馬愛(ài)華

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煤礦機(jī)械制造的合理設(shè)計(jì)及管理方法

馬愛(ài)華

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煤是最主要的固體燃料，是可燃性有機(jī)巖的一種，是由一定的地質(zhì)年代生長(zhǎng)的繁茂植物，在適宜的地質(zhì)環(huán)境中，逐漸堆積成厚層，并埋沒(méi)在水底或泥沙中，經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)地質(zhì)年代的天然煤化作用而形成的。煤礦一般分井工煤礦和露天煤礦。根據(jù)煤礦的特性所設(shè)計(jì)制造用來(lái)開(kāi)采煤礦的機(jī)械也分井下煤礦機(jī)械和露天煤礦機(jī)械。下面就具體探討井下煤礦機(jī)械和露天煤礦機(jī)械。

煤礦機(jī)械；科學(xué)設(shè)計(jì)；管理方案

一、煤礦機(jī)械制造中的問(wèn)題

如今，中國(guó)煤礦機(jī)械制造在設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)了一定發(fā)展，但是還存在一些問(wèn)題，設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)存在不合理成分，而且在質(zhì)量管理環(huán)節(jié)中存在問(wèn)題，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中沒(méi)有考慮到違章操作問(wèn)題，工作人員在施工中不按規(guī)定流程操作，會(huì)產(chǎn)生一些安全事故。目前中國(guó)煤礦機(jī)械制造中存在的問(wèn)題主要有以下幾個(gè)方面。

1、設(shè)計(jì)不創(chuàng)新技術(shù)不夠先進(jìn)

現(xiàn)在中國(guó)煤礦機(jī)械在制造過(guò)程中，很多企業(yè)在研發(fā)過(guò)程中一般是采用國(guó)外相關(guān)研究成果，很多技術(shù)都是直接從國(guó)外引進(jìn)的，企業(yè)沒(méi)有較好的自主研發(fā)能力，自主研發(fā)資金不足，而且缺乏人才，研發(fā)產(chǎn)品不順利，研發(fā)時(shí)間長(zhǎng)，而且技術(shù)跟不上時(shí)代潮流。

2、產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)達(dá)不到要求

中國(guó)所采用的煤礦機(jī)械技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)外相比還是存在一定差距，很多標(biāo)準(zhǔn)不能根據(jù)機(jī)械的研發(fā)進(jìn)行更新，與發(fā)達(dá)國(guó)家還有很大差距，直接導(dǎo)致產(chǎn)品技術(shù)含量比較低，產(chǎn)品質(zhì)量不能達(dá)到要求。

3、很多高端產(chǎn)品仍舊依賴(lài)進(jìn)口

中國(guó)的煤礦機(jī)械在生產(chǎn)中，很多高端零部件都是依靠進(jìn)口的，中國(guó)還不具備生產(chǎn)高端產(chǎn)品的能力，很多煤礦企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品技術(shù)水平達(dá)不到要求，在科學(xué)技術(shù)方面發(fā)展速度跟不上國(guó)際速度，不能滿足中國(guó)煤礦企業(yè)的生產(chǎn)要求。

二、井下煤礦機(jī)械

當(dāng)煤層離地表遠(yuǎn)時(shí)，一般選擇向地下開(kāi)掘巷道采掘煤炭，這是井工煤礦。中國(guó)絕大部分是井工煤礦，井工煤礦所需的煤礦機(jī)械設(shè)備也比露天煤礦多。隨著煤礦開(kāi)采綜采的增加，煤礦安全要求綜采機(jī)械由以下設(shè)備組成：輸送設(shè)備、通風(fēng)設(shè)備、采煤設(shè)備、巷道掘進(jìn)設(shè)備、巷道支護(hù)設(shè)備、瓦斯探放設(shè)備。這每一項(xiàng)設(shè)備都關(guān)系著煤礦開(kāi)采的效率、成本和工作人員的安全，因此對(duì)這些機(jī)械制造的合理設(shè)計(jì)是非常重要的。

1、輸送設(shè)備

輸送設(shè)備包括皮帶機(jī)和刮板輸送機(jī)。井下挖掘出來(lái)的煤需要輸送到地面，作為輸送設(shè)備的皮帶機(jī)經(jīng)過(guò)合理設(shè)計(jì)才能高效完成輸送任務(wù)。皮帶機(jī)的運(yùn)輸帶要求表面光滑，這樣有利于提高皮帶的轉(zhuǎn)速。刮板輸送機(jī)必須配合皮帶機(jī)，精準(zhǔn)把煤刮到皮帶機(jī)上。

2、通風(fēng)設(shè)備

井下安全作業(yè)最重要的一條便是通風(fēng)設(shè)備。由于地下氧氣稀少，而煤礦中又有一氧化碳和甲烷等氣體，所以良好的通風(fēng)設(shè)備是井下作業(yè)的基礎(chǔ)。通風(fēng)設(shè)備可以提供足夠的氧氣供井下作業(yè)的工作人員呼吸，同時(shí)防止氧氣與井下的一氧化碳等氣體避免發(fā)生反應(yīng)，發(fā)生易燃易爆等安全事故。

3、采煤設(shè)備

煤礦機(jī)械主要的設(shè)備便是采煤設(shè)備，它包括采煤機(jī)、交流變頻調(diào)速電牽引采煤機(jī)、連續(xù)采煤機(jī)。在煤礦機(jī)械制造中設(shè)計(jì)采煤機(jī)應(yīng)考慮自動(dòng)化程度，自動(dòng)化機(jī)械能大大提高采掘速度和減少人員成本，減少因人員操作不當(dāng)或疏忽帶來(lái)的安全隱患和安全事故的發(fā)生。同時(shí)，設(shè)計(jì)的時(shí)候也應(yīng)該考慮機(jī)械制造的人性化。機(jī)械全自動(dòng)化也是需要人員來(lái)操作的，所以設(shè)計(jì)機(jī)械的時(shí)候，應(yīng)該詳細(xì)了解工作人員的操作習(xí)慣，所設(shè)計(jì)的設(shè)備能使工作人員操作方便簡(jiǎn)單。機(jī)械的尺寸和比例應(yīng)符合我國(guó)人體尺度要求，操縱手柄和機(jī)器運(yùn)作方向應(yīng)一致，這樣使得工作人員壓力減小，避免疲勞帶來(lái)的安全事故。

4、巷道掘進(jìn)設(shè)備和巷道支護(hù)設(shè)備

遠(yuǎn)離地表的煤層需要挖掘進(jìn)去才能接近煤層，通常是用巷道挖掘設(shè)備進(jìn)行挖掘。巷道挖掘設(shè)備包括巖石掘進(jìn)機(jī)、半煤巖掘進(jìn)機(jī)、硬巖掘進(jìn)機(jī)。不同的巖石層硬度密度都不同，設(shè)計(jì)時(shí)可以根據(jù)巖石的硬度設(shè)計(jì)，遇到不同的巖石時(shí)，使用不同的挖掘機(jī)挖掘，這樣可以大大提高挖掘速度。巷道支護(hù)設(shè)備包括：液壓錨桿鉆機(jī)、氣動(dòng)錨索錨桿鉆機(jī)、氣動(dòng)幫錨桿鉆機(jī)、支腿式氣動(dòng)錨桿鉆機(jī)、架柱支撐氣動(dòng)手持式鉆機(jī)。這些設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)也是要考慮到地層巖石的密度硬度。使用專(zhuān)用工具可以減少更換工具的麻煩，提高工作效率。

5、瓦斯探放設(shè)備

煤礦在開(kāi)采中會(huì)有瓦斯，所以需要瓦斯探放設(shè)備。在煤礦機(jī)械制造中要考慮瓦斯容易爆炸的特性，還要防泄漏，所以制造瓦斯的材料必須厚實(shí)。

三、煤礦機(jī)械制造的合理設(shè)計(jì)和制造

煤礦機(jī)械體積大、耗能高、污染嚴(yán)重，這與生產(chǎn)環(huán)境、空氣、水、操作人員聯(lián)系緊密。由于人們環(huán)保意識(shí)增強(qiáng)，在煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)把環(huán)保因素考慮進(jìn)去。我國(guó)煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)的類(lèi)型主要有：智能化、系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)模塊化等。智能化是利用多媒體工具及智能設(shè)計(jì)軟件和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，表達(dá)產(chǎn)品構(gòu)思和描述產(chǎn)品。系統(tǒng)化的特點(diǎn)是把每個(gè)具有獨(dú)特性的設(shè)計(jì)要素組成一個(gè)系統(tǒng)，各個(gè)要素之間相互關(guān)聯(lián)，并有層次感，將所有設(shè)計(jì)要素結(jié)合就能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)系統(tǒng)任務(wù)。結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計(jì)類(lèi)型是在產(chǎn)品功能分析的基礎(chǔ)上，將產(chǎn)品分解成具有某種功能的幾個(gè)模塊化的基本結(jié)構(gòu)，將這些基本結(jié)構(gòu)組合成不同的產(chǎn)品。這些基本結(jié)構(gòu)可以是零件、部件、系統(tǒng)。理想的模塊化基本結(jié)構(gòu)應(yīng)該具有標(biāo)準(zhǔn)化的連接和配合，具有互換性和相容性。

煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)及制造過(guò)程，具體來(lái)說(shuō)它是生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備過(guò)程，毛坯制造過(guò)程，零件的加工過(guò)程和產(chǎn)品的輔助勞動(dòng)過(guò)程。每一個(gè)過(guò)程之間緊密結(jié)合，相互連接。設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)考慮到產(chǎn)品的用料、制造、使用壽命和回收利用率。煤礦機(jī)械制造的原料應(yīng)該選用可再生、可回收、兼容性好的材料，以減少對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染。機(jī)械的原件應(yīng)設(shè)計(jì)成可拆卸的，方便零件損耗時(shí)的更換和回收。煤礦機(jī)械制造過(guò)程中，應(yīng)注意設(shè)備的做工要精細(xì)，雖然用于采煤的惡劣環(huán)境，但是邊刺不能留著，表面應(yīng)光滑明亮，顏色要鮮艷，方便工作人員操作。

結(jié)束語(yǔ)

煤礦機(jī)械是在煤礦挖掘和大量開(kāi)采中使用的機(jī)械，煤礦機(jī)械發(fā)揮著重要作用，并且其安全性和性能會(huì)直接影響煤礦生產(chǎn)企業(yè)的相關(guān)效益?，F(xiàn)在，煤礦開(kāi)采行業(yè)發(fā)展比較迅速，煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)人員應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，并且采用全面的管理方法，降低機(jī)械維修率和成本，提高操作效率，提高煤礦開(kāi)采效率和質(zhì)量。

[1]何政.煤礦機(jī)械裝備知識(shí)資源集成服務(wù)平臺(tái)設(shè)計(jì)[D].太原理工大學(xué)，2016.

[2]劉利云.試論煤礦機(jī)械制造中的工裝設(shè)計(jì)與管理[J].科技創(chuàng)業(yè)家