煤矿机电设备智能化维护研究现状与发展趋势

煤矿机电设备智能化维护研究现状与发展趋势

周涛

扎煤公司灵泉煤矿 内蒙古满洲里市 021410

摘要：煤矿机电设备智能化维护体系的建设中，在研究内容、研究方法等方面仍存在些许问题，难以确保设备故障机理、煤矿现场数据监测、煤矿机电设备检测和预测算法的完备性和有效性，这大大提高了煤矿开采成本，难以保障煤矿整体的经济效益。 近年来，我国在智能化煤矿机电设备维护系统的建设上已经投入了大量的资金和资源，工业软件产业规模不断扩大，为煤矿机电设备智能化维护发展提供了较大助力，而且智能化煤矿开采和挖掘工作面数量也不断增多，虽然仍存在一定的问题，但是通过设备的早期故障预测识别，建设仿真实验现场设备诊断以及预测模型，能使煤矿机电设备智能化维护发展。

关键词：煤矿机电设备；智能化；维护  

随着近年能源需求旺盛，煤炭行业持续繁荣，各企业生产投入加大，煤矿装备水平不断改善、提高，大批先进的机电设备已广泛应用于煤矿生产中，设备的正常运行在煤矿生产中有十分重要的意义。为了实现煤矿开采由劳动密集型到技术密集型的转变，越来越多的煤矿开始推进智能化开采。通过采用智能化开采技术，煤矿的开采效率得到大幅度提高，安全状况得到了极大的改善。智能化开采技术的实现依赖于大量智能化机电设备的使用，例如智能化液压支架、智能化采煤机等。智能化开采处于起步阶段，经验比较少，导致在开采时智能化机电设备故障频发，不利于煤矿的安全高效开采。针对这种情况，需要做好智能化机电设备的维护工作。

一、煤矿机电设备维护现状

1、缺乏先进管理理念及管理经验。在现代煤矿企业发展过程中，为了全面提高生产效率，则需要重视机电设备的使用。随着机电设备大规模的使用，这对机电设备的管理和维护工作提出了较高的要求。但当前部分煤矿企业发展过程中，过于追求眼于的利益，对机电设备的管理和维护工作不重视，这就导致机电故障发生率较高，而且机电设备使用寿命也受到较大的影响。针对于当前煤矿企业机电设备故障进行分析表明，由于管理和维护工作不到位卖到的故障率占较大比重，特别是管理观念落后，再加之缺乏实践管理经验，不仅不利于机电设备工作效率的提高，而且也不利于企业的长远发展。

2、煤矿机电设备运行中的隐患。机电设备作为煤矿企业中的重要生产设备，其运行效率与机电设备的自身的质量、工作环境等因素息息相关。当前煤矿企业发展过程中，基于成本考虑，机电设备更新速度较慢，部分设备处于带病运转的状态，这就导致机电设备运行过程中存在较多的安全隐患。同时煤矿机电设备工作环境较为恶劣，在设备使用过程中运转失灵现象较为常见，会对生产安全带来了较大的威胁。

3、滞后的维修手段。煤矿企业为了提高开采量，机电设备往往会处于不间断的运行状态下，而且企业缺乏完善的机电设备管理和维护体系，这就导致对于机电设备的检查和维护工作不及时，机电设备疏于管理。部分已出现故障的机电设备在维修方面存在维修手段落实的问题，无法从根本上解决机电设备的故障，从而影响机电设备稳定、安全的运行，这必然会对生产效率带来了较大的影响。

二、煤矿机电设备智能化维护系统

1、设备故障处理体系。煤矿中机电设备在运行过程中非常容易出现各种故障。 首先，机电设备自身在运行时可能会存在问题。随着设备使用时间的增加，设备的一些金属部件可能会生锈或者腐蚀，一些线路还可能会绝缘老化，在此情况下，机电设备在运行过程中就可能发生故障；其次，机电设备的运行环境会导致机电设备发生故障，如果设备安装位置不合理或是安装顺序有问题，都极有可能会导致设备在运行过程中发生故障，难以正常发挥应有的作用。 除此之外，自然环境变化也会影响煤矿中机电设备的正常运行，地震、泥石流等都是煤矿开采过程中可能发生的自然灾害，会对机电设备的运行带来较大伤害。 当煤矿机电设备发生故障时，不仅难以完成正常的开采工作，影响开采效率和开采效益，还会威胁到煤矿工作面工作人员的人身安全。

2、设备故障监测体系。设备故障监测体系是煤矿机电设备智能化维护建设的另一重点内容。 在进行状态监测之前，要先了解设备运行的各项数据，再监测设备的状态。 只有了解设备运行的各项数据，才能够以此为借鉴，更好地分析监测时设备的状态。 通过比较监测所得数据与设备最初运行数据，分析设备是否发生故障，帮助设计维护方案。实现设备的故障监测体系智能化。 首先，保障24h不间断的监测设备状态。 在传统的设备状态监测工作中，仅靠人工来监测设备状态难以保障设备状态监测的持续性，无法实时监测设备的各种状态。 当工作人员疏忽时，如果设备运行发生故障，则无法及时监测出来。 其次，要全方位地监测设备状态。 煤矿开采工作的整体工作环境较为恶劣，许多机电设备的存放和工作地点的环境条件也十分恶劣，难以进行有效的人工监测工作。 而借助智能化监测机制，能够对各种环境下的机电设备进行全面监测。 最后，完成全过程的设备监测工作。 在设备开始搭建之初，便对其安装过程进行监测，确保安装的正确性，让煤矿中的机电设备在投产之初能够保持正常的状态数据，为后续监测工作进行提供可靠数据依据，在设备运行过程中以及使用完成后的拆除工作中也能够进行持续监测，确保煤矿整个开采过程中机电设备的运行稳定性。智能化煤矿设备状态监测体系包含的模块和组件众多，自下而上分析包含三大模块：其一是传感器，这是获得设备状态监测数据的主要设备，能够高效率地完成数据采集工作，确保数据采集的准确性和覆盖性。其二是数据传输网络，对传感器感应到的信息和数据进行分析和传输；其三是数据的存储和显示，将监测到的数据和分析结果进行保存，同时显示到井上的监控室中。

3、信号分析与处理体系。信号分析与处理体系是煤矿机电设备智能化维护体系建设的重点内容，因为在获得煤矿各种数据的过程中，可能会被各种因素干扰，导致信息和数据获得不准确，比如，地壳振动或者是外界噪声都会影响信号的正常传播。 通过建立信号分析与处理体系，能够对设备进行直接诊断，确保安全精准地应用各种设备处理技术。 比如小波包优良降噪算法、ＥＥＭＤ 等，能够在复杂信号的情况下，可靠地将故障问题提取出来，将故障之外的其他信号删除，只保留故障信号，再与算法分析相结合，对信号内容进行处理，通过这一途径对故障问题进行解决，有着十分明显的降噪效果。

对煤矿机电设备未来运行状态进行预判，是设备故障诊断与预知性维护研究的终极目标。要实现该目标，就需要在设备出现故障的早期及时发现故障并采取相应的维护手段。研究应用灵敏度更高的智能传感器来监测设备，结合随机共振、盲源分离等方法从强噪声中提取微弱的特征信号，使得设备早期故障被及时地识别出，从而实现预测性维护。

随着智能化时代的到来，越来越多的领域实现了智能化生产，煤炭行业也不例外。智能化开采的关键在于智能化设备的使用。考虑到煤矿井下恶劣的环境，为了保证智能化机电设备的正常运行，应做好智能化机电设备的运行维护工作。

参考文献：

［1］马国英.煤矿智能化开采技术质量研究［J］.中国石油和化工标准与质量，2021，41(12)：177-178.

［2］宋文杰.煤矿智能化开采技术现状及展望［J］.低碳世界，2021，11(6)：93-94.

［3］冯家良.煤矿智能化开采关键核心技术分析［J］.当代化工研究，2021(10)：17-18.

［4］王国亮.煤矿自动化智能化开采体系研究［J］.中国石油和化工标准与质量，2021，41(9)：97-98.