矿山机电设备智能故障检测诊断技术分析

矿山机电设备智能故障检测诊断技术分析

才晓勇、张建新、段永照

内蒙古包钢钢联股份有限公司巴润矿业公司 内蒙古包头市014080

摘要：随着社会不断地发展，煤矿开采技术的不断创新，矿山生产逐渐向着机械化、自动化和智能化的方向发展，各类机电设备的应用数量在不断增加，需要结合设备故障影响，积极做好故障检测和诊断工作。智能化故障检测和诊断技术可以帮助技术人员快速、精确的确定故障点，具有缩小故障影响、提高生产效率的价值。如何有效在矿山中落实智能故障检测诊断技术，也成为很多矿企需要考虑的问题。

关键词：矿山机电设备；智能化；故障检测

引言

目前，中国矿山机电设备对于安全性和可靠性的需求正在逐步提升，其关键是要每天对矿山机电设备进行维护与管理，以增强其利用的效果，防止因设备出现问题而造成的不利后果。所以，在运用机电设备时，要采用科学、合理的故障诊断技术。矿山机电设备有很多种不同特点的诊断技术为了保证机电设备的工作效率，需要科学合理地运用相应的故障诊断技术。

1智能故障诊断技术的概念

矿山中应用的智能故障诊断技术，本质上可以看作预防机械设备故障的技术。在对设备的运行进行可靠性分析后，可以得出设备的多种故障及其概率，采取对应措施降低机电设备的故障率后，能满足矿山开采需要。智能故障诊断技术包含传感技术、现代计算机技术和信息处理技术等方面，在综合应用中可以借助信号检测、特征提取、状态设别和诊断决策四个流程，提高故障诊断的效率和准确性。传感器负责设备状态信号产生，在对设备状态监测中，如果发现设备故障则会改变状态量信号，同时事故特征信号是从无用信号中筛选而来，便于在数据库的支持下对特征信号进行故障识别，进而发挥故障诊断价值。

2矿山机电设备智能故障检测诊断技术步骤

2.1信息采集

检测矿山机电设备的机械运行状况、工作信息，利用机电设备传感器输入、采集、分析数据，利用计算机的数据库系统保存数据。同时将数据及时送入数据存储器或计算机系统中。

2.2数学模型构建

矿山机电设备由参数数值直接体现工作状态的，一旦发生了故障，数据就会发生对应的变化，此时通过对参数数据建立数学模型的方式，既能有效快速地判断出设备的运行状况，在矿山机电设备故障诊断中数字模型构建是最有效、最直观的诊断技术。

2.3信息处理

从作业现场的机电设备获取的数据无法直观地体现工作状况，需要作出适当分析。采集的数据包括有用数据和无效数据，需要整理剔除无效数据。在此过程中，信息可以被转化，利用一定的算法计算分析数据，将其转变成直观的资料，确保数据被计算机或人工理解。

2.4故障预测

通过对异常数据的分析，可初步判断出设备故障的问题，根据异常数据找出设备故障的根源，如设备无故障，还需对异常数据进行深入分析，并做好归纳总结工作，目的是为今后设备维护和检修工作打下基础。

3矿山机电设备智能故障检测诊断技术应用策略

3.1液压支架故障诊断

在液压支架电液控制系统的运行中，常出现输油管堵塞、系统动力不足和漏油等问题，电液控制系统一旦出现故障会引起连锁反应，需要做好故障诊断工作。对于油管堵塞和漏油等简单的故障可以应用传统故障诊断技术，不过在系统动力不足的故障诊断中，基于系统内部较多的元件影响，需要借助智能故障诊断技术完成故障诊断。在合理应用智能故障诊断技术后，可结合内部故障数据库快速明确故障原因，能为电液控制系统的故障处理提供参考，且随着故障数据库的愈发全面和机器的不断学习，能更精确的完成液压控制系统的故障诊断。

3.2矿井提升机故障诊断

煤矿井下工作中提升机对矿井的基础工作具有至关重要的推进作用，因为作业人员和矿井中的各种物料都必须通过提升机来运输，所以进行矿井提升机的故障检测诊断十分关键。如果没有及时对提升机故障进行检测分析，就可能会对矿井作业人员的安全及各种物料设施的工作安全造成严重威胁。在对提升机故障进行检测时，可以从硬件和软件两个方面进行。硬件检测注重的是在矿井提升机工作过程中，如何有效保持各种参数的平稳，并保证当故障出现之后，人员能够更加准确地发现问题所在。软件在测试期间并不容易出现故障，而软件故障的危害范围一般都比较小，当软件故障程度逐渐提高以后，就会对硬件设备形成一定危害，所以必须做好对软件故障的检测与管理等工作。

3.3矿井起重机故障诊断

矿井起重机是矿山开采、运输的核心设备，在物料、设备和人员运输中起着举足轻重的作用，如果发生故障将造成很大影响。矿井起重机的主要失效形式是绳索失效，做好相应的检查，工作人员要对其进行实时跟踪观察，发现有问题可采用监控装置，监控仪器上的脉冲数量，当故障严重的时候，就会发出警报，使起重机的运转停止，或者通过调节参数，使故障自行排除。

3.4刮板输送机故障诊断

断链是刮板输送机的主要故障，引起该故障的因素较多，包含异物卡拌、刮板跳槽和溜槽错位等。传统的故障诊断会依靠机械传动和机头传动系统中的速度传感器进行故障识别，不过在数据不全面下仅支持双链断链的故障检测，因此不能帮助技术人员了解断链故障中的单、双链断链的顺序。而借助智能故障诊断技术则可以有效进行诊断，首先将张力传感器安设在刮板链条中，在无线网络的支持下，可通过各传感器对刮板机链条的各分段进行张力监测，且可以对单个链条张力进行识别并确定运行状态。然后借助机头和机尾部位的速度、激光传感器，向神经网络计算机传输链条的实时状态数据，在进行有效甄别后发出对应控制信号，确保刮板机在正常运转中具有良好的故障预警和保护效果。

3.5高压异步电动机故障检测

在煤矿井下的工作中，矿用高压异步机的使用举足轻重，可以说它是一种与提升机一样重要的装备，这种装备的使用能够高效地驱动矿井下各种工业设备。相比于提升机而言，矿用高压异步机的优势是构造比较简单、易于加工、价格较低，工作可靠程度比较高，坚固耐用，效率高且应用性能比较好；缺陷是输出功率因数相对较低，因此工作期间必然会在供电网络中吸取迟滞性的无功电量，这样一来就会在无形中产生损失。当前，人们在对矿用高压异步机开展测试时，会聚焦于以下三方面。（1）电流高次谐波技术。这一测试技术的主要优点就是能够有效地防止电流高低压差异而影响测试结果的正确性，不过由于该工艺技术在实际使用期间要求有较高的运行水准，从而在一定程度上影响了该测试技术的实际使用质量和效果。（2）局部放电测试技术。这一测试技术在测试上较为明显的优势就是针对高温设施设备的测试准确度比较高，不过针对低温设施设备的测试质量和效果却相对较差。（3）电通测试技术。这一测试技术主要运用在高压电力设施上，应用时对通信效率有很高的要求，在通信信号很微弱的状态下，测试效率也会大幅度降低。

结语

综上所述，矿山机电设备的智能故障检测与诊断技术，可以帮助矿山机电设备维修技术人员和管理人员准确高效地预防机电设备事故，找出机电设备事故的根源，为机电设备事故提出解决办法，防止矿山机电设备事故。因此矿山企业需要加强研究开发工作，实现机电设备的安全可靠发展，减少事故。

参考文献

［1］刘鹏程．矿山机电设备智能故障检测诊断技术［J］．内蒙古煤炭经济，2021(19):6－7．

［2］田斌．智能故障检测诊断技术在矿山机电设备故障诊断中的应用［J］．机械管理开发，2021，36(07):132－133．

［3］周慧斌．矿山机电设备智能故障检测诊断技术［J］．现代工业经济和信息化，2021，11(06):176－177．