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摘 要： 近几年，我国各领域对煤矿资源的需求都不断加大，这对煤矿企业各项生产设备的要求也大大提高。本文主要是对采煤机电气部件安全运行与故障诊断概述、采煤机电气部件故障诊断数据获取系统设计两个方面做出了详细的分析和研究，这对改进和优化采煤机电气部件故障诊断，保证其运行安全提供了参考依据。
关键词： 采煤机；电气部件；安全运行；故障诊断方法
【中图分类号】 TD421 【文献标识码】 A【文章编号】 2236-1879（2017）20-0216-01
采煤机是煤矿井下的一个大型生产设备，主要应用在煤矿井下最危险、最重要的前端生产环节当中，其运行的安全性和可靠性会对其发展前景产生直接影响。但是就前端生产环节来说，所处的环境十分恶劣，在具体运行的过程中会受到外界因素的严重冲击，再加上水雾、煤尘等因素影响，采煤机的使用寿命和稳定性就会大大降低，这会直接影响到煤矿的正常生产，造成其经济损失。因此，煤矿企业就需要加强分析和研究采煤机的故障诊断工作，提高其生产的稳定性和安全性。
一、采煤机电气部件安全运行与故障诊断概述
（一）采煤机电气部件故障原因。
在分析采煤机电气部件故障的过程中，最关键的就需要准确获取煤矿井下的客观环境条件。就煤矿井下环境来说，粉尘多、湿度大，在部分矿井中还会出现高瓦斯的情况，而且就井下工作来说，整个空间也比较狭窄，在具体作业的时候光照度低、光照程度低、机械振动大，相关技术和方法都已经得到广泛应用，在具体应用的过程中还需要重新设计相关标准，取证后也可以下井使用。另外还需要增加额外防护措施，避免落煤等破坏[1]。
（二）采煤机电气部件故障类型。
就采煤机故障类型来说，主要可以分为液压故障、机械故障、电气故障三种类型，其中就电气故障来说，包括各控制回路、变频器、电机故障等。就目前国外的煤矿企业来说，通常都是设置先进的故障诊断系统，但是就诊断系统还不够完善，这就导致故障并不能很好的对应故障原因，也就表示故障诊断难度大大增加，这对维修人员维修经验和综合知识的要求也就相对较高。
二、采煤机电气部件故障诊断数据获取系统设计
（一）采煤机电机电气数据获取方案。
采煤机工作环境和数据获取对象会在一定程度上决定着数据获取方法，为了正确诊断出采煤机电气部件的故障原因，就需要准确的获取相应的数据，同时还需要确保其安全性与可靠性，另外还应该加强对采煤机运行环境的综合考虑[2]。就数据获取系统来说，还应该需要满足以下几个要求：一是数据信息采集传感器要求，也就是所选取的传感器需要很好的适应煤矿井下工作环境，同时数据测量范围要求还需要有效满足；二是无线传输性能要求，在煤矿井下应用数据采集系统，系统在测量的过程中还是处于运动状态当中，ZigBee无线传输网络就能够很好的满足这一需求；三是数据接收中心上位机要求，所接收到的数据信息能够很好的在上位机界面上显示出来，其界面的直观性、形象性都大大增强[3]。
（二）ZigBee无线传输网络技术。
作为一种低功耗、短距离的无线通讯技术，ZigBee技术是在2002年正式推出，同时在发展的过程中也逐渐制定了相应的标准协议，该技术也越来越成熟。就ZigBee技术来说，其特点主要表现为可靠性、同步性与实时性、灵活性、经济性等方面。相较于其他近距离通信技术来说，ZigBee技术不仅仅拥有传统通信技术共同的优异特点，而且就技术方面来说，也具有先天的技术优势，因而无线传感器网络的适用性进一步加强。
（三）煤矿电气设备技术要求。
1、防爆概念和通用要求。
由于煤矿环境具有一定的特殊性，因此煤矿中所使用的电气设备都需要设置相应的防爆安全措施，这样才能够确保电气设备在运行的过程中不会引起周围爆炸性混合物爆炸，所使用的相关设备就被称为防爆电气设备。在不同的爆炸性环境和生产环境当中，相关部门也针对性的制定了相应的设备设计制造标准。
2、本安型电气设备。
首先就防爆原理来说，本质安全性电气设备就是采取保护措施或者是电气设备电路各种参数来限制电路火花放电热能与能量，这样在规定故障状态和正常工作状态下，所产生的热效应和电火花也不会将周围环境中的爆炸性混合物引爆，实现电气防爆。由此可以看出，本安型电气设备具有维修方便、造价低、重量轻、体积小、结构简单、安全可靠等优点，作为防爆电气设备十分理想。其次就防爆措施来说，为了能够安全使用本安电气设备或本安电路，还需要在制造和设计的过程中采取相应的措施，这对本安电路安全性能的提高具有重要作用，但部分电气设备或电路对性能和功率的要求也比较高，这就还需要提高本安电路的使用功率[4]。最后是技术要求，本安型电气设备外壳通常都是采用合金、塑料、金属等材料，这不仅仅要求外壳强度，同时还应该具备一定的防外物、防水以及防尘能力，而且就电源来说，本安型电气设备所使用的电源主要包括独立电源和外接电源两种类型。
3、电磁兼容性设计。
电磁兼容性指的是在共同的电磁环境下，设备能够一起执行功能的“共存共容”状态，电磁兼容标准要求，电气设备在运行过程中不会受到外界不良电磁的干扰，同时也不会过度敏感。
结语：总的来说，煤矿企业在生产的过程中，由于受到各方面因素的影响，在电气部件运行的过程中很容易发生故障，这会在一定程度上影响到生产效益，因此煤矿企业就需要分析和研究采煤机电气部件故障，并及时的采取相应的措施来有效改进，提高采煤机运行的安全性和可靠性，进而有效提高其经济效益。
参考文献
[1] 王桂梅，朱佳伟，张令.基于单片机的采煤机端头站控制系统[J].煤矿机械，2013，34（10）：214-215.
[2] 李赟恒，陈恒，张莉娜.采煤机电气部件的可靠性研究与分析[J].机械工程师，2013，（05）：60-61.
[3] 姜海，颜卫东，杨健健，郝迎格，魏寶军，吴淼.嵌入式电牵引采煤机状态监测系统研制[J].煤矿现代化，2013，（02）：72-74.
[4] 丁志勇.新型高效电牵引采煤机嵌入式健康状态监测与故障诊断系统研发[J].煤矿机械，2012，33（10）：275-277.
关键词： 采煤机；电气部件；安全运行；故障诊断方法
【中图分类号】 TD421 【文献标识码】 A【文章编号】 2236-1879（2017）20-0216-01
采煤机是煤矿井下的一个大型生产设备，主要应用在煤矿井下最危险、最重要的前端生产环节当中，其运行的安全性和可靠性会对其发展前景产生直接影响。但是就前端生产环节来说，所处的环境十分恶劣，在具体运行的过程中会受到外界因素的严重冲击，再加上水雾、煤尘等因素影响，采煤机的使用寿命和稳定性就会大大降低，这会直接影响到煤矿的正常生产，造成其经济损失。因此，煤矿企业就需要加强分析和研究采煤机的故障诊断工作，提高其生产的稳定性和安全性。
一、采煤机电气部件安全运行与故障诊断概述
（一）采煤机电气部件故障原因。
在分析采煤机电气部件故障的过程中，最关键的就需要准确获取煤矿井下的客观环境条件。就煤矿井下环境来说，粉尘多、湿度大，在部分矿井中还会出现高瓦斯的情况，而且就井下工作来说，整个空间也比较狭窄，在具体作业的时候光照度低、光照程度低、机械振动大，相关技术和方法都已经得到广泛应用，在具体应用的过程中还需要重新设计相关标准，取证后也可以下井使用。另外还需要增加额外防护措施，避免落煤等破坏[1]。
（二）采煤机电气部件故障类型。
就采煤机故障类型来说，主要可以分为液压故障、机械故障、电气故障三种类型，其中就电气故障来说，包括各控制回路、变频器、电机故障等。就目前国外的煤矿企业来说，通常都是设置先进的故障诊断系统，但是就诊断系统还不够完善，这就导致故障并不能很好的对应故障原因，也就表示故障诊断难度大大增加，这对维修人员维修经验和综合知识的要求也就相对较高。
二、采煤机电气部件故障诊断数据获取系统设计
（一）采煤机电机电气数据获取方案。
采煤机工作环境和数据获取对象会在一定程度上决定着数据获取方法，为了正确诊断出采煤机电气部件的故障原因，就需要准确的获取相应的数据，同时还需要确保其安全性与可靠性，另外还应该加强对采煤机运行环境的综合考虑[2]。就数据获取系统来说，还应该需要满足以下几个要求：一是数据信息采集传感器要求，也就是所选取的传感器需要很好的适应煤矿井下工作环境，同时数据测量范围要求还需要有效满足；二是无线传输性能要求，在煤矿井下应用数据采集系统，系统在测量的过程中还是处于运动状态当中，ZigBee无线传输网络就能够很好的满足这一需求；三是数据接收中心上位机要求，所接收到的数据信息能够很好的在上位机界面上显示出来，其界面的直观性、形象性都大大增强[3]。
（二）ZigBee无线传输网络技术。
作为一种低功耗、短距离的无线通讯技术，ZigBee技术是在2002年正式推出，同时在发展的过程中也逐渐制定了相应的标准协议，该技术也越来越成熟。就ZigBee技术来说，其特点主要表现为可靠性、同步性与实时性、灵活性、经济性等方面。相较于其他近距离通信技术来说，ZigBee技术不仅仅拥有传统通信技术共同的优异特点，而且就技术方面来说，也具有先天的技术优势，因而无线传感器网络的适用性进一步加强。
（三）煤矿电气设备技术要求。
1、防爆概念和通用要求。
由于煤矿环境具有一定的特殊性，因此煤矿中所使用的电气设备都需要设置相应的防爆安全措施，这样才能够确保电气设备在运行的过程中不会引起周围爆炸性混合物爆炸，所使用的相关设备就被称为防爆电气设备。在不同的爆炸性环境和生产环境当中，相关部门也针对性的制定了相应的设备设计制造标准。
2、本安型电气设备。
首先就防爆原理来说，本质安全性电气设备就是采取保护措施或者是电气设备电路各种参数来限制电路火花放电热能与能量，这样在规定故障状态和正常工作状态下，所产生的热效应和电火花也不会将周围环境中的爆炸性混合物引爆，实现电气防爆。由此可以看出，本安型电气设备具有维修方便、造价低、重量轻、体积小、结构简单、安全可靠等优点，作为防爆电气设备十分理想。其次就防爆措施来说，为了能够安全使用本安电气设备或本安电路，还需要在制造和设计的过程中采取相应的措施，这对本安电路安全性能的提高具有重要作用，但部分电气设备或电路对性能和功率的要求也比较高，这就还需要提高本安电路的使用功率[4]。最后是技术要求，本安型电气设备外壳通常都是采用合金、塑料、金属等材料，这不仅仅要求外壳强度，同时还应该具备一定的防外物、防水以及防尘能力，而且就电源来说，本安型电气设备所使用的电源主要包括独立电源和外接电源两种类型。
3、电磁兼容性设计。
电磁兼容性指的是在共同的电磁环境下，设备能够一起执行功能的“共存共容”状态，电磁兼容标准要求，电气设备在运行过程中不会受到外界不良电磁的干扰，同时也不会过度敏感。
结语：总的来说，煤矿企业在生产的过程中，由于受到各方面因素的影响，在电气部件运行的过程中很容易发生故障，这会在一定程度上影响到生产效益，因此煤矿企业就需要分析和研究采煤机电气部件故障，并及时的采取相应的措施来有效改进，提高采煤机运行的安全性和可靠性，进而有效提高其经济效益。
参考文献
[1] 王桂梅，朱佳伟，张令.基于单片机的采煤机端头站控制系统[J].煤矿机械，2013，34（10）：214-215.
[2] 李赟恒，陈恒，张莉娜.采煤机电气部件的可靠性研究与分析[J].机械工程师，2013，（05）：60-61.
[3] 姜海，颜卫东，杨健健，郝迎格，魏寶军，吴淼.嵌入式电牵引采煤机状态监测系统研制[J].煤矿现代化，2013，（02）：72-74.
[4] 丁志勇.新型高效电牵引采煤机嵌入式健康状态监测与故障诊断系统研发[J].煤矿机械，2012，33（10）：275-277.