂事件 發(fā)生的必要前提.最小割集相互獨(dú)立.任意割集事件發(fā)生.都會(huì)導(dǎo)致頂事件發(fā)生。所以最小割集的確定是故障樹分析準(zhǔn)確性的重要步驟。

（4）定量分析定量分析的主要目的是計(jì)算頂事件發(fā)生的概率.并分析底事件的重要度，有針對性的定位故障位置.有助于快速排除故障。

（5）采取預(yù)防措施綜合分析故障樹頂事件、中間事件、底事件的關(guān)系，底事件的概率大小以及對頂事件的影響程度。發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)薄弱環(huán)節(jié)，及時(shí)改進(jìn)、維護(hù)。減少系統(tǒng)故障發(fā)生概率。

四、總結(jié)

礦井生產(chǎn)對我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著不容小覷的作用，因此，需要重視礦井生產(chǎn)，不斷提升礦井生產(chǎn)的機(jī)能。同時(shí)礦井提升機(jī)是礦井生產(chǎn)的主要設(shè)備，所以，相關(guān)工作人員需要對礦井提升機(jī)可能發(fā)生的故障予以重視。對此，相關(guān)的檢修人員需要不斷提升檢修的力度和頻次，對可能出現(xiàn)的各種類型的故障采取行之有效的措施進(jìn)行解決，為礦井生產(chǎn)的順利開展奠定基礎(chǔ)，為礦井工人的生命以及財(cái)產(chǎn)安全提供保障。綜上所述，礦井提升機(jī)在運(yùn)作過程中，可能會(huì)出現(xiàn)諸多故障，常見故障表現(xiàn)可能較為復(fù)雜，廣 大從業(yè)者應(yīng)對上述內(nèi)容有足夠認(rèn)識，在實(shí)際檢修、維護(hù)過程中，根據(jù)礦井提升機(jī)的運(yùn)作機(jī)理來逐步排查故 障。上述內(nèi)容在物理故障方面存在一定不足，還望廣 大從業(yè)者在實(shí)踐中不斷探索。

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（作者單位：山東濟(jì)礦魯能煤電股份有限公司陽城煤礦）