機電一體化技術在煤礦支護用品加工的應用

摘要：遼源礦業（集團）梅河煤礦支護修配廠是煤礦支護用品的定點生產加工單位，近年來利用機電一體化技術改進支護產品的加工工藝方面做了大量的工作，取得一定的成效。實踐證明應用機電一體化技術是實現煤礦支護用品高效、安全、機械化生產的重要捷徑。本文對機電一體化技術對支護用品加工工藝的改進方式進行闡述，并對其發展趨勢進行分析。

關鍵詞：機電一體化技術;支護用品;應用;發展趨勢

概述

機電一體化技術是微電子技術向傳統機械工程滲透而形成的融合機械工程、電氣工程、計算機技術、信息技術等為一體的新興綜合技術。機電一體化技術順應了當今科學技術發展的規律，顯示了強大的生命力。遼源礦業（集團）梅河煤礦支護修配廠采用機電一體化技術改進支護用品的加工工藝，實現了產品的高效、安全、機械化生產的目標。

1.機電一體化技術在礦用U型卡纜制作加工的應用

1.1 U型卡纜的作用

礦用U型卡纜與U型支架配合主要用于礦井巷道、礦井巷道二次支護、以及穿山隧道的支撐支護等用途。U型鋼支架卡纜是U型鋼支架提供的一種可靠的連接緊固件，作為U型鋼支架的定位，要求高受力大，安全穩定，堅固耐久。U型鋼支架連接安全可靠，能提高巷道使用壽命，降低巷道的維修率，減少安全事故的發生，確保煤礦安全生產。

1.2 U型卡纜的制作要求

1.2.1卡纜板材料為不低于U型支架型鋼機械性能的Q345低碳鋼;

1.2.2成形后的卡纜板厚度允許誤差為±0.5mm，寬度允許誤差為±0.2mm。螺栓孔距允許偏差為±1mm。

1.3 U型卡纜改進前加工工藝

卡纜的方法包括下料、熱壓成型、上鉆床打孔、攻絲、組裝工藝。其特征包括以下步驟：

1.3.1選料。板采用16M或20M 鋼板，U型螺栓采用Q235圓鋼;

1.3.2下料。板采用16厚板，用剪板機25U、29U、36U各型技術要求尺寸剪板下料;螺栓采用無齒鋸切割。

1.3.3熱軋成型。將鋼板使用焦炭加熱到1000—1200℃，100噸液壓機熱軋成型;

1.3.4鉆孔攻絲。在板上兩面分別打一個∮27的孔，螺栓用滾絲機滾絲，液壓機冷壓成型。

1.3.5組裝。板與螺栓組裝后配上M24螺母。

缺點：①職工勞動強度大，焦炭加熱成本高，職工高溫作業;

②整張16mm板，剪板材料浪費多;

③螺栓無齒鋸切割，卡纜板兩端鉆孔，工作效率低，加工成本高。

1.4 采用機電一體化技術改進U型卡纜加工工藝

采用中頻感應加熱設備代替焦炭加熱，中頻加熱設備其控制系統將控制和保護功能模塊化（主控制器）、有故障記憶功能、有應急遙控功能（遙控器）、操作箱液晶屏與開關箱顯示儀表同步顯示、開關箱與操作箱之間的通訊采用動力載波技術，僅用兩芯通訊電纜便可實現，通訊電纜采用快速插頭連接方式。應用磁場感應渦流加熱原理，電流通過線圈產生磁場，當磁場內磁力線通過金屬材質時，使鍋爐體本身自行高速發熱，然后再加熱物質，并且能在短時間內達到卡纜制作的溫度。采用回水控制大功率散熱器進行散熱，可將回收的熱源充分利用提高熱效率而且適應各種惡劣環境。設計制作熱壓成型胎具，100噸四柱液壓機將卡纜板熱軋鉆孔一同成型，保證了產品的加工精度，實現了標準生產。

優點：①改善工作環境，免除職工勞動強度;

②板料廠家定尺加工，避免了材料浪費;

③螺栓無齒鋸切割改為80噸沖床沖斷，卡纜板壓型和鉆孔一式成型;

④生產效率提高兩倍，降低加工成本。

2.機電一體化技術在樹脂錨固劑加工工藝中的應用

2.1樹脂錨固劑

樹脂錨固劑是用作錨桿和柔性錨桿（錨索）的錨固介質，為煤礦和隧道的頂板和側幫提供支護。我國樹脂錨固劑的開發應用是從1975年開始的，現已形成了自己的技術特色和一定的工業性生產規模。樹脂錨固劑的應用隨著礦井開采深度的不斷增加除采用普通藥卷式樹脂錨桿錨固，還同時采用高強樹脂錨桿錨固和樹脂注漿技術，使樹脂錨固劑的應用范圍進一步拓寬。

2.2樹脂錨固劑原始加工工藝

支護修配廠所采用的錨固劑原始加工固化劑工藝，裝入灌裝機由空氣壓縮機加壓至0.8Mpa，由管路式出料口出料裝入子母袋的子袋里，樹脂膠泥也是裝入灌裝機由空氣壓縮機加壓至0.8Mpa，由管路式出料口出料裝進子母袋的母袋里。裝好的子母袋經過打扣包裝，一支藥卷裝好，完全是手工作坊的生產方式。所有的生產環節全部靠人工來進行，所帶來的是高能耗、污染大、人員多、產量低、質量不可靠等。這樣就給現場的安全生產帶來極大的隱患。

2.3樹脂錨固劑利用機電一體化技術改進后的工藝

由于煤炭市場低迷，支護修配廠已經不能花費巨額資金為支護修配廠購買全自動化樹脂錨固劑生產線。為了解決各礦井對錨固劑越來越多的需求，所以只能對現有的生產設備進行技術改造，解決原始工藝的存在的各種問題，解決生產難題。支護廠工程師及技術能手利用機電一體化技術對樹脂膠泥（黑藥）和固化劑（白藥）出料環節進行工藝改進，根據灌裝原理，出料口安裝按重量定量定速出料設備，參照國外先進灌裝機技術進行改造，加裝定量灌裝機，其結構簡單合理，精確度高，操作簡便，人性化設計符合生產的技術要求?？諝鈮嚎s機加壓至0.4-0.6MPa，灌裝速度5-20次/分，灌裝精度≤±1% 。

改進后的優點：

①灌裝保證定量出料，保證產品的質量標準;

②生產效率提高3倍，爭創1.5倍的經濟效益;

③改善工作環境，避免污染，降低生產勞動強度;

④保證生產需求，節約百萬巨額資金的投入。

3.結束語

機電一體化設備在礦用支護用品生產中的應用，不僅減輕了操作人員的勞動強度，而且極大地提高了生產水平和能力，創造了巨大的經濟效益。機電一體化技術自動化、數字化、智能化的煤礦機械產品在性能和功能方面均實現了質的飛躍。

作者簡介：于桂清（1978-），女，吉林省梅河口人，職稱：助理工程師，學歷：大專，主要研究方向：機電一體化技術。