摘要：煤矿井下机电设备状态的检测是煤炭安全生产的基本保障，随着信息技术、传感技术、无线通信技术等快速的发展，将各项技术应用于煤矿井下机电设备状态监测已经成为煤矿现代化生产的重要组成部分。对煤矿井下机电设备状态监测技术进行分析，主要包括物联网关键技术、神经网络两大技术要点，并对各项技术在煤矿井下机电设备状态监测的应用进行探讨，旨在为提高煤矿井下机电设备状态监测技术水平提供参考.
关键词：煤矿开采；机电设备；监测技术
矿井机电设备是煤炭企业的核心，其运行状态的好坏直接影响煤矿整体的生产进程和经济效益，同时机电设备的自动化水平也直接反映出矿山整体的智能化水平。随着物联网技术的广泛应用和“感知矿山”的提出，将物联网技术应用在矿井机电设备的状态监测上已经成为了必然趋势。运输设备是矿井机电设备的重要组成部分之一，其中的皮带运输系统和矿井提升机又是联系煤矿井下和地面的大动脉，使用物联网技术对其进行实时监测能够有效减少监测盲区、提高数据传输可靠性，为保证煤矿的安全可靠运行有重大意义。文章对国内外物联网的研究状况和矿井机电设备监测技术的发展动态进行了综述，在此基础上提出了文章研究的主要内容。结合煤炭企业的需求和实际情况，总结出矿山物联网的关键技术及其应用领域，构建了基于物联网技术的矿井机电设备状态监测系统总体框架，并在带式输送机在线监测系统的设计中使用射频识别和无线传感网络技术，构建出基于物联网的带式输送机监测系统主体框架。
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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但是，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、外围、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，其高达六千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。
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论文作者:李佳
论文发表刊物:《电力设备》2018年第13期
论文发表时间:2018/8/17
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