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煤矿设备安全性能检测方法分析 李少航 ( 四川安全生产检测检验技术研究院,四川 成都 610041) 作者简介: 李少航(1981-) , 四川达州人, 本科, 助理工程师, 主要从 事矿山设备检测检验工作。 摘 要:煤矿机电设备一旦发生故障,会对矿井生产 系统运转造成严重影响,造成巨大的经济损失甚至人员伤 亡。做好煤矿设备安全性能检测,做好故障预防与诊断, 是煤矿生产企业稳产、高效的必要前提,更是煤矿生产作 业安全性的重要保障。 关键词:煤矿;设备;安全性能;检测 中图分类号:TD407 文献标志码:B 文章编号:1672-4011(2016)09-0216-02 DOI:10 .3969/j .issn .1672-4011 .2016 .09 .100 1 煤矿机电设备使用中常见的故障 1)设备内部重要组成零件的脱落。煤矿机电设备使用 中存在着激烈振动的现象,振动的幅度也比较大,给内部 重要部件的安全性带来了一定的威胁。当设备振动的幅度 超过预先设置好的极限值时,将会导致一些重要的连接头 逐渐松动,造成设备内部零件的脱落。 2)设备内部输油管破裂。当设备使用的环境非常恶劣 时,将会导致设备内部的输油管出现破裂。这与设备使用 中受到浓度较大污染物的影响也有很大的关系,粉尘的颗 粒较大,有害气体的浓度较高,对于输油管的正常使用造 成了严重的影响。 3)元件的调节失灵。当机电设备正常使用中,内部的 压力无法保持平衡状态时,相关元件的调节就会出现失灵 的状况。这种故障产生的原因主要与机电设备长时间使用 过程中内部元件的维护工作落实不到位有关:当一些精密 性较高的元件受损时,彼此间会出现一定的缝隙,使得设 备正常运行中元件之间无法达到有效配合的状态,最终造 成了元件调节失灵的故障。同时,当设备的元件受到外界 特殊的作用力时,也会出现元件调节失灵的现象。 4)设备内部元件的老化。由于机电设备长期的使用环 境恶劣,设备内部的元件相互之间的磨损现象严重,加大 了元件使用过程中的故障发生率。 5)机电设备使用过程中局部的温度偏高。当一些重要 部件更换不及时,将会使设备局部的温度逐渐升高。 6)机电设备运行过程中,性能参数出现了偏差。在煤 矿机电设备长期的使用过程中,操作行为的不规范、生产 环境的恶劣,将会使设备的性能参数出现较大的偏差,缩 短了设备内部关键元件的使用寿命。 7)其他具有一定破坏性的故障。这些故障比较明显, 可以通过简单的观察判断出来。 2 煤矿设备安全性能检测概述 煤矿设备安全性能检测主要是在煤矿作业环境下或专 用实验室内通过相关测试装置及仪器、仪表根据既定的内 容要求、测试方法、标准程序等规范来测量、检验、核查 机电产品整机性能及零部件性能,评估其在制造及实际运 转中的状态性能指标,并以规定要求为准来评估产品测试 结果,准确总结机电产品质量特性。 煤矿设备安全性能检测内容包括两部分:测试主要 零部件;整机试验。主要零部件包括机电设备组成中的 重要受力构件、易燃件、易损件及磨损件,同时还包括其 了可能对设备可靠性及安全性产生影响的零部件。检测试 验方法如下:利用通用或专用性试验台架,结合零部件生 产技术要求及整机功能特性对该部件实际作业状态下的作 业环境、受载特性及载荷大小进行模拟,检测记录零部件 性能、强度、耐受力、材料及可靠性等指标,以保证机电 设备整机质量。常用的测试设备包括传感器、计算机、放 大器、分析仪及记录仪等;整机试验。即在专用试验场 或实验室内对实际作业工况及工作环境进行模拟,将整机 或机组加载运行试验,按照要求测录相关试验数据,对设 备各项性能指标做出评估。 3 煤矿设备安全性能检测技术要点 3 .1 矿井提升机 煤矿井下作业与运输各类设备中,矿井提升机是极为 关键的一项设备,承担着原煤输送、下放材料、设备运送 及人员升降等多项任务,其运行稳定性、可靠性及安全性 对于煤矿生产、工作人员生命安全有着直接影响。煤矿生 产中井下工作环境较为恶劣,且有严格的防爆要求,因此, 提升机系统稳定性与可靠性是不容忽视的一个问题,故障 预测技术则有利于强化提升机系统的稳定性与可靠性。现 阶段在检测提升机控制系统时大多以单一传感器为主,分 析频谱以明确诊断故障。但在实际作业过程中,矿井提升 机制动系统、润滑系统及机械传动系统等组成部分均有可 能发生故障,导致检修人员难以快速明确故障类型。而采 用多传感器信息融合技术来诊断提升机故障,将采用单一 传感器无法获取的那些有意义的、全新的信息导出,全面 评估受检对象的工作状态。融合多传感器信息后检测所覆 盖的时间维度与空间维度扩大,置信度增加,系统可靠性 也得到明显提升。 612 3 .2 矿用高压异步电机 在矿井生产中,高压异步电机是核心动力,其电压高 达6 kV,是提升机及水泵等诸多设备的动力源泉。但在井 下作业中,高压异步电机也容易出现绝缘老化、电机烧损 及机械损伤等各类故障。随着科技的发展,信号处理技术 及人工智能技术的发展与应用也使得诊断技术精确度、诊 断深度及诊断广度有了明显提升。检修人员可利用信号处 理及参数识别等方法识别故障,然后利用局部放电测试、 电流高次谐波测试及磁通测试等技术明确故障所在。 3 .3 通风机 通风机检测流程为:安装传感器并收集故障信号,对 信号加以处理并利用传感器内部类专家系统诊断通风机故 障。该过程主要基于灰色理论对故障部位进行快速定位, 其原理是通过高精度加速度传感器检测受检对象敏感部位 振动加速度,进而计算烈度值及功率谱,纳入系统并作灰 色关联度处理分析,结合关联度高低来确定故障类型。 3 .4 采煤机 采煤机液压系统包括两部分,即高压和低压,前者随 负载升高而增加,而低压则保持恒定,即便负载发生波动, 低压也不会受到任何影响。二者低压无异常而高压降低, 增加负载的情况下,高压反而降低,则提示液压系统发生 漏损事件,一般情况下为主油路高压侧发生泄漏,应及时 停机处理;对于高压无异常而低压降低的情况,应考虑到 补油系统或者低压系统发生泄漏,此时应对补油系统、主 油路低压侧及辅助泵进行检查;如低压升高而高压下降, 则提示液压系统存在中低压窜通的现象,应对高压安全阀、 梭形阀及旁通阀进行检查,观察有无窜液。当油温升高, 入水后液压油液乳化且黏度降低,液压系统泄漏增加,油 温迅速上升,则应对牵引部油箱进行检查,确认其油位, 并观察油样有无沉淀。如果油液入水分解,油浮于上部, 水沉于下部,则应及时更换油液;如牵引部可听见异常声 响,空气混入液压油液可导致液压系统出现气穴及声响, 此种情况应及时处理,以免油泵受损异常,主要侧重于过 滤器、吸油管及牵引部油箱的检查,细致查看有无堵塞, 有无漏油及油箱液面过低的问题。此外,机械杂质混入油 液也会引起过滤器堵塞的问题,如未定期清洗过滤器,则 会导致机械杂质侵入液压系统,造成部分液压元件磨损, 进而引起系统泄漏的问题。因此,应每班检查过滤器并全 面清洗,及时抽取油样并作化验分析,坚决杜绝此类问题。 4 煤矿设备安全性能检测及管理措施 4 .1 加强检修管理 在实际的检修维护工作中,检修维护人员需要对拆卸 下来的部件进行有针对性地修复,从而降低部件报废率, 并且更换设备中无法继续使用的部件、零件。另外,维修 技术人员应当在最短的时间内恢复设备运行,并保证其原 有生产力,这就需要提高维修技术人员的专业能力,确保 现场同维修技术人员的沟通,保证在故障维修、检修维护 中尽可能地缩短维修、待修 时 间,保 证设 备 能尽 快投 入 使用。 4 .2 提高技术人员素质 要提高机械化生产效率,就必须提高技术人员的素质。 管理、使用、维护好机电设备离不开技术过硬的专业人员 的队伍。因此,提高对优秀技术人员的物质或精神奖励, 定期或不定期地举行技术培训,培养出一支优秀的技术人 员的队伍,熟悉操作流程并熟练解决生产中的难题,有利 于企业提高生产效率,使企业健康、持久发展,实现利益 最大化。同时,还可以成立技术小组,共同研究生产问题 的解决,鼓励员工不断改革创新,解决生产中的实际问题。 4 .3 利用信息化监测技术 为了保证煤矿机电设备正常的工作状态不受影响,提 高设备整体的安全性能,需要充分地发挥信息化监测手段 的技术优势。由于煤矿机电设备内部零件的耐用性不同, 故障现象的表现形式也存在着较大的差异。有些故障通过 常规的技术手段无法及时检测出来,对于企业正常的生产 有着较大的影响。因此,应该完善机电设备的监测机制, 丰富监测手段,利用信息化的技术手段对煤矿机电设备的 正常使用进行实时监控,降低故障的发生率。采取信息化 实施监控的原因在于:能够快速地确定发生故障的区域, 提高技术人员解决实际问题的工作效率;可以为技术人 员及时地更换磨损的零件提供可靠的参考依据,实时监控 网络最大的技术优势在于能够在最短的时间内将故障信息 快速地传达到技术中心,故障问题的解决也更有针对性; 建立网络系统,将会使解决故障问题的整体效率得到不 断地提高,扩大了故障监测的范围,为煤矿机电设备使用 寿命的延长提供了可靠保障。同时,信息化技术手段的智 能化程度较高,三维立体空间的处理效果较好,能够为技 术人员处理实际问题提供重要的参考。 5 结束语 综上所述,当煤矿机电设备在实际使用中的故障发生 率较高时,将会阻碍企业更好地发展。因此,需要煤矿设 备安全性能检测,减