智慧矿山背景下我国煤矿机械故障诊断研究

智慧矿山背景下我国煤矿机械故障诊断研究

邵钒 陈磊 张战

皖北煤电集团公司祁东煤矿 安徽 宿州 234000

摘要：随着科学技术的发展，煤矿开采基本上已经实现了机械化。煤矿机械化开采需要用到很多的机械设备，例如采煤机、液压支架、皮带输送机等。由于煤矿开采作业的繁重及井下环境的恶劣，机械设备很容易发生故障，这给煤矿开采带来了十分不利的影响。为了恢复生产，必须对故障机械设备进行维修。基于此，以下对智慧矿山背景下我国煤矿机械故障诊断进行了探讨，以供参考。

关键词：智慧矿山；煤矿机械；故障诊断研究

引言

中国煤炭事业经过多年发展，煤炭产量得到稳步提升，开采的安全性也得到了增强。这得益于越来越先进的煤矿机械设备的应用，例如综采掘进机、采煤机、液压支架等，将人从繁重危险的体力劳动中解放出来。矿井的单产量越来越大，单人工效也越来越高。然而，由于煤矿井下恶劣的生产环境和繁重的工作任务，机械设备很容易出现故障，从而引发机电安全事故。

1煤矿机械故障分析

1.1机械故障

①轴承故障。此类故障较为常见，具体产生因素为采煤机处于不均匀荷载、荷载过大的状态时，采煤机链轮的支撑轴会承受过大的荷载，长时间运行下支撑轴会出现不同程度磨损，导致轴承及其部件的损坏。或者是维护期间润滑系统受到污染、轴承与支撑轴变形、轴承安装不到位等。②连接、驱动故障。此类故障的成因为运行期间采煤机发生大幅度振动，若出现采煤机部分零部件松动、掉落现象，极易导致设备驱动故障与连接故障产生。或者是采煤机部分位置荷载过大，导致部件不同程度磨损，最终产生故障。③牵引传动箱故障。若在具体作业期间相关人员未严格按照规定要求进行采煤机操作，导致采煤机行进时造成硬弯，此时采煤机的滑靴、下壳体会处于同时受力状态，极易导致下壳体出现破损现象，进而影响到采煤机的正常运行。

1.2液压系统牵引力不足

如果液压系统运行过程中主油路压力出现变化，会导致液压系统的牵引力产生改变，如果主油路压力无法达到要求，可能会影响液压系统，导致液压系统的牵引力下降。

1.3液压系统故障

作为采煤机设备的重要系统之一，液压系统出现故障问题的几率较大。但是因液压系统的特殊性，所以人员往往无法第一时间发现液压系统存在的故障问题，并且对于故障的成因也无法明确。分析采煤机作业期间液压系统故障的成因，其中油液污染为主要因素之一。而导致油液污染现象产生的因素包括内部污染与外部污染。针对外部污染而言，采煤作业活动的开展处于煤矿井下，其环境极为恶劣，空气中充斥着煤渣、煤灰等，若在作业期间空气的煤灰与煤渣深入到液压油中，会导致液压系统出现油液污染问题，进而出现故障问题。针对内部污染而言，具体运行期间因荷载的过大，极易导致液压系统中部分构件零件出现相互挤压、磨损的现象，若长时间处于大荷载下，液压系统内部就会出现部件、零件相互摩擦而产生的纤维物、颗粒物等，并且在高温的条件下形成胶状污染物，最终产生故障。

2导致煤矿机械故障的原因

2.1机电维修人员的专业水平普遍不高

随着科学技术的发展，煤矿机械设备的科技含量越来越高，主要体现为一些更加精密的仪表的使用。这对煤矿机械设备维修人员提出了更高的要求。然而，煤矿企业本身属于高危行业且待遇并不算高，导致煤矿企业很难进行机电维修人员队伍建设。大部分煤矿机电维修人员已经很难胜任目前的机械设备维修工作。这是由于这些机电维修人员的专业水平有限，缺乏对机械设备内部结构深刻的认识，在进行机械设备维修时，很难快速对机械设备出现的故障做出准确判断并制订合适的维修方案。更严重的是，不能通过机械设备故障来分析故障原因。

2.2设备磨损

机械设备在进行煤矿生产时，如果出现设备各个部件之间不能协调运转，会使机械设备发生故障问题，最常见的是部件出现磨损现象。机械设备长时间的进行生产工作，各零件之间相互磨损，无法正常的配合生产工作，严重影响机械设备的使用性能。磨损后的设备零件，无法和原来一样正常工作和运转，容易发生设备故障。

2.3机械设备管理制度很不健全

通常情况下，煤矿机械设备的管理和维修工作需要多个部门协同完成。然而实际上，由于各部门之间缺乏有效沟通，机械设备的管理和维修通常是独立的，这在极大程度上影响了机械设备管理和维修的效率。工作人员不能掌握确切可靠的信息，导致机械设备的维修和管理工作中出现很大的问题，从而影响煤矿生产经营的正常进行。煤矿井下生产环境极为恶劣，煤矿机械设备长期处于高负荷运行状态。对机械设备进行科学的管理和维修，有助于提高设备的使用寿命和可靠性。然而由于机械设备的管理和维修相互独立，某些设备发生故障时已严重损坏，维修成本极高。这种状况极大地增加了煤矿企业的运行成本，还会产生重大的安全隐患。

3智慧矿山背景下我国煤矿机械故障诊断研究

3.1液压系统过热处理对策

如果运行过程中出现油温过高等问题，需要注意了解参数的具体情况，对安全阀的压力整定值进行检查。如果发现液压油粘度较大、乳化，需要注意进行调整，及时处理，使其处于可控的范围内，另外如果是由于泵的机械磨损造成内部出现漏油的情况，则需要注意对故障点进行确认，并且做好控制，对相关设备进行更换。除此之外，如果油温过高，可能会导致液压油出现变质，所有需要进行油温的控制。如果液压油出现变质的问题，则会导致油泵容积效率大幅度下降，损害油膜，造成润滑的效果无法达到要求，从而在工作的过程中出现更多热能。所以说，需要注意重视观察，并且关注液压油的清洁度，控制油温的变化情况，及时更换一些液压油或者相关的部件。

3.2注意设备的使用年限

由于煤矿很多机械设备的使用年限较长，在进行维修时要注意查看机械设备是否处于正常使用周期以内。若机械设备处于报废期内，则不应对设备进行维修，应立即对其进行报废。这是由于处于报废期内的机械设备零件内部老化已经非常严重了，依靠简单的维修很难消除故障。而且这些机械设备的原装零件可能已经买不到了，只能使用一些替代品，这会导致机械设备的故障不能被消除。所以对于机械设备的故障维修，最好是针对处于正常使用周期内的设备。只有这样，才能保证对机械设备的维修是有效的，从而保证煤矿开采的顺利进行。

3.3液压系统噪音处理策略

如果机械液压系统在运行过程中出现噪音问题。首先需要对设备进行检查，了解设备的具体情况，可先判断泵内是否出现异物，如果发现有异物，需要进行清理，另外需要再次检查设备的气密性，判断设备是否出现泄漏。如果是因为泄漏，造成空气堵塞，需要注意将空气及时排出，并对密封系统进行有效的修补，提高密封效果，加强体系的完善，通过这种方法将噪音消除，控制振动。

结束语

随着采矿技术的发展，煤矿开采越来越依赖于机械设备。然而由于煤矿井下狭小恶劣的环境，机械设备容易发生故障，这严重影响到煤矿开采的安全进行。因此，应该注重对煤矿机械设备的故障诊断和维修。目前，机械设备的故障诊断方法可分为人工经验法和故障诊断技术。

参考文献

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