乔盛国
大同裕隆环保有限责任公司 山西省大同市 037000
摘要：在煤矿开采工作过程中，由于地下环境相对比较复杂，同时受到工作人员人为操作、机械设备检修维护等多种因素的干扰，机械设备在工作过程中经常会产生各种困难问题，不但影响了整个煤矿开采工作的顺利开展，同时也增加了机械维修工作的费用，对整个煤矿开采工作的安全性造成了一定的影响。基于此，本文章对智慧矿山背景下我国煤矿机械故障诊断研究现状与展望进行探讨，以供相关从业人员参考。
关键词：智慧矿山；煤矿机械；故障诊断；现状；展望
引言
近年来，随着机械设备的运行环境逐渐复杂化，机械设备发生故障的概率显著提高，一旦未能及时发现机械设备的局部故障问题，最终可能导致机械设备潜伏性故障逐渐发展以致整体性损坏的严重后果。在智能制造的背景下，对机械设备相关关键部件进行故障诊断和监测成为一个值得思考的现实问题。
1保障煤矿机械设备性能的重要性
传统的煤矿开采过程中，由于相关开采技术不够成熟，且开采方式不够科学，从而导致在具体的煤炭开采中往往有着较大的资源浪费。而通过机械设备在煤炭开采中的有效应用，从而使得工作人员能够针对当前煤矿开采环境制订合理的开采方案，有效实现了煤炭企业的可持续发展。另外，由于地下开采存在着一定的难度，故而在实际的煤炭开采过程中，工作人员更加注意对于开采效率的提高，忽视了资源浪费这一问题的严重性。这就要求有关设备维修人员能够定期对设备进行检修，从而有效确保设备运行的可靠性，使得设备能够有效应用于具体的煤炭开采中。同时，煤矿机械设备性能的保障还能够有效实现煤矿开采污染的降低，从而使得当前的煤矿生产能够更好的满足时代发展的需要。除此之外，煤矿机械设备性能的保障还能够有效实现对于煤矿开采效率的提高。机械设备在使用的过程中，难免会存在一定的磨损，这就必然导致煤炭开采效率的降低。而通过对设备的检修，从而有效实现设备使用寿命的延长，从而实现了企业生产成本的有效控制，有利于煤矿企业经济效益的提高。
2煤矿机械设备的故障诊断技术
2.1数学模型诊断技术
运用数学模型可以对矿山机械液压系统的压力、温度、流量等运行特征进行描述，再通过相关的测量和分析处理，将这些信号进行数学建模，从而迅速找到出现故障的原因和部位。但是，在实际的应用过程中，技术人员的主观判断仍然发挥着很大的作用，其经验是否丰富、专业能力是否达标，都会对最终的诊断结果起到决定性的作用。
2.2专家诊断技术
专家系统作为一种智能化的计算机程序系统，在机械设备的故障诊断和运行状态监测中应用广泛。它充分利用专家的先验知识，通过模拟人类思维的方法，对设备的动态参数变化作出专家级水平的诊断。专家诊断技术特别强调知识库的储备，它可以同时存储不同领域专家的工作经验和相关知识，比如机械工程专业的专家知识、电气工程专业的专家知识等，然后充分发挥计算机强大的记忆存储能力和信息处理能力并建立对应的知识库，从而得到综合多领域知识的专业诊断意见。专家诊断技术作为一种自动化监测技术，可以对大型工程机械群进行统一的状态监测，从而实现集中调度现场工作的功能，大大提高了机械设备运维检修的工作效率，并提高了监测效率和准确性。
2.3人工神经网络诊断技术
通过更加先进的人工神经网络诊断技术、模糊逻辑诊断技术以及遗传算法诊断技术等，对机械故障进行全面排查和分析。在人工神经网络诊断技术条件下，通过对机械故障问题的具体形式进行分析和判断，同时得出相应的模糊理论，如图1所示，分析事故问题产生的具体原因，合理调整和优化诊断工作过程，最终可以确定机械故障产生的具体原因。
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2.4信息化诊断技术
信息化技术通过将设备里的各种检测传感器数据实时传输到管理系统中，不间断的监控设备运行状况，最大效率提升煤矿机械设备生产运行能力。信息化是一种运输数据分析数据的工具，将工业设备的各种检测仪器或检测传感器数据汇总至数据库，代替了人工采集数据汇集信息，促进了检测行业的快速发展。当前社会处于信息化高速发展的社会，各行各业都有信息化的运用。信息化技术加速了故障诊断技术朝着智能化方向发展，提升了检测技术的准确性和便捷性。信息化技术是一种良好的辅助工具，硬件的优势需通过软件去体现，使用信息化技术可搭建数据传输通道，可开发系统软件，可分析处理数据，软件硬件的搭配构成了整个诊断检测系统。在故障诊断技术中，信息化技术主要运用了自身的数据分析技术、信息传输接送技术、人工智能技术、传感感知技术。信息技术的发展不是一蹴而就的，而是伴随着各种科学技术的发展进行融合发展的。
2.5基于解析模型的故障诊断
基于解析模型的故障诊断法是通过采用数学计算模型进行故障诊断，其基本原理是根据故障建立合适的数学模型，选择特征参数并代入数学模型进行计算，获得模型输入与输出之间的关系和特征，由此对故障进行分析诊断。
3煤矿机械故障诊断技术的展望
在信息技术产业运行及发展中，煤矿机械设备的整合需要将智能化的产业建设作为核心，根据煤矿机械产业的运行状态，确定智能化的技术使用方案，以增强煤矿机械管理、设备维护及产品管理需求。通常情况下，在技术智能化产业运行中，其技术发展包括以下3个方面。第一，在煤矿机械中，核心液压元件技术面临升级，为了使维修技术顺应煤矿机械的智能化产业需求，设备维护者应将智能产业的发展作为核心，通过煤矿机械维护方案的调整以及智能产业的优化等，增强设备故障的管理价值。第二，在最新信号处理方案调整中，通过故障诊断技术的运用，设备系统会按照实际煤矿的负荷、运转状态等，确定设备维护及振动调整方案。例如，在信息化的智能技术创新中，通过运用数学形态滤波、小波分析等技术，可以加强新型信息技术的处理效果，避免不平稳信号处理问题的出现。在小波分析信息处理技术使用中，通过信息技术的分解，可以有效避免局部分解工序隐患，而且也会在频域以及时域协调的状态下，增强信息故障以及数据诊断的效率，为设备故障的诊断及处理提供参考。第三，在远程故障诊断中，通过煤矿机械环境的调整，可以及时发现机械设备故障的隐患。例如，在机械设备维护中，远程故障诊断技术会利用计算机网络以及记载模块等，细化设备故障的诊断方案，以保证设备安装及管理的效率，提升机械设备远程故障的处理价值，满足远程故障诊断技术在煤矿机械设备中的维护需求。
结束语
综上所述，煤矿机械设备在运行工作过程中经常会出现各种故障问题，作为煤矿开采工作单位必须要对煤矿机械故障进行全面分析和研究，并且要提出针对性的预防、诊断和解决措施进行解决。不仅如此，煤矿工作单位需要全面提升相关工作人员的专业技能，保证工作人员在日常工作过程中不断积累大量的机械故障检修工作经验，有效应对机械常见故障问题，充分保证机械安全的稳定工作和运转，保证煤矿开采工作单位良好的经济效益和社会效益。
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