煤矿机械设备的设计与制造工艺

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1煤炭采集的具体方式

1.1井下采集方式

煤矿井下采集的方式有顺序开采，对倾斜角比较小的，可以采用水平开采的方式，每一个水平开采方式又可以分为若干个，根据水平位置来采集煤层，然后再不断向下移到下一个煤层。在接近下一个水平煤层时，可以将煤层划分为几个盘区，先采集靠近井筒的盘区，然后采集较远的盘区。井下采煤的方式按照相关的技术方法可以划分为3种，有两种是旱采，有一种是水采。

1.2露天采集

露天采集需要做的就是要移走煤层顶部覆盖的岩石和覆盖物，使煤层全部都能暴露在表面，然后再进行露天开采。一般露天采煤的工作进程有：先穿孔爆破，并用机械设备将岩层松动捣碎，然后再采用挖掘设备将煤整个运出来，运输设备与剥离物需要按照程序堆放起来。然后将煤放在其它的地点等待运输。这种开采方式在空间上不受任何限制，可以采用大型的机械设备，保证劳动效率高，生产成本低，确保资源利用不浪费，并且具有一定的安全性。露天采集的方式也有一定的弊端，会占有土地，给环境造成一定的污染。

2煤炭的采集技术

2.1三下采煤技术

在采集的过程中要能满足建筑物、地下水资源和地表合理的开发与利用，建立合理的采集系统。在合理系统的基础上深入研究岩层运动和地表下陷的规律，并且也要对采集过程中各种填充技术和组合技术灵活运用，有些方法是适用于农村的开采技术，有些方法是适用于土地资源的开采技术。利用的煤炭开采技术与城市要和谐统一，对开采中存在的沉陷问题进行控制；对开采中存在水资源问题也要进行控制。

2.2深矿井采集技术

深矿井采集技术需要注意的关键点是：煤层采集的矿压控制，对地压冲击进行防治，对深井布置，对矿井底部容易出现的瓦斯和热气进行控制。在深矿井采集中需要重点研究的是：对深矿井底部的分布状态进行分析；对深矿井底部的工作环境进行分析；对深矿井的采集技术进行分析；对深井冲击地压防治工作进行监控。

2.3采集过程中优化井底布置

在采集过程中要不断完善和优化开采布置，以实现开采的最大效益，实现开采的方法与布置和煤层地质条件的最优搭配。在采集中实行深井布置煤层开采，矸石不允许运出地面。在采集过程中，技术要简化，重点发展高效多产的矿井，简化巷道布置，减少矸石出现率，对生产系统简化，也有利于高产高效的集中开采。

3煤矿开采机械设备设计

3.1机械设备的功能设计

煤矿开采机械设备的设计功能需要适应生产的需要，所有开采的机械设备必须满足安装和使用方便，只有这样才能提高整台机械设备的工作效率。对机械设备进行设计时，设计人员要用现代的产品意识进行设计，采用的工程原理需要渗透产品设计到投入使用整个过程。在对机械设备设计的过程中，需要考虑的因素比较多，设备整个寿命的周期也需要考虑，其中设备的设计、制造、安装、调试等内容都是被考虑的对象。在设计的过程中，要对产品的性能、产品安装、产品维修综合工艺性全面考虑，煤矿开采设备不能存在不达标的可能，机械设备中所有的功能必须强大。

3.2机械设备的可达性设计

机械设备的可达性设计是指机械设备在设计、维修、更换时都能够保证及时性，这也要求机械设备具有合理的协调性，具有可达性。在设计的过程中要保证其安装与设计的合理性，机械设备具有良好的可达性，就能减少机械设备发生错误的几率，保证维修施工更加方便。设备可达性可以分为多种：第一种是安装场所的可达性。机械设备在安装和拆除时比较方便，而设备安装则能够为机械设备提供一个良好的试运行和安装空间，这样也能够为机械设备维修人员提供更便捷的工作，满足机械设备空间的需求；第二个是外部设备的可达性。在机械设备外壳设计中一般都会将各种快捷键放到表面。而表面一般都是窗口的形式，而窗口部位可以采用固定折叠式、扇门等等多种形式，窗口部位的大小必须要满足其使用工具的最小尺寸；第三个是内部可达性。机械设备的内部应容易被看到，从设计的角度出发，机械设备的内部需要预留出一定的空间，预留空间的主要目的是为换零部件做考虑，一旦内部零件有损害，需要重新配置，就应该满足拆装的灵活性，便于目视检测。但对零部件要尽量避开高温和高压的危害。

3.3机械设备冗余性设计

很多高端的机械设备设计都会有一些缓存，为了全面提高设备的可靠性，降低故障发生的频率，需要在设计的过程中对关键的部件进行调换，也可以采用一些附加的零件。这样操作的特点就是在设备发生故障的过程中，整个系统仍然都处在一个正常工作环境中，不存在一个零部件改变而对整个机械设备有影响。机械设备的冗余性有两种方式：对零件储备的设计。机械设备的某一个零部件需要有两个以上能共同完成某一个功能和任务相同的单元；非存储设备设计。机械设备中的某一个存储单元一旦发生故障，则要求另一个没有工作的单元进入到正常的工作状态，非存储设备设计的优点能够全面提高系统的运行率，但同时也增加了其复杂度，若是手动转换，机械设备就会被迫停止使用，而自动转换，就会增加设备的制造成本。在利用非存储设备的设计过程中，在性能和成本之间若要求平衡，就要保证其设计的可靠性。

4煤矿机械设备的制造工艺

4.1煤矿机械设备的制造技术

机械设备制造技术指的是在产品制造过程中，在保证产品功能、质量、成本的前提下，需要考虑综合环境影响因素和资源效率的制造技术。一些高速加工与切削技术等一些新的技术都在不断的迅速发展，而这些技术的应用能够在一定程度上减少人力资源的浪费，也能够在一定程度上减少废弃物的产生，同时这些先进的制造技术，也能够保证煤矿机械设备的顺利成型。

4.2煤矿机械设备的虚拟制造

机械设备的虚拟制造技术属于一种虚拟的软件技术，它的出现与发展将生产、管理紧密联系在一起。虚拟制造能够为机械设备提供一个仿真的环境，保证机械设备能够应用到计算机，并且提高运行速度。虚拟制造的概念和内涵满足了其开发的根本目的。而这里虚拟制造技术主要指的就是虚拟生产，将虚拟技术引入到机械设备的生产中，对生产效率与产品质量有很大的提高，也在一定程度上减少了试验的流程，降低了生产的成本。

4.3煤矿机械设备的再制造

机械设备再制造的主要内涵在于它是以机械产品的寿命周期为主，将周期的设计与管理作为核心指导思想，将提高产品性能作为主要目标，以优化产品性能、高效、节能为标准，用先进的技术和产业化生产作为基本手段，保证施工的效率，不断提高其性能，保证资源的利用率，减少能源的消耗。

5结语

煤矿采集工作是煤炭企业发展的重要研究项目，随着经济的不断发展煤炭采集工作的规模也是越来越大，采集工作的展开也对环境有一定的影响。另外，煤炭在采集的过程中都需要考虑到自然因素和人为因素，这两方面对采集所使用的机械是完全不同的。所以，在应用的过程中，需要考虑环境、工作时间、空间等一系列的影响，对采集设备加以安排。文中对煤炭开采技术所使用设备的设计与制造进行了分析，通过科学的设计以及有效的管理，来改善机械制造过程中存在的问题。

作者：王利华单位：内蒙民族大学