孙嘉龙

(潞安化工集团 能源事业部通风部，山西 长治 046204)

煤矿开采通常在井下进行，需要矿工进入深井内部作业。开采过程中不可避免地会产生大量粉尘，涌现有毒、有害气体，对井下作业人员的身体健康甚至生命安全构成严重威胁[1]。为了确保矿井工作人员的安全，需要利用通风机不断向井内注入新鲜空气，及时排出井内有毒有害气体，改善矿井工作环境，保障井下人员身体健康和生命安全[2]。一旦通风机运行时出现故障，必然会威胁矿井工作人员的生命安全[3]。由此可见，通风机对于矿井安全具有非常重要的意义。本文结合煤矿通风机具体情况，设计了故障预警系统并在煤矿成功应用，有效保证了矿井工作人员的安全。

1 故障预警系统整体方案设计

1.1 故障预警系统模型

系统基于小波神经网络模型对通风机系统运行中检测得到的振动信号进行处理分析[4]。基于小波神经网络的故障预警系统工作原理见图1。由图1可知，首先需要利用振动传感器对通风机系统关键位置的振动信息进行检测，获得X、Y、Z3个方向的振动信息。利用小波神经网络模型对3个方向的振动数据进行信号调理和小波分析，获得通风机系统关键位置的振动状态信息，根据振动特征可以实现故障类型的有效诊断，进而预测故障。

1.2 常见通风机故障剖析

根据已有的实践工程经验，煤矿通风机运行中最容易出现故障的位置主要集中在旋转结构以及电机上，可以分成为六大类型：转子不对中、转子不平衡、油膜涡动、喘振、转子与静止件摩擦、基座松动[5]。……