煤礦機械制造的合理設計及管理方法

馬愛華

藝利磁鐵(天津)有限公司

煤礦機械制造的合理設計及管理方法

馬愛華

藝利磁鐵(天津)有限公司

煤是最主要的固體燃料，是可燃性有機巖的一種，是由一定的地質年代生長的繁茂植物，在適宜的地質環境中，逐漸堆積成厚層，并埋沒在水底或泥沙中，經過漫長地質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。根據煤礦的特性所設計制造用來開采煤礦的機械也分井下煤礦機械和露天煤礦機械。下面就具體探討井下煤礦機械和露天煤礦機械。

煤礦機械；科學設計；管理方案

一、煤礦機械制造中的問題

如今，中國煤礦機械制造在設計中實現了一定發展，但是還存在一些問題，設計環節存在不合理成分，而且在質量管理環節中存在問題，設計人員在設計過程中沒有考慮到違章操作問題，工作人員在施工中不按規定流程操作，會產生一些安全事故。目前中國煤礦機械制造中存在的問題主要有以下幾個方面。

1、設計不創新技術不夠先進

現在中國煤礦機械在制造過程中，很多企業在研發過程中一般是采用國外相關研究成果，很多技術都是直接從國外引進的，企業沒有較好的自主研發能力，自主研發資金不足，而且缺乏人才，研發產品不順利，研發時間長，而且技術跟不上時代潮流。

2、產品技術標準達不到要求

中國所采用的煤礦機械技術標準與國外相比還是存在一定差距，很多標準不能根據機械的研發進行更新，與發達國家還有很大差距，直接導致產品技術含量比較低，產品質量不能達到要求。

3、很多高端產品仍舊依賴進口

中國的煤礦機械在生產中，很多高端零部件都是依靠進口的，中國還不具備生產高端產品的能力，很多煤礦企業生產的產品技術水平達不到要求，在科學技術方面發展速度跟不上國際速度，不能滿足中國煤礦企業的生產要求。

二、井下煤礦機械

當煤層離地表遠時，一般選擇向地下開掘巷道采掘煤炭，這是井工煤礦。中國絕大部分是井工煤礦，井工煤礦所需的煤礦機械設備也比露天煤礦多。隨著煤礦開采綜采的增加，煤礦安全要求綜采機械由以下設備組成：輸送設備、通風設備、采煤設備、巷道掘進設備、巷道支護設備、瓦斯探放設備。這每一項設備都關系著煤礦開采的效率、成本和工作人員的安全，因此對這些機械制造的合理設計是非常重要的。

1、輸送設備

輸送設備包括皮帶機和刮板輸送機。井下挖掘出來的煤需要輸送到地面，作為輸送設備的皮帶機經過合理設計才能高效完成輸送任務。皮帶機的運輸帶要求表面光滑，這樣有利于提高皮帶的轉速。刮板輸送機必須配合皮帶機，精準把煤刮到皮帶機上。

2、通風設備

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

3、采煤設備

煤礦機械主要的設備便是采煤設備，它包括采煤機、交流變頻調速電牽引采煤機、連續采煤機。在煤礦機械制造中設計采煤機應考慮自動化程度，自動化機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或疏忽帶來的安全隱患和安全事故的發生。同時，設計的時候也應該考慮機械制造的人性化。機械全自動化也是需要人員來操作的，所以設計機械的時候，應該詳細了解工作人員的操作習慣，所設計的設備能使工作人員操作方便簡單。機械的尺寸和比例應符合我國人體尺度要求，操縱手柄和機器運作方向應一致，這樣使得工作人員壓力減小，避免疲勞帶來的安全事故。

4、巷道掘進設備和巷道支護設備

遠離地表的煤層需要挖掘進去才能接近煤層，通常是用巷道挖掘設備進行挖掘。巷道挖掘設備包括巖石掘進機、半煤巖掘進機、硬巖掘進機。不同的巖石層硬度密度都不同，設計時可以根據巖石的硬度設計，遇到不同的巖石時，使用不同的挖掘機挖掘，這樣可以大大提高挖掘速度。巷道支護設備包括：液壓錨桿鉆機、氣動錨索錨桿鉆機、氣動幫錨桿鉆機、支腿式氣動錨桿鉆機、架柱支撐氣動手持式鉆機。這些設備設計時也是要考慮到地層巖石的密度硬度。使用專用工具可以減少更換工具的麻煩，提高工作效率。

5、瓦斯探放設備

煤礦在開采中會有瓦斯，所以需要瓦斯探放設備。在煤礦機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。

三、煤礦機械制造的合理設計和制造

煤礦機械體積大、耗能高、污染嚴重，這與生產環境、空氣、水、操作人員聯系緊密。由于人們環保意識增強，在煤礦機械設計中應把環保因素考慮進去。我國煤礦機械設計的類型主要有：智能化、系統化、結構模塊化等。智能化是利用多媒體工具及智能設計軟件和虛擬現實技術進行產品開發，表達產品構思和描述產品。系統化的特點是把每個具有獨特性的設計要素組成一個系統，各個要素之間相互關聯，并有層次感，將所有設計要素結合就能實現設計系統任務。結構模塊化設計類型是在產品功能分析的基礎上，將產品分解成具有某種功能的幾個模塊化的基本結構，將這些基本結構組合成不同的產品。這些基本結構可以是零件、部件、系統。理想的模塊化基本結構應該具有標準化的連接和配合，具有互換性和相容性。

煤礦機械設計及制造過程，具體來說它是生產技術準備過程，毛坯制造過程，零件的加工過程和產品的輔助勞動過程。每一個過程之間緊密結合，相互連接。設計過程中應考慮到產品的用料、制造、使用壽命和回收利用率。煤礦機械制造的原料應該選用可再生、可回收、兼容性好的材料，以減少對生態環境的污染。機械的原件應設計成可拆卸的，方便零件損耗時的更換和回收。煤礦機械制造過程中，應注意設備的做工要精細，雖然用于采煤的惡劣環境，但是邊刺不能留著，表面應光滑明亮，顏色要鮮艷，方便工作人員操作。

結束語

煤礦機械是在煤礦挖掘和大量開采中使用的機械，煤礦機械發揮著重要作用，并且其安全性和性能會直接影響煤礦生產企業的相關效益。現在，煤礦開采行業發展比較迅速，煤礦機械設計人員應該對其進行科學設計，并且采用全面的管理方法，降低機械維修率和成本，提高操作效率，提高煤礦開采效率和質量。

[1]何政.煤礦機械裝備知識資源集成服務平臺設計[D].太原理工大學，2016.

[2]劉利云.試論煤礦機械制造中的工裝設計與管理[J].科技創業家