国家能源集团神东寸草塔煤矿掘锚一队内蒙古鄂尔多斯017200
摘要：由于煤矿机械设备是否安全直接影响煤矿开采工作，一旦出现故障就会对煤矿生产造成重大安全事故，危机开采人员的生命安全，影响企业利益。要确保企业稳定运行，就要重视安全生产工作。煤矿机械设备是保证生产的关键，随着设备的科技含量越来越高，使得煤矿企业的各个生产环节都提高了安全系数。在本文中，笔者对煤矿机械设备的使用维修和故障诊断进行了详细的阐述。
关键词：煤矿；机械设备；维修；故障诊断
煤矿企业属于是国家的基础单位，其运营状况直接关乎到国民经济的发展。对于藏在底层深处的煤炭资源，需要使用煤矿机械设备开采。。对于煤矿企业而言，保持生产机械设备良好的运行状况是确保生产过程持续性进行、实现经济效益不断提高的重要保障。
一、煤矿机械设备的现状
1煤矿机械设备的设备水平参差不齐
因为企业的资金和观念的原因，大多煤矿机械设备都是最初建矿时所使用的设备，导致我国煤矿机械设备水平良莠不齐，煤矿开采技术的设备总体水平较差。而目前我国大多的国有重点矿井都建立于解放后不久，因此大多都运用了较为科学化的综采机械，整体的开采能力较强，使用装备较好。这类矿井中所用的设备大多是国产设备。近年来，一些超大型矿井和大型矿井，都引进了国外较为先进的综合采矿设备，其安全性能比较高。总而言之，小型矿井的生产技术和生产设备水平非常弱，其煤矿采掘工艺也非常落后，其操作人员较多，但是效率相对较低。
2煤矿机械的生产能力和研究水平不断增长
根据相关调查，十多年来我国一直致力于煤矿机械的相关开发研究。我国的煤矿机械的生产能力相对以前已经有较大的改善，许多的设备已经具备国际化的大生产水平，有些设备还配备了实时监控和在线监测的功能，其安全性和功能性有较大的提升。
二、煤矿机械设备维护
1事后维修
事后维修是现阶段我国煤矿机械设备维护中最普遍的维修方式。事后维修指的是对已经发生故障问题的煤矿机械设备采取停机处理与维修，突发性故障是事后维修主要针对的目标，由于事先没有相关计划，使得维修耗费的时间较长，难以保障生产效率与质量。
2预防性维修
预防性维修则是基于时间的设备维修，这种维护方式的特点在于能够对事后维修的缺陷进行弥补，由于在发生故障问题前就采取了相关维护措施，使设备正常运行的稳定性与可靠性得到了有效提升。在预防性维修下，设备零部件超期使用而失效的问题就可以得到避免。当然，这种设备维护方式也难免存在一些不足，在设备预防性维修中，需要对设备进行停机处理，而频繁的停机就会使设备维修成本增加，并且还会对设备的使用效率造成影响。
3预知性维修
预知性维修指的是在煤矿机械设备运行中检测设备的工作状态，并以检测结果为依据，判断设备是否发生异常，一般情况下，预知性维修主要是检测材料磨损与振动等设备性能。通过检测可以使煤矿机械设备的异常工作状态得以及时发现，并确定故障零部件的位置，然后安排相关设备维护人员对其进行处理，这种维修方式可以最大限度地减少设备停机的频率与时间，有效控制相应的经济损失。然而，预知性维修也存在一些缺点，这种方法的作用仅限于设备受损程度的控制，而事故发生率却难以通过该方法得到降低。
4主动预防性维护
主动预防性维护与预知性维护有一些相似之处，二者都是以设备工况的监测结果为依据，而不同的地方则体现在监测对象上。主动预防性维护是以系统根源性参数为监测对象，设备材料磨损、性能降低都与这些参数有着直接的联系。采用这种维护方式，可以使材料失效的问题得到有效避免。目前，在煤矿生产机械设备使用维修与故障诊断方面，很多煤矿企业都是以事后维修与定期检修为主，其中定期检修指的是预防性维护。在科学技术不断发展的背景之下，煤矿企业机械化水平越来越高，如果依然只采用这两种维修方法，显然难以满足煤矿生产的需求。而主动预防性维修方式则是煤矿企业应推行与使用的重要方法，通过该方法可以使煤矿机械设备的使用寿命与维修周期得以增加，有效控制煤矿生产设备的故障发生率。在主动预防性维护模式下，煤矿企业的生产就可以更加高效的利用相关机械设备，进而使煤矿企业的经济效益得到有效提升。
三、煤矿机械设备故障诊断技术
1煤矿机械设备的振动检测技术
煤矿企业的生产运营中，如果开采作业的时候设备产生故障，就要收集振动信号，对其频率上的变化进行收集，基于此诊断设备的运行情况，分析所产生的故障。采用这种诊断技术可以使得机械设备的运行中所产生的变化规律呈现出来，从中总结出动态特征。振动检测技术具有很强的实用性，技术操作上较为简单，很多的煤矿企业都乐于采用这种技术对机械设备进行诊断。
2无损检测技术
目前在煤矿机械设备故障的检测及诊断实践中，无损检测技术也十分常见，在不对检测设备造成任何损害的前提下对煤矿机械设备外部或内部出现的问题或故障进行分析及诊断是无损检测技术最突出的优点。无损检测技术涉及到的内容极为广泛，对于发生在煤矿机械设备外部的故障，应用较为普遍的无损检测技术主要有渗透检测、声全息检测、磁粉检测以及超声波检测等；对于出现在设备内部的故障，实践中比较常用的检测技术主要有中子检测、射线检测以及微波检测等。在实践中，应用无损检测技术诊断设备故障，首先要选择适宜的检测技术，所以，全面而仔细的分析待检测的煤矿机械设备的材料、可能出现的故障种类等；
3红外测温诊断技术
如果在煤矿开采过程中，机械或材料出现温度上升的情况，都是因为机械磨损或电器节点烧坏等方面所造成。一旦材料升温，极有可能对材料的本身性质和产品的属性造成极大的影响。根据这一特点，相关单位可以使用红外测温检测技术进行温度的检测，利用诊断技术当中的温度传感器或其他温度检测设备对温度进行检测。全面检测机械设备的温度变化情况，以便更快的发现机械设备在运作过程当中所存在的故障或问题，然后针对所检测到的故障或问题采取相应的改善措施，进而保证机械设备处于长期高效的运作状态。
4油液磨屑分析技术
此种故障诊断技术具体的操作步骤为：①在煤矿机械绿色环保的液压以及润滑系统中进行样品提取；②利用光谱分析以及铁谱分析等相关油液分析技术识别油液磨屑状态，对油液介质所发生的物理及化学变化做出判断，并以最终的分析及判断结果为主要依据对煤矿机械设备是否出现故障做出判断；
5确保设备可维修性的进一步提升
为提升煤矿生产机械设备的可维修性，可以采取以下对策：第一，在设备设计方面，首先在对设备工作环境及所必备的功能进行全面分析的基础上，需要对设备结构予以必要的简化，为故障发生后的维修提供便利；其次，可达性设计，这主要涉及到安装场所、设备内部及外部的可达性等内容；再次，设备设计要重视识别性，鉴于煤矿机械设备工作环境十分恶劣，再加上一般的设备都比较复杂，所以，提高设备零部件的识别性具有重要意义，例如，用同样的颜色标示同种类的部件，这一小小的举措，将会给设备的维修人员开展设备维修工作提供极大的便利；最后就是要关注设备设计的模块化及标准化，利用模块化设计有助于实现对维修时间的控制，并且被替换下来的设备零部件经过修复还有重复利用的可能性，进而实现对维修费用的控制。煤矿机械设备零部件设计的标准化配合维修工具的标准化，可以大大提高维修速度，降低维修难度。
第二，构建失效模型，确定维修最佳周期。在全面分析煤矿机械设备的前提下，构建起设备的失效模型以及设备相应的失效曲线示意图。依据设备电气原理图和设备功能的要求，选择合适的主令电器、检测元件、继电器电磁阀、传感器等电器元件，这些电气元件的技术参数都能满足设备的正常运行。依据设备的使用功能、电源形式、输入/输出的信号形式以及I/O点数等技术指标，此外还应对扩展设备的类型和存储器容量加以考虑选择合适的PLC和编程器。明确各电磁阀、主令电器、继电器等电器元件的信号输入条件和设备工作状态间的转换条件，征求技术人员对设备改造的建议是否增加新的动作，对现场设备现状和预想功能状态做到心中有数。安装时元器件配线要合理分布、美观、牢固、接线准确。把PLC和各电器元件按设计要求固定在控制柜里，比对I/O点数分配表以及接线图将电器元件与PLC连接。导线端部要使用冷压接线片并套上号码管，全部导线都要经线糟布线。PLC主机电源配线必须与动力线保持一定的距离，输入/输出线与动力线以及其他控制线分开。在此基础上通过仔细的分析及计算，总结出煤矿机械设备的工作规律，并以此为依据，确定煤矿机械设备最佳维修时间，有效避免盲目维修。
第三，应用现代润滑技术在设备保养维修宗旨中，极为重要的一点就是润滑，新型润滑剂或是诸如电脑油质分析仪、智能化仪表等先进的设备润滑情况检测技术均是当前比较先进的润滑技术，煤矿生产企业要从自身实际情况及现实需求出发，适时引入现代润滑技术。
四、结束语
只有全面分析机械设备所出现的故障，并及时采取相应的设备维修措施，才能降低设备维修费用，将设备的停机时间以及由此所导致的经济损失控制在最低限度，实现对煤矿机械设备的有效利用，为煤矿企业赢取最大的经济效益。
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