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Abstract: The monitoring and fault diagnosis of the conditions of electrical and mechanical equipments of coal mine can effectively alleviate the frequency, extent, and failure rate of equipments, and increase the safety production of coal enterprises, reduce the mechanical and electrical accident. This article describes the characteristics and maintenance of the electrical and mechanical equipments of coal mine as well as significance of early prevention to equipment failure, particularly emphasize the application, development and inadequacies of monitoring and fault diagnosis of the conditions of electrical and mechanical equipments in safety production of coal mine.
Key words: electrical and mechanical equipments of coal mine；monitoring and fault diagnosis of the conditions；application
中图分类号：TD4文献标识码：A文章编号：1006-4311（2012）15-0039-01
1煤矿机电设备作业的特点
众所周知，煤炭储备位于地下深处，这就制约了煤炭机电设备的作业环境，使得其工作环境恶劣、苛刻。并且煤炭开采多是日夜兼程，要求煤炭机电设备也是马不停蹄的运转生产。具体说来，煤矿采集环境潮湿阴暗，且空池中充斥着大量有害液体、气体、固体颗粒、粉尘，再加上煤炭设备长年累月的高压重载、震动、冲击的力量，导致了煤矿设备故障和事故的频繁发生，增加了维修成本，也耽误了作业进度。
2机械设备维修或维护的种类
事后维修、预防性维修和预知性维修是机械设备主要的维修方式。此是那种方式各有利弊，可互相交叉使用。
顾名思义，事后维修指设备发生故障或者损坏后实施的应急维修。此类维修具有无准备性、盲目性、维修时间长、经济耗损大的特点。预防性维修是针对故障发生频率高的部件采取的一种有计划、有时间准备的维修方法。此类方法注重部件保养过程，定期对指定部位和零件采取不同程度的保养维修方式，避免了蝼蚁溃堤似的大型故障及事故。
预知性维修就是在设备工作时，检测设备的工作状态信息，判断设备的工作是否正常，其监测对象一般为材料磨损和性能下降的早期失效征兆，如振动、噪声等。若设备工作出现异常，则判断设备的故障点所在，并指导维护人员进行及时的维修，以减少不必要的停机时间，降低维修费用。预知性维修的形式多种多样，状态监测与故障诊断就是常见的两种形式，被广泛应用到了煤炭开采行业中。
3对煤炭机电设备进行状态监测及故障诊断的意义
对煤炭机电设备进行状态监测及故障诊断可以防患于未然，意义非凡。设备工作状态执行跟踪、记录、监测，第一时间发现故障的早期征兆，将事故的恶式发展状态埋没在摇篮中，从而以减缓、减少、避免、大型事故的发生。如果故障无可避免的发生了，那么设备监测仪器可以自动记录故障生成过程中的全部数据、信息，这就为揭示事故产生的原因、程度、部位，及后期的维修、同类错误的产生提供了最直接依据基础。此外，对设备状态监测及故障诊断还可充分的了解设备性能，为改进设计、制造与维修水平提供有力证据，也为设备的在线调理、停机检修提供科学依据，可延长运行周期，降低维修费用。
4故障诊断技术在煤矿机电设备中的应用
4.1 矿井提升机检测与故障诊断提升机是矿井中不可缺少的设备工具之一，参与了煤矿的生产及运输材料、设备、原煤的环节。因此，提升机工装状态及效率的高低，可以影响到整个矿井的工作进度及安全。但是，提升机故障也是在所难免的，一般而言，可分为硬故障和软故障两类。当设备的一些特定参数超出其正常范围之内时引起的重大故障，我们称之为硬故障。软故障则指设备许多工况参数的故障。提升机硬故障可以通过保护装置解决，而软故障的解决由于牵涉到众多的工况参数的测量、数据的分析，其解决办法变数大、难度高，同时软故障还是硬故障发生的基础，因此通过安装传感器、采集振动值等参数并经仪器分析，对提升机软故障的及时监测、诊断及预报很有必要。
4.2 采煤机工况检测和故障诊断目前，交流电牵引采煤机是采煤机中最常见的一种类型，其应用历史已有几十年。但是与西方发达国家相比，其设备配置低，基本上无故障诊断功能，且故障检测局限、参数少，严重制约了采煤机的工作效率。而通过工况监测及故障诊断单元，左右摇臂检测、机身、、高压控制箱检测单元，检测显示单元等途径可以检测采煤机工况以及监测其故障，来增强机械故障预警的能力。
4.3 通风机的检测诊断技术通风机的检测诊断技术已日渐成熟，只需简单的操作便可诊断出其祸害所在。具体流程为先安装传感器采集信号，处理信号后则通过传感器内的类专家系统来对通风机进行故障诊断。故障诊断需借助灰色理论来快速定位其故障所在。而灰色理论的工作原理是利用高精度加速度传感器测出通风机敏感部位的振动加速度，并计算其烈度值和功率谱；再根据功率谱的分布和存入类专家系统中的设备标准故障模式灰色关联度分析，依据关联度的大小，诊断通风机的机械故障类型。
4.4 矿用高压异步电动机的检测及诊断技术像人类的心脏一样，高压异步电动机是矿井的动力所在，其高达6千伏的高压可以带动水泵、提升机等多个设备的运转。同样，高压异步电动机也存在众多故障，比如绝缘老化、机械损伤、电机烧损等。对高压异步电动机故障检测及诊断的作用不言而喻。现如今，高科技含量的信号处理技术、人工智能技术都大大提高了检测机诊断技术的深度、广度及精确度。其流程为，通过信号处理、参数识别等途径来提取故障，再通过局部放电测试、磁通测试、电流高次谐波测试等办法来诊断其故障所在。
5结语
设备故障诊断是一门综合技术，一方面要求技术人员要有一定的技术技能还要求其具备一定的实战经验；另一方面要求故障诊断设备装置不仅要在原理上可行，还要有高强度的可靠性，能够经得起时间及困难的考验。经过几十年的发展，煤矿机电设备检测与故障监测得到了很大的发展，其前景也是光明广阔。我们也有理由相信，煤矿机电设备状态监测与故障诊断技术，也会越来越成熟，其带来的成就也会越来越辉煌。
参考文献：
[1]吴撰梅.刍议煤矿机电设备管理与维护的应对措施[J].科技信息，2010，（36）.
关键词:煤矿;机电设备;故障技术诊断
中图分类号:TU392文献标识码:A文章编号:1009-2374(2010)04-0185-02
一、设备诊断技术目的和内容
机械设备诊断技术日益获得重视与发展的原因是,随着科学技术与生产的发展,机械设备工作强度不断增大,生产效率、自动化程度越来越高,同时设备更加复杂,各部分的关联愈加密切,从而往往某处微小故障就爆发链锁反应,导致整个设备乃至与设备有关的环境遭受灾难性的毁坏。这不仅会造成巨大的经济损失,而且会危及人身安全,后果极为严重。
从设备诊断技术的起源与发展来看,设备诊断技术的目的应是“保证可靠地高效地发挥设备应有的功能”。这里包含了三点:一是保证设备无故障,工作可靠;二是保证物尽其用,设备要发挥其最大的效益;三是保证设备在将有故障或已有故障时,能及时诊断出来,正确地加以维修,以减少维修时间,提高维修质量、节约维修费用,应使重要的设备能按设备状态进行维修(即视情维修或预知维修),改革目前按时维修的体制。应指出,设备诊断技术应为设备维修服务,可视为设备维修技术的内容,但它决不仅限于为设备维修服务,正如前两点所述,它还应保证设备能处于最佳的运行状态,这意味着它还应为设备的设计、制造与运行服务。
二、煤矿机电设备测试技术
煤矿机电设备测试就是在专用试验室和实际煤矿使用环境中,利用各种仪器仪表、测试装置,按标准或规范规定的内容、要求、程序和测试方法,对煤矿各类机电产品及其主要零部件,在研究、制造、使用的各个阶段,进行测量、检查、试验和度量,并将产品测试结果的质量特性与规定要求进行比较的过程。测试的目的是控制和提高产品质量,保证煤矿正常生产和矿井安全。
煤矿机电设备测试的作用:确保生产企业的出厂产品达到有关规定的要求,防止不合格产品流入市场;验证新研制产品的性能指标、安全性能、使用寿命等是否达到设计要求;考核产品的配套性、可用性、可靠性、可维修性以及对使用环境的适应能力;评定产品在规定的时间和使用条件下,完成规定功能的能力,以确保煤矿高产高效的持续生产;对大型设备运行工况监测,防止重大事故的发生;控制和限定产品影响工作者健康的因素,并加以预防;把产品运行过程中可能引起的火灾、爆炸、冒顶等重大事故降低到最小限度;对已批量生产的煤矿机电产品及其主要零部件的质量实行监控;为产品的验收、鉴定、定型、判定产品能否批量生产等提供依据;为改进产品的设计、加工工艺和发展新产品积累科学实验数据;为由于产品质量问题引起的纠纷提供仲裁依据,维护用户的经济利益。
煤矿机电设备测试的内容:
主要零部件测试:主要零部件是指煤矿机电设备的易损件、重要受力构件、磨损件、易燃件,以及其他影响设备安全性、可靠性等的重要零部件。试验方法是:在专用或通用的试验台架上,根据零部件的技术要求,在整机中功能特点,模拟实际工作时的载荷大小、受载特性、工作环境,对被试验零部件进行试验和检测,考核零部件的性能、材料、强度、可靠性、使用寿命以及耐受工作环境的能力,以保证设备的整体质量。测试设备有:各类传感器、放大器、记录仪、分析仪、计算机等。零部件测试是煤炭工业中,产品质量管理和质量监督的重要内容,也是发展煤矿机电设备的重要手段。
整机试验:在专用试验台、实验室或试验场,模拟实际使用工况和环境对组装成整台的设备或机组进行加载运行试验,并根据要求测录试验数据,以考核设备的可靠性、安全性、配套性、适应性、可用性等各项性能指标。整机试验规模较大,投资费用昂贵,要有足够的试验面积和空间,只对煤矿的重要机电产品或生产批量大的产品进行这种试验。
三、煤矿设备诊断技术
(一)矿井提升机
提升机是矿井生产、运输的主要设备之一,它担负着提升原煤、矸石、下放材料、升降人员和运送设备的任务。提升机运行的安全可靠性状况不仅直接影响煤矿的生产,还影响到煤矿生产人员的生命、财产安全。
由于矿井下恶劣的工作环境和防爆的要求,提高矿井提升机系统的可靠性就显得十分重要,而完善的故障预测技术是提高提升机系统可靠性的重要措施。目前普遍采用单一传感器对提升机控制系统进行检测,并对其频谱进行分析,达到对故障诊断的目的。但由于矿井提升机主要工作机构如制动系统、机械传动系统、系统等,它们在工作过程中,都有可能出现故障,这就给准确判断故障类型造成很大困难。
多传感器信息融合技术对提升机的故障进行诊断,从而导出新的、有意义的信息,而这种新信息是任何单一传感器所无法获得的,它表示了被检测目标对象的行为。通过多传感器信息融合,可以扩大时空覆盖范围,增加置信度,改善检测系统的可靠性。
(二)采煤机检测和故障诊断
采煤机是机械化采煤的主要设备,其工作可靠性直接影响煤矿的高产高效。据资料统计,采煤机械故障的70%～80%是液压系统的故障造成的,液压系统工作的可靠性对于降低采煤机的故障率,提高采煤机的可靠性和开机率,具有重要的意义。
采煤机液压系统分高压和低压两部分,高压随负载的增加而升高,低压是恒定的,负载的增加或降低对低压无影响。低压正常,高压降低,当负载增加时,高压反而降低,这说明液压系统有漏损,泄漏处在主油路的高压侧,应停机处理。高压正常,低压下降时说明低压系统或补油系统有泄漏,应检查主油路的低压侧和辅助泵及补油系统。高压下降,低压上升,说明液压系统中高、低压窜通,应检查高压安全阀、旁通阀、梭形阀是否有窜液。
当油温升高,液压油混入水后,油液乳化,油的黏度降低,系统泄漏增加,油温迅速上升。观察牵引部油箱油位是否上升,抽油样观察油是否有沉淀现象。油进水后将分解,上部是油,下部是水,这种情况应立即换油。当牵引部有异常声响,液压油混入空气后可使液压系统产生气穴,声响,如不及时处理将损坏油泵。油泵将发出异常。检查过滤器是否堵塞,吸油管是否漏气,牵引部油箱液面是否太低。这都是造成系统吸空的主要原因,发现后及时处理。过滤器堵塞,液压系统泄漏,液压油混入机械杂质后,将造成过滤器堵塞,如不经常清洗过滤器,机械杂质将进入液压系统,使有些液压元件研损,从而导致系统泄漏,为防这种现象发生,应每班检查和清洗过滤器,抽油样进行观察和化验分析。
监测方法监测系统由传感器、分站及传输接口和主机三部分组成。采煤机工作时传感器将检测的各物理量转换成200～1000Hz的方波信号送给分站,分站将信号简单处理后分时发送给传输接口,再由传输接口传递给主计算机,由计算机对信号进行全面处理,实现数据的存贮、显示和打印及故障报警。
对采煤机液压系统进行故障分析,实施主动维护,是提高采煤机使用可靠性,延长其使用寿命的有效方法。液压元件试验检测和系统的工况监测措施可提高采煤机的开机率,降低液压系统故障的产生,延长采煤机液压系统及元部件的使用寿命。
四、结语
关键词：光纤测温 在线监测 本质安全 耐高压 故障诊断
中图分类号：TM764 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）04（c）-0009-01
随着我国煤炭事业的发展，煤矿机械化、自动化水平的提高，高产、高效煤矿对生产过程监控、全矿井生产安全环境监测、生产过程信息综合利用等方面的网络化、自动化和智能化提出了更高的要求。煤矿电缆、开关柜、水泵及电机等机电设备的安全运行对于整个矿井生产及安全的影响越来越大。
由于煤矿的环境特殊，机电设备工作环境恶劣，受到地热、粉尘、潮湿等影响，且极易遭受外力破坏，一旦出现故障会造成巨大损失，煤矿普遍采用的设备定期检修并不能完全避免此类事故的发生，这就要求能有一种实时监测手段来长期监测保障设备安全运行。因此，对井下防爆开关进行精确的、实时的温度监测与报警对于提前发现安全隐患和及时的采取应对措施具有重大意义。
1 系统组成
机电设备光纤测温在线监测系统采用光纤传感、光纤通讯技术，确保系统的先进性、可靠性。该系统的主干网络传输介质为光纤，采用工业以太网交换机进行数据交换。系统由井下和平地两部分组成；井下部分主要包括光纤光栅温度传感器、光纤测温监测分站（光纤光栅解调模块、分站解调软件）；平地部分主要包括上位机数据采集软件、WEB软件、数据库等。
2 系统功能
机电设备光纤测温在线监测系统立足于现有矿井综合自动化系统，是对矿井综合自动化系统功能较好的完善和补充，本系统采用国际先进的光纤光栅温度传感技术，对煤矿机电设备的温度进行实时在线监测与分析，能够实时、客观的纵向反映机电设备的运行状态和故障程度，有效预防故障和事故的发生，在提高煤矿井下供电安全性能方面具有较好的推广价值。
3 主要技术指标及主要设备参数设置情况
3.1 主要技术指标
测温范围：-20～120 ℃；测温精度：±2 ℃；温度分辨率：0.1 ℃；响应频率：300～3000 Hz；铃声级：≥95 dB@1 m；使用环境噪声≤75 dB；灵敏度：100 mV/Pa@1 kHz；传输距离：>10 km。
3.2 光纤多点测温系统
3.2.1 光纤光栅温度传感器
用耐高压绝缘材料封装的KBW-90-Z耐高电压型光纤温度传感器已通过中国电力科学研究院耐110 kV高压认证（可函索）。
温度传感器的安装：①确定温度测点具置；②对测点位置进行打磨处理，使测点位置平整、清洁，满足传感器安装要求；③用航空专用胶将传感器固定在待测点上；④记录安装时的温度和检测点传感器波长。
3.2.2 光纤光栅解调模块
矿用光纤式温度测量装置是系统的核心部件，实现光信号发生、反射信号的光谱分析、光电转换、信号放大和信号处理的功能，采用电源和数据总线的模块化结构，包括：
开关电源模块：把交流127 V电源转换为直流电源。
模拟电源模块：提供光电探测器和放大器用的高精度直流电源。
光电转换和放大器模块：内置高速高增益光电探测器和放大器、光电探测器的温度监测和控制部件。其功能是把输入的光信号转换为电信号，并放大到适当的电压水平。
模数转换与数字信号处理模块：内置高性能单片机、高速模数转换器和数字信号处理器。其功能是把输入的模拟电信号转换为数字信号，并根据上位机的命令换算为原始数据、温度数据或背景数据。
半导体激光器和控制模块：内置高功率半导体激光器及其驱动电路、光电探测器的温度监测和控制电路。其功能是实现光信号的发生和光电探测器的闭环程序温度控制。
光纤器件模块：内置光纤滤波器和定标光纤段。光纤滤波器的功能是从背散射光信号中提取与温度有关的感温信号和与温度无关的参考信号；定标光纤段的长度在100 m左右，其温度由内置精密测温芯片实时监测，通过定标光纤段测量到的温度与测温芯片测量的温度的比较，来消除系统光源起伏、光电探测器及放大器增益。
符合TCP/IP协议：TCP/IP以太网接口配备标准的RJ45插座，系统通过网络通讯电缆与以太网连接，可实现远程数据传输与监测。
3.2.3 分站解调软件
分站解调软件解调传感器信号后把数据存储到数据库中，信号检测显示传感器原始信号、波长数据、功率等信息，通过查看波形可了解传感器状态。
3.3 上位机数据采集软件
上位机数据采集软件读取分站数据并存储到本地数据库，可以根据不同用户不同权限建立“系统管理用户”和“普通用户”。具有实时显示、数据查询、报警设置、参数设置、系统设置等功能。
3.4 WEB软件
首先获得上位机软件服务器IP地址，就可以在同一局域网内任意一台电脑上通过浏览器浏览机电设备在线监测系统的实时数据。在浏览器中输入http：//+服务器的IP地址；（输入时注意选择中文输入法）如：服务器的IP地址为：192.168.100.16，则正确格式为：http：//192.168.100.16，回车即可进入登录页面。
功能说明：系统登录后界面显示：左侧为导航菜单栏，列出了软件的基本功能，包括：实时显示、数据查询、报表统计、系统管理等功能；右侧显示各功能页面。
4 系统应用
通过对超化煤矿井下中央泵房、-300泵房、31泵房的水泵开关进行温度等安全参数进行监测，实现了电力运行设备的实时在线检测，通过对设备实时数据的分析和预测，将故障、事故消除在萌芽状态。同时，这些实时数据和分析预测结果也为实现状态检修、提高检修效率、降低检修成本起到关键的作用，为实现变电所和泵房无人值守提供了有力的保证。
5 结语
机电设备光纤测温在线监测系统立足高标准、高起点，依据“国内先进、实用可靠、科学经济”的原则，从装备现代化、生产自动化、管理信息化入手，提高工作效率，最大程度减少危险环境下易于遇险人群数，为实现主要生产系统无人值守目标提供了可靠的保障。该系统除达到生产安全监测的目的外，可以最大程度降低矿井机电设备事故的发生概率，有效减少事故带来的经济损失，确保矿井安全、高效生产，社会效益显著。
参考文献
煤矿企业最重要、最基础的工作就是对于机电设备的维护和故障方面的分析，因为不同的机电设备具有不同的结构和运行形式，所以主要从以下几个方面分析：
（1）设备异常震动；
（2）设备各项性能参数出现下降（突然性）变化；
（3）设备过热；
（4）设备发出异常声响；
（5）设备排气的成分产生变化；
（6）设备磨损产生的残留物剧增；
（7）电流以及电压产生变化；
（8）设备出现裂纹并扩展。结合煤矿机电设备运行过程中发生的故障，将煤矿机电设备的故障主要分为退化型故障、松脱型故障、失调型故障、渗漏与堵塞型故障、损坏型故障、性能衰退或功能失效型故障，各种故障的主要表现如表1所示。
2煤矿设备故障检测
对煤矿设备进行故障检测，能够更好地降低煤矿设备发生故障的概率以及预防煤矿设备发生故障。因此对煤矿设备进行准确的故障检测是一项十分重要的工作。煤矿机电设备的故障检测包括对变频器的故障检测；工况检测以及主要设备提升机、通风机故障的检测。
2.1煤矿设备变频器故障检测
检测煤矿设备变频器的故障，是将检测过程中所获取的参数信号输送到设备故障诊断检测中心，通过故障诊断检测中心对信号数据进行处理，分析后采取针对性的解决措施排除故障。煤矿机电设备在运行过程中，变频器并不是独立实现变频功能的，变频器还负责对煤矿机电设备中各种电压、所产生的电流以及各种牵引过程中的参数显示出来，这些参数将设备运行过程中的状况全部地展示出来，可以通过对这些参数的检测，对运行过程中机电设备的温度保护、电压过高、欠电压及过电流等起到保护作用。
2.2设备工况检测及主故障检测
利用计算机Windows系统实现程序的运行，然后对其进行检测程序的设定，有针对性地对煤矿机电设备的工况采取检测。此检测过程，主要是检测以及提早发现故障，再通过对应的参数变化对故障发生进行预测。当检测过程中发现故障信号，就会及时传送到故障检测中心，随后通知维修人员采取及时准确的维修改，或者是通知相关生产部门停止生产作业，尽最大可能减少煤矿机电设备的损坏率。
2.3矿井提升机检测与故障诊断
提升机所发生的故障有“硬故障”和“软故障”两类，硬故障是参数在超出限定的数值内所引起的故障，此种故障通过保护装置可以进行解决；“软故障”则需要对各种工况的参数进行设定及测量，通过对数据的处理及分析才可以诊断出故障的发生缘由。因此开发出了不少检测诊断装置，例如YHZ18矿用本安型振动监测分析仪等，都有对提升机运行过程中的参数的进行检测以及诊断故障的作用，该系统能够利用故障诊断系统对胶带输送机轴承在线监测，通过采集监测与实时诊断分析轴承振动以及温度信号、胶带输送机转速信号，提供一套系统化、产品化以及专业化的故障诊断装置与分析系统。
2.4通风机的检测诊断技术
目前用于主风机故障检测诊断的产品还不多，比较典型装置是YHZ18矿用本安型振动监测分析仪，该监测分析仪在ISO2372国家振动标准基础上融合了振动加速度信息及烈度进行报警判断，具有在线监测和实时诊断的功能，实现设备的智能化、信息化，并可实现设备全寿命周期的状态监控与故障实时诊断分析，其主要特色是：
（1）对多故障信息进行融合并报警判断。基于ISO2372国家振动标准，融合设备温度、振动加速度、振动烈度等信息，达到振动报警的目的。
（2）采集并存储井下机电设备振动数据。利用多通道数据同步采集芯片与本安型振动传感器，对煤矿大型机电设备可同步采集振动信号。
（3）通信接口具有广泛性。利用基于数据库的后台软件、网口以及RS485，将已有设备监测平台与振动监测分析仪相配接。
（4）设备实时诊断分析预示。利用ARM与DSP双核处理器，实现机电设备在线监测与实时诊断，将过分依赖专业人员对设备故障诊断的缺点消除。主通风机在线监测与故障诊断系统集数据采集、监测、分析、管理于一体，既有传统的参数监测如温度、压力、振动等参数监测，又有设备故障实时分析功能，能够对风机运行状态进行全面的监测与诊断分析，给出预警指示，为维修管理提供科学依据。
3煤矿机电设备故障的维修与预防
3.1维修的类型
煤矿机电设备维修的类型可以分成寿命型维修和偶发性维修。按照寿命使用来划分，可以分成易损坏部件、长期性部件以及耐用性零部件；依据零件更换程度来区分可以分成简单和复杂两种零件；通过零件的精密度可以划分成一般性零部件和精密零部件两种。当处理一些偶然发生的故障时，通常情况下通过事后维修的方法进行；对于一些高频率使用的设备，要采取实时检测，随时做好对其零件的维修。准确确定设备维修的类型，可以大大提高维修人员对零件故障维修的准确性，进而增加设备的使用寿命，提高设备的维修效率。
3.2维修的方法
寿命型零件所发生的故障是可以预测到的，在进行这些零件的维修过程中，从设备的使用寿命以及设备的安全性考虑，可以选择下列几种维修方式：
（1）像一些精密程度比较高，又或者是维修费用比较高的零件可以采用预测维修以及故障维修两种方法进行，进而提升精密零件的使用率。
（2）像一些简单易修的零件可以采用定期进行维修，进行初步检查后进行更换。
（3）像一些故障发生率较高的零件，还有一些容易更换的零件，可以采取定期更换方法。
关键词：煤矿企业；机电设备；安全检测技术
我国在发展阶段最为重要的一项能源就是煤矿，能够极大的促进我国经济的良好发展。同时，也使得我国许多的工人获得了工作机会。然而，煤矿企业在进行发展过程中，经常会出现各类安全事故。因此，煤矿工作具有极高的安全风险，煤矿工人能否进行安全的操作，以及机电设备能否具有安全性，关系着整个煤矿企业能否获得安全保障。因此本文对煤矿企业在检测机电设备安全性时所应用的技术进行了探讨。
1.机电设备安全监测技术概述
(1)技术特点
由于煤矿企业的作业环境较为特殊，员工和机电设备在此类环境下进行作业，会受到极大的影响。因此，需要通过安全监测技术的借助，来顺利的实施作业，因为其技术特点较为独特。首先是检修目的。在检修机电设备的过程中，对安全监测技术的应用是为了实现特定的目标，其是具有目的性的检修整个设备，专门用于对故障出现的部位进行针对性的检修。通常来说，此类检修技术具有较高的精细化特征，同时，能够根据故障设立更具针对性的方案。其次，综合了各类技术。在对机电设备进行安全监测的过程中，对各方面的专业技术进行了应用，而不仅仅只是运用了单一的技术，其集合了许多专业内容。其中涉及到了摩擦学以及热力学等专业内容，同时，还包含了其制造技术以及自动化技术，在检测阶段应用了各类复杂的技术。
(2)检测技术类型
科学技术在经过不断发展后，也为安全检测带来了更多的技术。①钢丝绳无损检测技术在煤矿企业所应用的无极绳绞车以及煤矿提升机等各类设备中，基本都包含了钢丝绳。在采用钢丝绳对此类设备开展无损检测时，采用了漏磁原理。就是检测人员根据所需检测的元件，将漏检信号向电信号进行转化，同时，通过对强磁技术和弱磁技术的借助，来开展检测工作。
②超声波检测技术
该技术在检测相关事项时，对超声波技术进行了重点应用，其根据反射理论和穿透理论对超声波进行了应用，通过与地波在被检测部位的对陷情况，以及在相关工件中的配置情况等，能够推测出设备哪些部位出现了问题。高效性是此项检测技术最主要的特点，其不仅能够提升判断的准确性，并且能够进行更加安全的检测工作。此项技术在皮带轴以及天轮轴等大轴类工作中较为适用。
③磁粉检测技术
如果机电设备在发生故障后，其某个部位出现了缺陷，那么，就会相应的改变其磁场。采用不同的方式，从磁场磁导率方面，通过对机电设备缺陷部位的检测，能够确定缺陷在设备表面的具置。如果设备出现了缺陷，那么磁粉就会对缺陷部位的磁场产生吸引，进而促进磁粉在缺陷部位的堆积，以此来实现对检测任务的完成[1]。
④渗透检测技术
该技术在进行检验的过程中，对渗透液进行了应用。要将渗透液涂抹在机电设备表层，同时，需要去除除了缺陷部位以外的表面多余的渗透液。这一环节也是最为关键的环节，通过相关试剂对毛细血管的显像，能够缓慢的吸出残留的渗透液，进而在缺陷部位留下相应的痕迹。各类检测技术在应用了铜件材料和铝合金材料的机电设备中较为常见，由于铝合金缺乏良好的导磁率，因此，如果机电设备出现了故障，那么采用磁粉检测法无法实现对其的检验。
2.采煤机安全监测中所应用的安全检测技术
在开采煤矿的过程中，所应用的最为关键的设备就是采煤机，其不仅能够使煤炭产量得到提升，还能够使安全事故的发生得到减少。由于井下开采煤矿需要面对较为恶劣的环境，加上采煤机目前的结构十分复杂，因此在对其进行实际运行时，煤以及岩石等级对其造成冲击，进而导致安全事故的发生，导致煤矿企业无法进行安全的生产。这个时候，就需要对采煤机进行良好的安全监测。相比国外现代化的采煤机来说，我国所制造的采煤机缺乏先进的安全检测技术，缺乏全面的检测范围和充足的检测参数是最为常见的问题，因此无法实现对故障的诊断。这个时候，就需要从运行状况方面，通过与采煤机的结合，来对安全监测技术进行合理的选择，具体如下：首先是温度监测[2]。在监测运行阶段的采煤机时，通常会用到温度监测技术。在线技术被大规模的应用到了采煤机的温度监测工作中，一旦损坏了采煤机内部的轴承，就导致其失去截割滚筒的功能，进而导致受到严重的摩擦，滚筒温度也会随之提升，这个时候，就可以借助温度监测法来对故障部位进行确定，这样做不仅能够从运行状况方面，有效的对采煤机进行监测，还能够从故障发展趋势方面，有效的对采煤机进行预测。其次是专家系统。一般来说，采煤机的故障特点为隐蔽性和复杂性，以往在进行安全监测时所采用的技术缺乏准确性和高效性，极易判断失误，这个时候，就可以通过对专家系统的借助，来分析和记录采煤机在现场的故障诊断数据，并以此为基础，通过对知识库的建立，来模拟安全故障，以此来对故障发生的位置及原因进行准确的判断。最后是人工神经网络，在运行煤机的过程中，从最初出现故障预兆到查找故障源这一阶段，通常是一条非线性复杂映射关系，这个时候，在诊断采煤机故障的过程中，通过对人工神经网络技术的应用，不仅能够从故障信号方面，有效的监测采煤机，并且能够采用非线性映射关系，来对故障部位和故障原因进行充分的挖掘，以此为基础，能够保证后续工作的顺利开展[3]。
3.如何提升煤矿机电设备的安全检测
(1)对外界影因素的减少
为了使采煤机的运行能够得到更好的监测，就需要为其创造一个良好的环境。所以，通过对外部环境影响因素的减少能够使采煤机的运行质量得到提升。同时还需要采用各种措施对其进行预防和保护，以此来使采煤机能够处于稳定的运行状态。对良好外部环境的确保能够使采煤机的运行更加稳定，使其能够免于受到外部环境带来的影响。
(2)对相关设备水平的提升
为了采煤机的运维能够得到良好的监控，就必须要以采煤机为基础，对相关得管理体系进行建立和完善，通过对监督管理制度的合理、科学制定，能够使采煤机的运行得到规范。在各区域内以采煤机为基础，通过对运行信息及其相关数据的收集，能够对发生故障时的采煤机故障进行确定。能够根据类似故障排除经验对故障进行解决。此外，在实际进行运维的过程中，需要通过对先进技术设备的引进，以此来确定采煤机的具体故障位置，工作人员通过对其的实时监测，能够实现对相关解决方案的制定[4]。
4.结束语
煤矿企业需要通过对机电设备的进一步检测和维护，来使机电设备在煤矿企业中的运行能够具有安全性和稳定性。煤矿企业从安全性方面，通过对机电设备的检测，能够促进其缺陷的改善，使煤矿企业具备更高水平的生产技术，并为日后的工作提供相应的参考依据。
参考文献
[1]李今明.煤矿机电设备检测工作质量保证措施研究[J].环球市场信息导,2012,(20):75.
[2]沈恩浩.煤矿在用机电设备安全检测技术探析[J].山东工业技术,2017,(21):66.
[3]肖彩萍.电子技术在电视媒体中的影响和应用探析[J].科技传播,2019,11(05):66-67.
【关键词】矿山开采；机电设备；电气断路故障；故障检测
引 言
随着科学技术的飞速发展，矿山机电设备更新换代加快，，确保开采工作的安全性及有效提高生产效率，其开采设备的更新速度势必将与时展同步。然而，在矿山开采使用的过程中发现，有许多安全事故都是因为矿山设备在运行的过程中，突然发生电气断路故障所导致的，这些安全事故不但给开采企业带来了经济上的损失，同时也对开采人员的人生安全造成了极大的威胁，因此，对于矿山机械设备中出现的电气断路故障，必须确立出一系列行之有效的检测方法，并不断更新机电设备的检测技术，从根本上确保矿山机电设备能始终处于正常运行状态，唯有如此才能使开采行业真正实现可持续发展的目标。
1 出现电气断路故障时的检测与维修
对于矿山机电设备中出现的电气短路故障，在进行检测与维修的过程中，有一定的监测方法与步骤的，因此，从事矿山机电设备电气短路故障检修的技术人员，必须按照相关检测规定及步骤，认真对出现的故障进行检测与维修，检测的步骤大致可分为三个部分
1.1故障检测前
当矿山机电设备发生故障时，首先想到的不是马上着手进行检测，而是对该机电设备的电路图进行熟悉，因为检测人员只有对该机电设备的工作原理，及各大电子元器件的位置与作用有了正确的认识，才能结合它们的分布特点及连接情况，进一步进行故障分析，这就是检修中常说的必须做到心中有数。
1.2故障检测时
一般情况下，检测人员在对矿山机电设备进行故障检测时，都会对故障发生时机电设备是否出现异常情况，或是发生故障时的具体表现等，进行相应的调查与了解，然后再结合这些实际情况对故障进行初步判断。
1.3故障检测后
当检测人员在完成相关故障的检测之后，为了能从众多的故障中找出规律，就需要检测人员及时做好经验总结，以便为后续的工作提供相关资料信息。因此，检测人员在处理好机电
设备的故障之后，除了要认真记录故障排查与检修过程，还需要将检修过程中有可能出现的各种情况总结出来。
2 电气短路故障的检测技术分析
2.1电阻故障检测技术分析
就电阻故障而言，在矿山机电设备中的发生率还是较高的，所以为了降低该故障的发生率，就必须具备完善的电阻检测技术，如当前使用较为广泛的分段及分阶这两种电阻检测技术。
所谓分段电阻检测技术，就是将整条线路划分成若干个分段，再对这些分段逐一进行检测，若检测中发现某一分段的线路出现异常，则可判断该段线路存在问题。这种检测技术的优点在于对故障线路可以进行分离，因此，在进行故障检测时不会对正常线路造成影响，并且将确定存在问题的分段线路统一进行排查，其准确性与工作效率都得到了一定程度的提高，具体检测方式见图1。
图1 分段式电阻测量
分阶式电阻测量也属于一种操作比较简单的检测方式，因为在电子线路中要想处于通路状态，其线路中的电阻就必须正常工作，如果检测发现某处电阻出现阻值异常增大，很可能机电设备中已经出现电气短路故障，此时合理利用分阶式电阻测量技术，可通过检测仪中的电阻大小的显示结果，非常准确的对故障进行排查。特别需要注意的是两种故障检测方式，都必须在切断电源的情况下进行检测，一方面是为了确保检测安全，另一方面则是为了使检测结果更准确。检测时若检测值近似于理论数值，则说明线路正常，若检测数值与理论数值的差异过大，则说明线路中存在断路或是接触不良的故障。
2.2 电压故障检测技术分析
在矿山机电设备的电气短路故障中，有一部分故障都与电子线路中的电压有着密切的关系，在对此类故障进行检测时，常采用的检测方式有三种，分别是分阶式检测、分段式检测以及对地式检测。
1） 分阶式检测。一般情况下是固定电压表中的一只表笔于负载一端，再用另一只表笔依次触碰预先设定的各检测点，若电压表读数显示为电源电压值，则表示线路正常，若触碰某检测点时，其电压表显示为0，则可用非固定端的表笔分别触碰预设的各检测点，一旦触碰到某处时，电压表读数显示为正常数值，则大致可确定故障是出在该位置与上个检测点之间，要么就是两点间的电子元件存在问题，要么就是两点间的线路连接存在问题。
2） 分段式检测。分段式检测与分阶式检测的检测原理基本相同，有所不同的是分段检测的检测效率明显高于分阶式检测，因为在分段式检测中不再是逐一对检测点进行检测，而是一个分段只需要进行一次检测，这样不但可以减小检测人员的工作量，同时还能有效提高故障检测的效率。
3） 对地测量法。这是一种以电气电路中，任意一个检测点对地电压的正常与否来对故障点进行判定的测量方法。无论是上述哪种检测方法，在进行检测的时候都必须以确保检测人员的安全为大前提，同时应注意检测所用的万用表，其最大量程必须高于所测电路中的电压值，这样才能有效避免出现因被测线路中电压过高而烧坏万用表的情况。
2.4短接检测技术分析
在对矿山机电设备中出现的电气短路故障检测中，短接检测技术的应用还是比较广泛的，在实际操作过程中，就是先将出现断路可能性最高的那个部位，以绝缘性能强的导线进行短接处理，若短接到某一部位时，该电路恢复到正常通路状态，则可确定故障的发生位置是导线所连接的两个点之间。常用的短接方法有两种，即局部短接法与分段短接法。
1） 局部短接法。在使用局部短接法之前，首先应该保证电压及电气设备的工作电压，都处在正常范围值之内，然后对相邻的两个检测点进行标号，标号结束后就对相邻的两个检测点进行短接检测，一旦短接到某两个检测点时，电路出现通路状态，则表明电气短路故障就处于导线短接的两点之间。
2） 分段短接法。这种短接法主要是将电气线路中某一段的短接线固定好，然后再以短接线的另一端作为移动端，分别接触各个分段接点，这样可在一定程度上提高检测的效率。
3 结语
总而言之，随着我国经济与科技的不断发展，我国众多采矿业必将紧跟其发展步伐，使自身得到更大的发展。与此同时，为了满足采矿业的发展需要，矿山机电设备的适用范围还
将不断进行扩大，而如何确保矿山机电设备的运行安全，便成为了业内人士所关注的焦点问题之一。因此，从事矿山机电设备电气断路故障的专业技术人员，必须在实际的工作过程中不断分析与总结，为提高故障的检测效率与质量，提供有力的理论依据。
参考文献
[1]张仰春.探讨矿山机电设备中电气断路故障检测[J]中国科技博览，2013（ 21） ： 266 - 266.
关键词： 机电设备；煤矿；故障检测；处理
0 引言
随着科学技术的不断发展，煤炭工业也在迅速发展，其生产规模日益扩大。随之而来的是煤矿机电设备数量和种类的不断增加。总所周知，煤矿机电设备一般工作在极为恶劣的环境下，很容易发生故障。因此，快速而高质量地完成煤矿机电设备故障维修，在设备故障维修过程中，准确找出故障，以及相应的维修措施，对于煤矿企业来说，是至关重要的。只有这样才能使其在高效、安全的状态下工作，保证生产的顺利进行，并且延长设备的使用寿命。
1 矿用机电设备的常见故障
煤矿机电设备品种繁多，但是在故障发生和维修上，他们有很多的共同点，以下首先介绍通用机电设备运行中的常见故障，再以移动变电站和空气压缩机为例，介绍煤矿机电设备常见故障[1]。
1.1 机电设备运行中的常见故障
机电设备运行过程中的故障大体上可以分为电气故障和机械故障，电气故障是指导电部分的故障，比如电刷、定子绕组等等；机械故障是指机械的开裂、断裂、烧蚀、点蚀、等，一般包括铁心、轴承、机座、风叶、转轴等故障，是比较容易观测的故障。在实践中，有可能发生的是同一个故障，但是产生的后果不一样，这主要是因为机电设备工艺复杂，结构大有不同。
1.2 移动变电站常见故障
1）按下复位按钮，馈电开关不能合闸，但漏电信号指示灯亮。2）开关HGK合闸后，指示灯不亮，馈电开关不能合闸。3）运行过程中，馈电开关跳闸后，漏电状态信号灯绿灯亮，馈电开关信号灯黄灯亮。4）按下实验按钮，馈电开关不跳闸。5）运行过程中跳闸，馈电开关信号灯的红灯亮。6）调整补偿后，松开补偿按钮，馈电开关跳闸。7）运行过程中跳闸，馈电开关信号灯和漏电状态信号灯都是红灯亮[2]。
1.3 空气压缩机常见故障
1）功率消耗超过了设计的规定值。2）排气量未能达到设计要求。3）排气温度超过了正常温度。4）级间压力低于正常压力。5）气缸内发出异常声音。6）运动部件发出异常声音。7）十字头滑履或轴承发热。8）气缸发热[3]。
2 故障检测的诊断技术
故障诊断技术的主要内容有：故障判别、信号检测、故障分离、故障预报等等。目前，国内的设备故障检测诊断技术与发达国家相比，还有很大差距，在煤矿设备故障检测诊断技术方面表现的更加突出。要想快速有效地发展我国设备检测诊断技术，就有必要对故障检测诊断技术进行相关调查和分析，及时获取国际上故障检测诊断新技术的相关信息。
2.1 通风机的检测诊断技术
至今为止，应用于通风机检测诊断的设备还比较少。FJZ型矿井主风机故障诊断和在线监测仪是一个通风机在线检测与故障诊断系统，该系统的主要功能有：
1）进行加速度时域和频谱分析。
2）可以实现报警、打印。可以任意设定各种参数报警值，当参数超限时，会发出报警信号和随机打印。
3）能够实现诊断的智能化。智能化诊断的原理是：首先利用加速度传感器对通风机敏感部位的振动加速度进行测量并且计算功率谱和烈度值；采用灰色关联度分析的方法，对功率谱的分布与存入专家系统中的设备标准故障模式的关联进行分析。最后根据关联度的大小，诊断出通风机的机械故障类型。
2.2 矿井提升机故障检测和诊断
作为矿井运输、生产的主要设备，提升机担负着提升原煤、下放材料、升降人员和运送设备的任务。提升机运行的安全可靠在煤矿企业是非常重要的。它不仅直接影响煤矿的生产，而且关系到煤矿生产人员的生命和财产的安全。
目前，可以将提升机的故障可分为“机械故障”与“电气故障”两类。机械故障的外在表现形式通常是某些特定的参数超过限额，其解决方法主要是通过保护装置的作用；“电气故障”需要测量很多的工况参数，并将这些参数进行数据处理才能诊断出来。电气故障牵涉到的变量很多，这样就很容易降低故障诊断的准确率。但“电气故障”如果不快速有效的得到解决，就会导致“机械故障”。为此，许多科技人员开展了大量的研究工作，确保提升机的安全运行，也取得了一些成果。
2.3 矿用高压异步电动机的诊断检测技术
高压异步电动机在煤矿企业也是经常使用和非常重要的装置，对于矿用高压异步电动机，常见的故障诊断方法包括模式识别和参数辩识、信号处理。异步电动机故障常见的检测与诊断方法有：1）检测电流的高次谐波。通过对电流高次谐波的检测，可以判断电机是否发生故障。2）检测电机内部磁通。在电机定子发生故障的情况下，其内部的磁通在水平方向和垂直方向上的分量会改变，因此，只要对这两个分量的磁通变化情况进行检测，看两者是否发生变化，就可以诊断出定子是否发生故障。
【关键词】机电设备；常见故障；预防对策
矿产企业在生产过程中颇为依赖的就是机电设备，因为机电设备的工作环境比较的恶劣，而工作力度有相对较大，而其自身的构成又相对的比较精细和复杂，所以机电设备的零部件比较容易受到损坏。如果及时的发现损坏部位给予修复还较好，但是一些零部件由于没有立刻表现出损坏迹象，导致机电设备在持续的使用过程中导致零部件问题变得更加严重，会使机电设备出现瘫痪或是大型故障事故等现象，更甚至有些机电设备会出现报废的情况。有效的检测故障、快速的分析、排除和修复，能够使机电设备保持高效率、高质量的工作状态，从而使企业的经济效益实现高速发展。
一、机电设备常见故障
（一）故障早期发生阶段
随着科学技术的不断更新进步，机电设备和相关产品也出现一次又一次的更新换代，矿产企业要想获得良好的发展，就会不断的购买新的机电设备，新的机电设备投入使用后会加速矿产的开采速率，使企业获得更好的发展。但是新的机电设备在投入使用的开始阶段，也恰恰是设备故障的易发阶段。例如，设备的使用人员对新型设备的操作不熟练，容易在操作过程中因为操作不当或是操作失误而引发设备故障；企业的维修人员没有对新设备的维护、检修经验，遇到设备问题不能快速有效的修复；设备本身在组装、运输和试用的过程中也存在一定的安全隐患，只有在设备进行实际的使用后才能发现这些“原装问题”。机电设备初期的故障多半是因为设计制造的不合理而形成的，此外使用环境的限制和操作人员的随意操作也是故障出现的重要原因之一。
（二）故障偶然发生阶段
机电设备经过了故障早发期，基本就可以稳定的工作了，一般不会发生什么故障，但是也有一些故障是随机产生的，这个阶段问题出现的偶然性较大，这个阶段的机电设备也被我们称为设备寿命阶段。偶然出现在这个阶段的故障很少会是机器本身造成的，一般都是因为人员操作不当或是检修粗糙等人为因素造成的，所以，要想实现机电设备的高效运用，就要加强人员培训和管理。
（三）故障因运行耗损发生阶段
机电设备的使用寿命都是有限的，当机器的使用年限到达最后阶段的时候，各个零部件就会出现不同程度的变形损坏、断裂缝隙、生锈等问题，这些零件问题会使设备在工作时出现故障发生率增加、故障维修费用加大、设备工作不灵活等现象。这个阶段的到来是每台设备都不可避免的，我们要在平时的使用过程中注意设备的保养和维护，使机电设备的老化阶段尽可能来的晚一些，从而增加其有效的使用寿命。
二、机电设备诊断方向
随着工艺技能的快速提高，机电设备的工作内容大大增多，设备的自动化和智能化都有了很大的提升。机电设备自身的构造也变得更加的精致和科学，不同部位的连接性能和协同性能也变得越来越紧密，所以，如果一个小零部件出现问题，就有可能导致整台设备瘫痪，轻的影响企业的正常生产、造成经济损失，严重的甚至会造成人生伤害，所以，我们一定要加强机电设备安全管理，根据以前的经验来说，机电设备的检修规则和目标如下：第一保证机电设备的正常安全工作，使其保持在最佳的工作状态；第二要使每台机电设备都能发挥全部的功能，并让机电设备的各项功能得到最大程度的发挥；最后当机电设备出现异常后，要尽快的查明原因，并做到彻底解决，使设备尽快的投入使用，为企业创造价值和财富。机电设备的检测和维修固然重要，但是其平时的维护工作也应作为重点来完成。
三、机电设备故障预防策略
（一）故障预防中的维修方式
机电设备维修的具体方式有以下几种：首先是事后维修，指在设备损坏或者是因异常停机的状况下所进行的检测维修；其次是定期维修，指的是设备达到了规定维修时限，无论其技术状态与运行情况如何，都需要例行检查与维修；视情维修，也叫做按需维修或者状态维修，这种维修方式并非依照故障的表征而是依照设备的监测诊断情况进行的确定内容与时机的维修；机会维修，配合定期维修与视情维修所进行的一种机电设备维修方式，有这种方式的参与，可以很好地改进机电设备的有效程度。
（二）故障预防中的维修类型
确定机电设备故障预防下的维修类型，可以方便工作人员按照故障情况选择最佳维修方式，继而达到机电设备故障发生的机率最小化与维修控制最优化。根据机电设备发生故障的种类，具体的维修类型可以分为寿命式维修与偶发式维修两个类型。偶发式故障维修一般是难以确定故障类型，一般使用的是事后维修办法。对于重要设备、持续运转设备、禁止因为突发故障停机的设备，要防止因为操作错误或者检查失误造成的工作障碍。寿命式维修通常则是可以先期预防的，可以按照因故障发生停机造成的损失及机电设备自身安全性能的需要，合理选择维修手段。例如对于一般的耐用零部件，要定期的给予检测和维护，而易无限问题的复杂零件，我们可以用备用件更换，以减少检修时长。
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