浅谈采煤机的故障诊断与预测

当代化工研究

Modern Chemical Research

综述与专论

2019·14

浅谈采煤机的故障诊断与预测

＊郎守让

（山西汾西矿业宜兴煤业有限责任公司 山西 032300）

摘要：当前我国煤矿产业的发展速度不断加快，人们对煤矿开采工作的质量和安全问题尤为关注。在煤矿开采工作当中，采煤机是其中

非常重要的设备类型，但是由于工作环境的影响，经常造成采煤机出现故障问题，影响到了整个煤矿开采工作的效率和质量。本文重点针对采煤机的故障诊断技术以及故障预测进行了分析和探索。关键词：采煤机；故障诊断；预测分析

中图分类号：T 文献标识码：A

A Brief Discussion on the Fault Diagnosis and Prediction of Shearer

Lang Shourang

(Shanxi Fenxi Mining Yixing Coal Industry Co., Ltd., Shanxi, 032300)

Abstract：At present, the development speed of coal mining industry in China is accelerating constantly, and people pay special attention to the

quality and safety of coal mining work. In coal mining, shearer is one of the most important equipment types. However, due to the influence of working environment, the shearer faults often occur, which affects the efficiency and quality of the whole coal mining work. This paper focuses on the analysis and exploration of fault diagnosis technology and fault prediction of shearer.

Key words：shearer；fault diagnosis；prediction analysis

随着当前我国工业化发展速度不断加快，很多中大型机电设备自动化层次不断上升，同时系统的内部结构越来越复杂，系统规模也不断扩张，机电设备和各个子系统相互之间的关联程度非常密切，这在根本上提高了设备产生故障的可能性。在煤矿开采工作当中，采煤机是其中一个非常重要的工作设备，由于受到工作环境的影响，外加上采煤机自身的结构构成比较复杂，经常会产生各种不同类型的故障问题，影响到了采煤工作的质量和效率，进而对整个煤矿开采单位的经济效益形成了严重的影响。因此，对采煤机的故障进行有效的预测和诊断，对实现煤矿开采单位的整体效益有着至关重要的意义。

问题。液压系统当中的故障问题相对来讲比较复杂，同时不容易准确的判断故障区域，因为采煤机在环境比较恶劣的矿井环境下工作，为了有效防止液压系统产生不良的二次污染问题，不能直接将采煤机的液压系统进行打开来进行故障诊断，进而造成了采煤机的液压系统故障不能得到及时的诊断和排查，影响到了整个煤矿开采工作的质量和效率。

2.采煤机故障诊断与预测的一般步骤

采煤机故障诊断与预测的一般步骤及操作原则应该遵循先了解、后分析、再处理的操作流程。首先，采煤机故障诊断与预测人员在接到故障报修时，应该先向采煤机操作人员咨询采煤机的故障发生过程，并且对其故障原因进行分析和预测，做好故障排除的工作准备，在排除故障之前将可能使用到的设备仪器、工具、材料等提前准备妥当；然后，诊断人员要对采煤机以及周边环境进行彻底清扫，尤其是在井下进行作业时，在打开采煤机行走盖板时，必须在采煤机上方设置防护罩，以免碎煤、煤屑等落入油池中，污染油池；最后，找到故障原因后要采用科学、合理的处理技术对其进行维修，故障排除要彻底，切忌不能遗留故障问题，以免重启设备继续运行而造成二次故障。除此之外，采煤机的故障排除以后，工作人员要对采煤机的运行状况和故障问题进行再次的检测，并做好采煤机的清洁和润滑工作，保证采煤机的正常运行。

1.采煤机的常见故障问题诊断

(1)采煤机轴承故障

采煤机在工作过程当中，牵引链的荷载分布不平衡出现局部负荷较大，这一问题很容易造成采煤机轴承产生明显的磨损，或者是轴承滚动体破碎等问题，因为在采煤机的工作流程当中，采煤机摇臂环节各个不同的传动轴之间受力影响比较明显。采煤机的摇臂升降过程比较频繁，在润滑条件比较差的情况下很容易造成采煤机的轴承损坏，这些故障问题都是采煤机在日常工作当中比较常见的故障类型。轴承负荷过大是造成轴承出现故障问题的重要影响因素，由于轴承的润滑程度不足、润滑系统被污染、轴承安装错误以及轴承的制作形变等问题，直接造成了采煤机的轴承环节产生不良的故障问题。除此之外，还有一些采煤机，在轴承制造工作当中存在设计问题或者是自身的质量问题，这些问题都会造成不同程度的采煤机工作故障。

(2)液压系统故障问题

3.采煤机故障诊断及故障预测的方法

(1)温度检测法

采煤机在工作过程当中产生的故障问题，基本上都在系统故障范围当中，其中液压系统产生的故障概率相对较高，采煤机牵引环节的液压系统具有过载防护设备，自动调速设备，但是在工作当中由于环境的影响经常会产生不同的故障

当采煤机内部的轴承或者是摩擦零件之间出现故障之后，产生的表征现象为温度急剧升高，通过温度传感器对设备的工作温度进行监测，可以实现实时性了解采煤机设备工作的具体状况。对于采煤机工作设备来讲，通过在线温度监测的方法具有良好的检测效果，比如，在采煤机的切割滚筒内轴承当中出现严重的摩擦故障，滚筒在剧烈的摩擦过程当中温度会大幅度上涨，而温度监测可以及时找到故障产生的

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具体位置，同时还可以长时间对各个不同环节的温度进行有效的监测，对监测过程当中的相关数据信息进行科学的记录，以此来为检测工作人员提供出数据参考。除此之外，温度监测的方式不但可以实现对采煤机的工作现状进行有效的判断，同时还可以实现对采煤机的故障问题进行预测，保证采煤机的故障问题可以在故障产生之前解决。

(2)铁谱分析法

通过对采煤机的常见故障问题的分析和判断从中可以看出，采煤机械设备产生的故障问题，很多情况下是因为系统内部的工作元件磨损所造成，而通过收集和分析设备内部磨损的颗粒，可以有效掌握机械设备整体的运行状况。铁谱分析法在故障监测工作当中，主要是使用润滑油经过高梯度的强磁场环境当中，通过润滑油当中收集到的磨屑颗粒，在强大的磁场作用和重力的作用下，让磨损的金属屑颗粒沉积在基片以上，然后将其制作成透明的图片，通过实验室显微镜来分析磨屑的具体排列情况，最后在使用光密度系统来获取颗粒收集的具体数量，依照所得到的磨屑形状和实际的数量，可以有效的判断出采煤机设备内部产生的磨损情况以及产生磨损的具体位置，这一方法可以有效实现对采煤机设备内部故障问题的诊断以及预测。

(3)专家系统诊断法

在采煤机的工作过程当中所产生的故障问题，经常表现为比较繁琐和隐蔽，通常情况下这些故障问题不容易被直接进行判断和处理。传统形式下，检修工作人员常用的诊断方式很难实现高效率处理各种不同的故障问题，在故障问题的判断过程当中经常会产生偏差，或者是误判等不良问题。通过对专家系统的有效运用，以现有的专家知识为基础模拟专家的故障处理思维，完成对机械设备的故障问题分析和诊断工作，通过专家系统内部的知识库，可以将故障问题分为事实知识和经验知识两大组成模块。在此过程当中前者主要是通过该领域专家群体公认的事实以及经验所形成的一种通用数据结构，而后者则是一些系统故障的判断规则，通过对专家系统的有效运用，实现了对故障问题的诊断和预测，在使用过程当中，可以对采煤机内部的故障问题进行信息诊断，然后以此为基础建立起故障信息知识库，可以实现对采煤机系统故障的实时性解决，大大提高了故障问题的解决效率。

(4)人工神经网络

所谓的人工神经网络，事实上主要是通过使用物理器件对生物的神经元网络结构来进行功能模拟，在采煤机的故障诊断工作当中，通过使用人工神经网络的诊断方法具有诸多的优势，其中主要包含了容错能力较强，同时可以实现自学能力和高推理能力。依靠这些故障诊断工作优势，在采煤机的系统故障诊断工作当中，发挥出了非常明显的效果，采煤机在出现故障问题之前故障源所产生的映射过程非常明显同时也比较复杂，而通过人工神经网络的使用，可以将采煤机的系统故障中工作进行处理。相关检修工作人员可以通过实时性监测，将采煤机产生故障之后的信号进行合理的判断，同时将故障产生的原因和具体的故障位置，形成一种非线性的映射关系，这样可以帮助检测工作人员，对故障问题进行准确的判断，实现了故障问题的实时性排除。

4.采煤机故障诊断与预测的注意事项

在对采煤机故障进行诊断与预测的过程中，操作人员要

注意以下事项：

第一，在对采煤机进行故障诊断与预测之前，必须先对其电源进行关闭，使其处于停用状态；同时，采煤机刚刚停止运行时不可直接对其进行拆机检查，要等待其内部变频器中间电路电容完成彻底放电后才可进行诊断操作，否则故障诊断人员可能会被采煤机电容内残留的高额电压击伤，危害操作人员的人身安全。

第二，由于采煤机的全部动力线一般都布置在车身前侧，以便后期运行使用过程中的维护和检修，所以，故障诊断人员在对采煤机进行地面试运行时，禁止将采煤机的前盖打开，以免出现漏电、导电现象危害到操作人员的人身 安全。

第三，故障诊断人员在对采煤机进行故障诊断操作时，不能对采煤机隔离开关进行带负荷的通、断操作，以免造成采煤机损害。第四，故障诊断人员在对采煤机进行停牵引操作时，不能轻易使用“急停键”，应该首先考虑使用操作站内或者遥控器上的“停牵引”键，又或者使用控制盘上的 “启/停”键来实现采煤机的停牵引操作。

5.结束语

通过本文对采煤机的常见故障问题的分析和探索，提出了具有针对性的故障诊断技术和预测方法，大大提高了采煤机故障的排除效率，提高了整个煤矿开采工作的质量和安全性。因此，相关煤矿开采单位必须要不断加大采煤机故障诊断工作的研究力度，保证采煤机可以高效稳定工作和运行，为煤矿开采单位的长远稳定发展打下良好的保障。

•【参考文献】

[1]李树伟,黄颖辉.基于模糊算法的采煤机故障诊断与预测系统[J].煤炭技术,2018,37(05):274-276.

[2]刘佳喜.采煤机故障诊断与故障预测分析[J].机械管理开发,2016,31(04):47-48+59.

[3]贺建设.采煤机故障诊断与故障预测研究[J].科技风,2014 (18):50.

•【作者简介】

郎守让（1971-），男，山西汾西矿业宜兴煤业有限责任公司；研究方向：机电方面的工作研究。