煤矿机电设备的检修与技术改造

煤矿机电设备的检修与技术改造

高洁

富源县中安街道综合执法队  云南省  曲靖市  655500

摘要：随着科技的快速发展，越来越多的机电设备被应用到煤矿生产中。但是，恶劣的地下环境导致机电设备经常出现问题。为了保证机电设备能正常运行，必须做好对机电设备的故障诊断工作。在煤矿生产中，机电设备长期处于高负荷运行状态，使其整体性能出现下降趋势，进而导致机电设备出现故障。机电设备故障不仅极大地影响了煤矿的生产效率和安全，还会导致严重的煤矿安全事故。因此，当机电设备出现故障时，应及时进行诊断和排除。以下将分析煤矿机电设备的故障诊断方法，并对其维修技术进行讨论。

关键词：煤矿；机电设备；故障诊断方法；维修技术

引言

在当今煤矿开采过程中，各种机电设备在井下作业中发挥着不可替代的作用。一方面，机电设备的使用提高了生产作业的效率；另一方面，大量机电设备的使用也给管理提出了新的要求，许多事故的出现往往是由于管理不当造成的。同时，煤矿所处地形复杂，存在积水、许多易燃易爆气体，以及对管理缺乏深刻的认识，常会导致机电设备发生故障。如何进行有效的煤矿机电设备管理，是所有煤矿企业必须重视的一个课题。本文主要对目前煤矿机电设备管理中存在的故障问题进行研究，通过深入讨论这些问题有针对性地提出合理的改善策略。

1 煤矿机电设备安全管理与维护的重要性

1.1 提升煤矿作业效率

为保证机电设备使用的质量和安全，煤矿企业必须实行完善的现代机电设备管理制度，以保证煤炭开采的安全性和效益，特别是近些年来，随着科技的不断发展，信息技术与现代机电设备逐渐融合，大大减少了企业作业人员的劳动量，提高了煤炭品质和企业的经济效益。在当前的时代背景下，煤矿企业必须做好机电设备的安全管理与维护工作，保证所有的机电设备保持稳定的工作状态，充分发挥设备的使用性能。如果在煤炭开采中发生机电设备运行故障，不仅会给煤炭开采工作造成不良影响，也会给企业造成不可挽回损失，还可能会危及作业人员的人身安全。

1.2 保障煤矿生产安全

机电设备在煤炭开采中起到了关键作用，一旦设备运行中发生故障，将会给煤炭开采带来一定的危险。通过对有关数据进行统计分析，发现在煤矿生产出现的重大安全事故中，因机电设备故障所造成的重大安全事故所占比例并不低。因此在煤炭开采中，机电设备的安全管理与维护必须得到高度重视，要落实机电设备安全管理与维护制度，充分发挥设备各自的应用性能，消除煤矿开采生产中存在的重大安全隐患。

1.3 延长设备使用寿命

要实现煤炭资源利用效益最大化，必须在煤矿生产过程中使用一定量的机电设备，而这类机电设备正是煤矿企业生产所需要的。不过，如果某一种机电设备在煤矿生产过程中出现问题，就可能造成煤矿企业生产效益降低，达不到企业的经营目标。煤矿开采本身就是一项高危作业，一旦在采矿过程中机电设备运行受到不良影响甚至出现问题，就可能增大出现安全隐患的风险，不但使企业遭受损失，而且会造成不好的社会影响。通过加强矿井机电系统监督管理，可以维护机电系统平稳运转，降低煤炭开采过程中存在的安全风险，建立完善的监测和保护体系，进而延长煤矿机电设备的使用寿命，促进煤矿机电系统在煤炭开采中实现更高的经济效益。

2 煤矿机电设备管理中存在的问题

2.1 机电安全管理制度不健全

规范、健全的管理制度能够使机电设备的管理有章可循。煤矿作业中设备多、情况复杂多变，生搬硬套的其他企业的管理模式可能并不能很好地适应本煤矿的情况，因此管理制度的制定和完善一直困扰着企业的决策者。一方面，现有的机电管理制度本身具有一定的局限性，无法满足复杂情况下机电设备的操作需求，缺乏更加细致的制度管理；另一方面，制度的制定最后还需要靠人来执行实现。实际中，相关人员责任意识不强，大多时候管理制度是为了应付检查而流于表面，工作中并没有对制度进行有效的贯彻和落实，缺乏对机电安全管理的深入理解，使得煤矿机电设备不能得到及时有效的维护和保养，不仅增加了企业的成本，还人为增大了事故发生的风险。

2.2 设备控制方式落后

设备控制方式对能耗有着显著的影响。在一些矿区，许多设备仍旧采用简单的方式运行，即以额定功率运行。然而，在实际生产中，并不总是需要大量的功率，这导致部分电能被浪费。例如：当带式输送机的装载量只有额定装载量的80%时，若带式输送机以额定功率运行，则会有20%的电能由于运行功率较大而浪费；在矿井提升机运行过程中，采用了串电阻调速方式（见图1），导致设备调速过程中大量的电能以热量的方式散发出去。

W，U.电压的两相；R1，R2，R3.调速电阻；QS.刀开关；FU1，FU2.熔断器；SB1，SB2，SB3.按钮；KM，KM1，KM2，KM3.接触器；KAv.中间继电器；KT1，KT2，KT3.时间继电器；FR.热继电器。

图 1  电机串电阻调速示意图

2.3 机电设备维护和保养不及时

机电设备在使用过程中需要定期维护和保养，对磨损的零部件要定期更换，这样才能延长设备的使用时间。然而，在实际生产过程中，设备超负荷运转是常态，尤其是在一些中小型煤矿企业中，这种情况十分严重。长期超负荷运转不仅会缩短设备的使用年限，还会使设备事故频发，这显然不利于企业的长远持续发展。此外，一些关键零部件的不及时更换也会带来安全隐患。目前，许多先进的设备依然通过国外进口来满足需求，关键零部件损坏后在更换过程中需要花费更多的时间和资金，因此，企业为了维持正常运转，往往找一些功能相似的零部件作为补充，这样虽然能够暂时维持机电设备的正常运转，但设备的可靠性和稳定性无法得到保障，这对机电设备的管理提出了更大的挑战。

2.4 设备开机率低

一些设备的开机率低，设备的使用能耗也会大大增加。煤矿很多机电设备属于重型设备，在启动时比较慢，即很长时间才能达到额定运行状态。例如：在掘进过程中，由于工序安排不合理，掘进与支护出现了脱节现象，这导致需要进行停机等待。在过去，设备的控制方式比较简单，许多设备开停机过程中的电能以热量的形式释放了。

3 煤矿机电设备的检修方法

3.1 大范围检修

针对煤矿机电设备实施大规模检修是一项工作量大、检修范围广的工作。为了解决出现故障的关键设备，必须给出具体的监控方式，制定科学合理的维修计划。同时，要制定相应的操作设备。具体方法如下：①实际工作中要充分了解检修对象。②积极突出检查重点。在机电设备的大规模检修中，技术人员需要有一个比较清晰的目标。另外，要根据维修团队的具体情况，对维修工作进行全面的细化。首先是对金属材料部分的测试，涉及到金属材料部分的锈蚀程度和受损程度的检测。其次，对电线整体的损耗、微风振动的频率、导线振动的频率进行检验。在大型设备的大规模检修过程中，需要制订科学的目标与规划。由于机电设备的大规模检修，涉及到的设备很多，所以必须在实际工作中制订一个较为详尽的工作体系，并在此过程中要对抗检测工作的全面加以强化，以避免在维修工作中出现一些不良现象。

3.2 铁光谱测量方法

铁光谱测量方法对机电设备的误差检测非常有用，能在短时间内有效跟踪设备问题。铁光谱测量原理为：铁屑润滑脂通过高温、高强度的磁场，高磁场可以将润滑油从铁片中分离出来，放到基体上。通过进一步分析板材的形状，判断设备是否存在问题，分析测量磨损铁颗粒的大小和密度，对铁光谱进行检测，准确判断机电设备的损伤或损坏程度。同时，通过这些检查获得的信息，检查人员能够确定设备损坏的类型和原因。此外，通过分析研磨成分，检查人员可以根据相关指标判断设备损坏部位。因此，机电设备可在短时间内迅速修复，恢复生产。

3.3 温度诊断法

在煤矿机电设备的使用过程中，会发生异常高温，集中表现为局部温升、绕组温升、机电设备运行受阻、驱动力增大、电流过大等方面。若局部温度上升，可判断出故障部位。机电设备的温升可分为明显的温度升高及较低的温度升高，前者由人工观测判定，后者则要采用相应的温度测量仪器。温度测量仪器简单易行，但缺点是深度不够。在实际的机电设备故障诊断中，需要将其与其他方法结合，以获得更高的效率。

3.4 日检

煤矿井下掘进机电设备的日检工作中，首先需要检查掘进机电设备的液压马达，通过监测液压马达运行状态下油液的液面变化，判断液压马达是否存在故障。长久的油液不足会加速马达磨损，因此当马达内油液液面比正常位置低时，需要及时补充油液。同样，对机电设备减速部件内的润滑油也应采取相同的措施。需要每天对掘进机电设备锯齿及齿座部件进行仔细检查，防止它们发生损坏故障，如果有异常状况发生，应及时对部件进行维修或更换。最后需要注意的是掘进机电设备中水和油液的补充管道及喷头，防止出现管道堵塞或受损的情况，保证设备运行过程中能正常完成油液和水的补充，以实现设备的正常运行，保障工作人员的生命财产安全。

3.5 加快煤矿信息化建设

现代化科学技术的应用是促进煤矿企业机电设备安全经营效益提高的重要依据，实现现代化的主要目的在于实现煤矿机电设备工作过程中各种资料与数据的获取和传输，从而提高煤炭开采质量。在自动化管理过程中，将与煤矿机电设备有关的数据记录在数据库中，可以更方便地进行机电设备的安全管理与维护，这样的数据库包括机电设备的操作数据和维修保养记录信息。此外，在机电设备安装的自动化管理中，需要在设备安装中做好信息设置，准确掌握机电设备的运行情况，一旦机电设备安装操作出现异常，可以迅速对问题做出反馈，使得机电设备安装操作更为安全。

3.6 日常检查和维护的制度化

设备内部传感器对机电设备进行全面检测，随后将相关数据传输至主机进行数据、检测与数据分析。相关人员运用扎实的理论知识与宝贵的工作经验，结合电流分析成果，对大电流煤矿机电设备中可能发生的故障给出了具体的维修对策，从而及时控制设备出现故障，并使经济损失减至最大最低点。煤矿机电设备管理与维护工作应根据实际需要，配备现代化的煤矿机电设备。在维修中，要采取煤矿机电设备作业许可证、检修监测作业许可证等，保证煤矿机电设备检修的安全，保证煤矿机电设备管理与维修的全面检查，避免事故风险。日常检查以及维护的制度化是目前煤矿机电设备整体管理水平的重要体现。只有日常管理到位，相关条例完善，责任落实到人头，才能保证设备的正常运行。煤炭开采企业应加强对相关管理与维护人员的监督和管理，创造更加便利的条件，让煤矿机电设备管理与维护人员可以更加充分学习。在此基础上为技术人员创造更加宽松和自由的作业环境，让技术人员可以在更加积极的工作氛围当中，不断地对煤矿机电设备管理与维护的相关技术进行创新和研发，有效的促进煤矿机电设备管理与维护的发展。同时，只要掌握熟练的专业技术，具有娴熟的实践能力的技术人员才能在短时间内对煤矿机电设备进行管理与维护。只有对煤矿机电设备的维护和管理有了规定，才能减少煤矿机电设备的问题，发挥应有的效作业率，使煤矿机电设备进入正常的作业状态。

3.7 对应故障记录诊断法

目前，在煤矿机电设备的诊断中，采用对应故障记录诊断法是常见的方法，需要由检修人员将机电设备故障的部位和原因记录下来，并辅以相关说明，以便在出现同样的故障时，能对其进行及时处理。维修人员还需要根据自身经验，迅速地判断故障的部位和原因，提高维修人员的工作质量和效率。

4 煤矿机电设备技术改造分析

4.1 注意新技术的应用

近几年，随着科学技术的进步，煤矿机电设备的维修方式已经从定期检修转向不定时检修。技术的不断更新与改造优化，标志着我国设备的运作和管理工作科学化水平的转变，也表明我国的设备修理水平进入了一个新的发展阶段。随着科学技术的进步，煤炭资源的需要也在不断提高。一方面，计算机技术以及传感器技术近年来发展迅猛。另一方面，煤炭开采企业应针对机械元件的工作特性进行更新与技术改造，尤其是利用先进计算机技术和传感器技术，以实现对煤矿机电设备状态的远程操控。

4.2 异常情况应反复检查

在检查过程中，应注意二次回路绝缘层的损坏和老化。如果出现此类问题，应立即采取适当措施解决，并更换或修理。在检查绝缘电阻的过程中，了解机电设备的正常运行，定期进行设备上的灰尘清理，避免因其他问题导致运行故障的出现。在进行继电保护的相关系统检修过程中，并不是依据定时、定期来进行检修，而是依据具体的使用情况以及近期设备的状态来进行维护，明确设备在正常运行过程中是否安全，加强对设备以及系统的使用状态检测，从而科学地选择检修间隔以及具体的检修项目。只有日常管理与检修工作到位，相关条例完善，做好设备全面分析工作，责任落实到人头，才能保证煤矿机电设备的正常运行。

4.3 实施责任管理维护人员责任制

机电设备的责任制管理强调设备管理工作实现精细化，全面提高设备检修水平和工作质量，提倡责任制管理，通过精心操作、认真巡回检查，从管理网络、管理制度和保障措施等几个方面科学化、规范化管理机电设备，逐步推进程序化，实现设备全寿命周期运行经济的最大化和设备本质的安全化。管理责任制。工作人员之间应实行分工管理，每个人负责一项事务池。如任何一环都存在质量问题，找出了分管哪个环的管理者，并对工作过失予以了适当的惩罚，从而使得员工更能关注于自身的职责任务和管辖范围。而主管人员负责制则保障了煤炭开采企业内机械设备的正常使用和企业生产工作的质量。

4.4 采用变频控制

变频控制技术通过改变交流电的频率可以实现对电机的无极调速，极大地方便了对交流电机的状态进行最优控制。实际中，通常采用的是交-直-交变频控制技术，即先将交流电整流成直流电，然后再将直流电整流成交流电。变频控制技术的节能主要体现在以下两方面：a)在电机调速过程中，消耗的能量极少，而且制动过程中能量可以回馈电网；b)保证了设备的供电质量，避免了设备运行过程中功率因数较低的问题。在过去的一些测试中可以发现，在应用变频控制技术后，机电设备可以节能20%～50%。

5 结束语

煤矿机电设备是煤炭开采企业进行开采工作的重要设备，其工作稳定性影响开采的效率和煤炭开采企业的经济效益。所以，煤炭开采企业应该时刻注意机械设备的检测，结合实际提出切实可行的检测措施。同时，加大对机电设备技术改造的投入，及时改造相关机电设备，为高效采煤和经济效益最大化创造良好条件。

参考文献：

[1] 马惠杰.加强设备检修与技术改造  提升煤矿机电设备的使用率[J].机械管理开发,2017,32(01):172-173.

[2] 郑丰,石世荣.煤矿机电设备的检修与技术改造[J].黑龙江科技信息,2016(31):88.

[3] 王鹏飞.浅析煤矿机电设备的检修与技术改造[J].山东煤炭科技,2016(07):114-115.

[4] 贺海云.关于煤矿机电设备检修与技术改造的思考[J].机械管理开发,2016,31(06):183-185.

[5] 包士恒.设备检修与改造技术在煤矿机电中的应用分析[J].科技与企业,2014(07):246.