有關(guān)煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)論文
有關(guān)煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)論文
隨著煤礦開(kāi)采技術(shù)的進(jìn)步,煤礦機(jī)械裝備逐漸呈現(xiàn)出產(chǎn)品系列多樣化、設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)精細(xì)化、結(jié)構(gòu)功能復(fù)雜化等特點(diǎn),對(duì)制造者和使用者的要求也越來(lái)越高。下面是學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的有關(guān)煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)論文，供大家參考。
有關(guān)煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)論文范文一：煤礦機(jī)械電氣設(shè)備自動(dòng)化調(diào)試技術(shù)分析
摘要：分析和研究了煤礦機(jī)械電氣設(shè)備自動(dòng)化調(diào)試技術(shù)的應(yīng)用，概述煤礦電氣設(shè)備自動(dòng)化調(diào)試技術(shù)，闡述煤礦機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化調(diào)試技術(shù)的具體應(yīng)用，以期為相關(guān)工作提供借鑒。
關(guān)鍵詞：煤礦;機(jī)械設(shè)備;電氣自動(dòng)化;調(diào)試;應(yīng)用
0引言
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展及國(guó)家對(duì)煤礦運(yùn)行環(huán)境和設(shè)備的嚴(yán)格要求，煤礦開(kāi)采過(guò)程中的危險(xiǎn)勞動(dòng)基本上都可以由一些先進(jìn)技術(shù)設(shè)備來(lái)代替，這樣不僅在很大程度上降低了煤礦開(kāi)采的難度，而且降低工人工作的難度和危險(xiǎn)程度，增加煤礦開(kāi)采效率，如今煤礦開(kāi)采電氣自動(dòng)化已經(jīng)成為一個(gè)大體的趨勢(shì)，也是煤礦開(kāi)采業(yè)發(fā)展的一個(gè)重大轉(zhuǎn)折點(diǎn)，本文主要針對(duì)煤礦機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備自動(dòng)化調(diào)試技術(shù)及在實(shí)際的煤礦開(kāi)采過(guò)程中的應(yīng)用展開(kāi)詳細(xì)地分析和研究，希望能夠通過(guò)分析提高煤礦的電氣設(shè)備自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用效率。
1煤礦電氣設(shè)備自動(dòng)化調(diào)試概述
1.1煤礦電氣設(shè)備自動(dòng)化調(diào)試的意義
煤礦電氣設(shè)備自動(dòng)化調(diào)試技術(shù)是一種完全區(qū)別于傳統(tǒng)煤礦開(kāi)采技術(shù)的新型電氣設(shè)備自動(dòng)化技術(shù)，在實(shí)際發(fā)展過(guò)程中煤礦電氣設(shè)備的自動(dòng)化技術(shù)具有效率高、安全性能高和提升煤礦安全運(yùn)行效率的重大意義。由于煤礦電氣設(shè)備自動(dòng)化調(diào)試技術(shù)可以在計(jì)算機(jī)智能化控制下實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦開(kāi)采工作的整體控制和掌握，因此隨著社會(huì)對(duì)煤礦電氣設(shè)備自動(dòng)化調(diào)試技術(shù)的普及程度不斷加大，這種技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域普及程度也在不斷加大，而且機(jī)械自動(dòng)化調(diào)試技術(shù)滿足國(guó)家提出的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略要求，它的出現(xiàn)在很大程度上不僅提高了煤礦的運(yùn)行效率，更加快了煤礦的整體發(fā)展進(jìn)度[1]。
1.2煤礦電氣設(shè)備機(jī)械自動(dòng)化調(diào)試的基本模式
煤礦電氣設(shè)備自動(dòng)化工程在基本的應(yīng)用探索過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了一些基本的應(yīng)用模式，最基本的模式是：a)必須要明確的一點(diǎn)是煤礦相關(guān)負(fù)責(zé)人必須要根據(jù)實(shí)際情況確定煤礦開(kāi)采的整體目標(biāo)，這在一定程度上是煤礦開(kāi)采施工的基本宗旨和工作指南;b)設(shè)計(jì)施工部門根據(jù)基本工作要求負(fù)責(zé)規(guī)劃和安裝必要的機(jī)械設(shè)備，再根據(jù)實(shí)際需要安排必要的操控人員，這些人員的基本工作目標(biāo)就是必須根據(jù)實(shí)際需求保證設(shè)備運(yùn)行安全和高效，在設(shè)備因?qū)嶋H工作需要必須調(diào)試時(shí)要對(duì)設(shè)備進(jìn)行申請(qǐng)調(diào)試，充分保障設(shè)備運(yùn)行安全[2];c)從整體上來(lái)說(shuō)，在電氣設(shè)備機(jī)械自動(dòng)化調(diào)試過(guò)程中必須要保證對(duì)煤礦整體運(yùn)行機(jī)制的監(jiān)管力度，保證煤礦和機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行安全，禁止人為原因給機(jī)械設(shè)備帶來(lái)?yè)p害。
2煤礦機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化調(diào)試技術(shù)的具體應(yīng)用
煤礦機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化在煤礦開(kāi)采的過(guò)程中應(yīng)用非常廣泛，尤其是在提升國(guó)家煤礦機(jī)械自動(dòng)化開(kāi)采和管理過(guò)程中顯得尤為重要，以下主要討論關(guān)于煤礦機(jī)械自動(dòng)化調(diào)試技術(shù)的具體應(yīng)用。
2.1提升機(jī)械的適應(yīng)能力
機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化的基礎(chǔ)就是智能化和信息化的基礎(chǔ)知識(shí)和應(yīng)用，因此機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化的調(diào)試技術(shù)最主要的應(yīng)用就是提升機(jī)器設(shè)備在煤礦開(kāi)采過(guò)程中的適應(yīng)能力，在最大程度上保證煤礦開(kāi)采工作能夠順利、安全開(kāi)展。關(guān)鍵在于機(jī)械自動(dòng)化的調(diào)試可以保證各種機(jī)械設(shè)備的傳感器在使用過(guò)程中及時(shí)檢測(cè)到機(jī)器設(shè)備存在的故障問(wèn)題，而且也能夠更加方便及時(shí)地處理和解決對(duì)這些故障，避免給煤礦開(kāi)采帶來(lái)更大的影響，而且提升機(jī)械的適應(yīng)能力在一定程度上就是提升煤礦開(kāi)采和運(yùn)輸效率。
2.2提高煤礦運(yùn)輸效率
改革開(kāi)放以來(lái)煤礦行業(yè)迅速發(fā)展，使得煤礦行業(yè)一度成為國(guó)內(nèi)的熱門行業(yè)，為國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)，但是由于當(dāng)時(shí)交通網(wǎng)絡(luò)還不夠發(fā)達(dá)，開(kāi)采的煤炭運(yùn)輸是困擾煤礦發(fā)展的一個(gè)重大問(wèn)題，尤其是井下煤炭運(yùn)輸，但是機(jī)械自動(dòng)化調(diào)試的出現(xiàn)成功地改善了這一現(xiàn)狀，隨著機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，煤礦專用輸送機(jī)技術(shù)的改善和完善滿足了井下煤炭運(yùn)輸?shù)男枨?，同時(shí)也是滿足了社會(huì)對(duì)于煤礦發(fā)展的要求。機(jī)械自動(dòng)化調(diào)試技術(shù)進(jìn)一步提升了運(yùn)輸機(jī)運(yùn)行效率和運(yùn)行安全，解決了井下煤炭運(yùn)輸?shù)碾y題。機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化調(diào)試技術(shù)在提高煤礦運(yùn)輸效率的另外一個(gè)表現(xiàn)是交變頻器控制技術(shù)的提升，交變頻技術(shù)是對(duì)整個(gè)煤礦開(kāi)采過(guò)程中電機(jī)的控制，之前國(guó)內(nèi)很多大型煤礦事故都是由于對(duì)電機(jī)控制出現(xiàn)問(wèn)題造成的，因此可見(jiàn)對(duì)交變頻技術(shù)的控制在煤礦運(yùn)行過(guò)程中的關(guān)鍵性作用[3]。
2.3在煤礦安監(jiān)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
煤礦開(kāi)采和運(yùn)行是煤礦活動(dòng)中至關(guān)重要的一項(xiàng)，一般情況下煤礦安監(jiān)系統(tǒng)大致可以分為整體的網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控、煤礦生產(chǎn)質(zhì)量監(jiān)控及煤礦工作人員工作狀況監(jiān)控，實(shí)施監(jiān)控并不是為了監(jiān)督工人的工作而是為了保證煤礦生產(chǎn)安全和生產(chǎn)效率。機(jī)械電氣設(shè)備的自動(dòng)化調(diào)試技術(shù)不僅取代了傳統(tǒng)的人工監(jiān)管，而且提升了監(jiān)管效率，保證安監(jiān)的全面性和完整性，而且更重要的是提升了安監(jiān)的精確程度和準(zhǔn)確性，優(yōu)化煤礦管理機(jī)構(gòu)，完善煤礦企業(yè)控制制度，為后續(xù)管理和控制工作提供了更好的依據(jù)，這是信息化技術(shù)在煤礦開(kāi)采過(guò)程中的實(shí)際體現(xiàn)，這也是機(jī)械電氣設(shè)備自動(dòng)化調(diào)試技術(shù)在煤礦運(yùn)行過(guò)程中的主要應(yīng)用之一。
3結(jié)語(yǔ)
根據(jù)目前國(guó)家的煤礦發(fā)展現(xiàn)狀看來(lái)，很多煤礦都存在開(kāi)采技術(shù)不達(dá)標(biāo)、結(jié)構(gòu)和制度不完善等關(guān)鍵問(wèn)題，智能化信息化技術(shù)在煤礦開(kāi)采過(guò)程中的應(yīng)用及傳統(tǒng)生產(chǎn)方式有了很大改變，借助信息化技術(shù)已成為當(dāng)下各行各業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)和最佳選擇，相信隨著國(guó)內(nèi)信息化技術(shù)不斷發(fā)展和進(jìn)步，智能化、數(shù)字化技術(shù)不斷普及，未來(lái)煤礦機(jī)械電氣設(shè)備自動(dòng)化調(diào)試技術(shù)及其在煤礦開(kāi)采過(guò)程中的應(yīng)用程度都必然會(huì)不斷加強(qiáng)，煤礦整體運(yùn)行效率也會(huì)得到提升，人們生活質(zhì)量也會(huì)因此得到大幅度提升。
參考文獻(xiàn)：
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有關(guān)煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)論文范文二：煤礦機(jī)械裝備實(shí)驗(yàn)室建設(shè)實(shí)踐
摘要：企業(yè)實(shí)驗(yàn)室是企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的主體，煤礦機(jī)械裝備綜合實(shí)驗(yàn)室是國(guó)家發(fā)改委在煤炭行業(yè)布局創(chuàng)新主體的內(nèi)容之一。本文從行業(yè)背景、目標(biāo)定位出發(fā)，重點(diǎn)研究探討了煤礦機(jī)械裝備綜合實(shí)驗(yàn)室建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)，模擬工況環(huán)境設(shè)計(jì)，測(cè)試實(shí)驗(yàn)技術(shù)，數(shù)據(jù)處理平臺(tái)構(gòu)建以及運(yùn)營(yíng)管理模式，提出了綜采成套裝備的性能、機(jī)械、力學(xué)和控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)方案并完成實(shí)施，經(jīng)實(shí)踐達(dá)到了預(yù)期效果，對(duì)進(jìn)行新一代自動(dòng)化、智能化工作面成套設(shè)備技術(shù)開(kāi)發(fā)發(fā)揮了重要作用。
關(guān)鍵詞：煤礦機(jī)械;企業(yè)實(shí)驗(yàn)室;模擬工況環(huán)境;數(shù)據(jù)處理平臺(tái)
隨著采煤工業(yè)高速發(fā)展，煤機(jī)裝備制造業(yè)作為高新技術(shù)的載體和高新技術(shù)轉(zhuǎn)化為煤炭先進(jìn)生產(chǎn)力的橋梁空前活躍，我國(guó)煤機(jī)采掘裝備業(yè)近年來(lái)發(fā)展迅速，產(chǎn)品等級(jí)更新較快，就采煤機(jī)、刮板機(jī)、掘進(jìn)機(jī)、液壓支架等設(shè)備的最大裝機(jī)功率、最大支撐阻力和生產(chǎn)規(guī)模而言，已達(dá)到或超過(guò)國(guó)外先進(jìn)煤機(jī)企業(yè)產(chǎn)品水平。但就整機(jī)綜合性能、可靠性、自動(dòng)化程度、關(guān)鍵元部件性能等方面與國(guó)外DBT、JOY、Eickhoff等先進(jìn)煤機(jī)企業(yè)的產(chǎn)品仍有較大差距[1-5]。同時(shí)，因缺少試驗(yàn)、檢測(cè)手段，國(guó)內(nèi)采掘設(shè)備完成研制后，只能直接到用戶處進(jìn)行井下試驗(yàn)，出現(xiàn)問(wèn)題不僅解決困難，同時(shí)給用戶和制造企業(yè)造成很大損失，這在很大程度上制約了我國(guó)采掘機(jī)械向高端產(chǎn)品方向的發(fā)展。國(guó)家發(fā)改委批準(zhǔn)建設(shè)的煤礦機(jī)械裝備綜合實(shí)驗(yàn)室為這些問(wèn)題的解決提供了平臺(tái)，本文重點(diǎn)研究探討了該實(shí)驗(yàn)室建設(shè)目標(biāo)定位，關(guān)鍵技術(shù)，模擬工況環(huán)境設(shè)計(jì)，測(cè)試實(shí)驗(yàn)技術(shù)，數(shù)據(jù)處理平臺(tái)構(gòu)建以及運(yùn)營(yíng)管理模式，提出了綜采成套裝備的性能、機(jī)械、力學(xué)和控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)方案并完成實(shí)施，闡述了建設(shè)理念與實(shí)現(xiàn)過(guò)程。
1煤礦機(jī)械裝備綜合實(shí)驗(yàn)室目標(biāo)定位
縱觀國(guó)內(nèi)外煤礦采掘機(jī)械試驗(yàn)設(shè)備，我國(guó)液壓支架試驗(yàn)設(shè)備已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，但采煤機(jī)、掘進(jìn)機(jī)和刮板輸送機(jī)整機(jī)試驗(yàn)系統(tǒng)仍未建立。德國(guó)、英國(guó)、美國(guó)等國(guó)家的煤礦機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量之所以穩(wěn)定，與這些國(guó)家有先進(jìn)和完備的質(zhì)量、性能檢測(cè)手段密不可分。前蘇聯(lián)對(duì)采掘機(jī)械的試驗(yàn)有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)產(chǎn)品出廠和新產(chǎn)品研發(fā)、定型有明確的規(guī)定，經(jīng)過(guò)如此嚴(yán)格的質(zhì)量檢查，產(chǎn)品質(zhì)量必然得到保證。我們從美國(guó)、德國(guó)引進(jìn)的連續(xù)采煤機(jī)、掘進(jìn)機(jī)和綜采成套設(shè)備，幾十年來(lái)，質(zhì)量一直穩(wěn)定，得到我國(guó)用戶的肯定，這也由于這些國(guó)家有先進(jìn)的試驗(yàn)手段有關(guān)。煤礦機(jī)械裝備綜合實(shí)驗(yàn)室建設(shè)目標(biāo)定位是：以企業(yè)為主體、市場(chǎng)為導(dǎo)向、產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合為基礎(chǔ)，搭建創(chuàng)新平臺(tái)，解決煤礦采掘裝備領(lǐng)域研發(fā)實(shí)驗(yàn)手段落后、基礎(chǔ)研究與工程技術(shù)開(kāi)發(fā)之間脫節(jié)問(wèn)題，突破行業(yè)普遍存在的“理論無(wú)支撐、設(shè)計(jì)靠經(jīng)驗(yàn)、驗(yàn)證靠現(xiàn)場(chǎng)、整體配套不協(xié)調(diào)、各單機(jī)發(fā)展不均衡”等技術(shù)瓶頸，推動(dòng)采掘裝備向“自動(dòng)化、智能化、無(wú)人化”方向發(fā)展。建立產(chǎn)學(xué)研用有機(jī)結(jié)合、科研與應(yīng)用相互促進(jìn)的長(zhǎng)效機(jī)制，形成具有行業(yè)領(lǐng)先水平、結(jié)構(gòu)合理的創(chuàng)新平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)技術(shù)開(kāi)發(fā)，生產(chǎn)試制及科研成果產(chǎn)業(yè)化功能，培育和掌握一批戰(zhàn)略高技術(shù)和前沿技術(shù)，搶占高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的制高點(diǎn)，為我國(guó)煤炭高效安全采掘提供裝備技術(shù)保障和支持。
2煤礦機(jī)械裝備綜合實(shí)驗(yàn)室建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)
該實(shí)驗(yàn)室建設(shè)在張家口裝備產(chǎn)業(yè)園區(qū)，是目前世界最大、國(guó)內(nèi)煤機(jī)裝備制造業(yè)首家煤礦采掘機(jī)械裝備綜合實(shí)驗(yàn)室，總建筑面積17301m2，新增測(cè)試、試驗(yàn)設(shè)備(儀器)104臺(tái)(套),包括模擬煤壁作業(yè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，液壓支架、采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、刨煤機(jī)等工作面設(shè)備，以及試驗(yàn)檢測(cè)儀器、數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)等。項(xiàng)目總投資2.5億元，中央預(yù)算內(nèi)投資1994萬(wàn)元。實(shí)驗(yàn)室共計(jì)采用585個(gè)傳感器、910測(cè)試測(cè)點(diǎn)、295個(gè)采集模塊。為保證實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的先進(jìn)性，在建設(shè)初期，項(xiàng)目組在考察了GE全球研發(fā)中心、波蘭采礦技術(shù)研究院(KO-MAG)、德國(guó)埃森研究中心(DMT)、柏林工業(yè)大學(xué)等機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)情況基礎(chǔ)上，形成了建設(shè)方案，組織行業(yè)內(nèi)專家論證后，發(fā)現(xiàn)煤礦機(jī)械裝備綜合實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的關(guān)鍵難點(diǎn)有三點(diǎn)：①如何針對(duì)礦井不同煤層、巖層的硬度、厚度及地質(zhì)屬性，構(gòu)建出能夠以1：1的比例直接模擬井下實(shí)際工礦的條件;②如何選擇、設(shè)計(jì)陪試設(shè)備;③測(cè)控?cái)?shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)及軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)。本節(jié)重點(diǎn)研究闡述解決上述問(wèn)題的關(guān)鍵技術(shù)。
2.1模擬工況條件設(shè)計(jì)
模擬工況條件建設(shè)關(guān)鍵是設(shè)計(jì)出模擬煤壁，項(xiàng)目組以現(xiàn)代材料測(cè)試手段為基礎(chǔ)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量及理論分析，獲得在力學(xué)破壞因素作用下模擬煤壁混凝土細(xì)觀結(jié)構(gòu)的改變量及相對(duì)應(yīng)的宏觀性能指標(biāo)變化量，結(jié)合損傷力學(xué)的理論，建立以煤為粗、細(xì)骨料的不同強(qiáng)度等級(jí)混凝土配合比設(shè)計(jì)模型，以此來(lái)研究以煤為粗、細(xì)骨料的煤壁用混凝土的力學(xué)破壞過(guò)程，實(shí)現(xiàn)在荷載因素下結(jié)構(gòu)破壞過(guò)程和非荷載作用下的結(jié)構(gòu)層細(xì)微豎向和橫向裂隙形成等問(wèn)題。
2.1.1模擬煤壁設(shè)計(jì)
通過(guò)理論分析與試驗(yàn)研究?jī)蓚€(gè)方面的工作，揭示了影響以煤為 圖2主實(shí)驗(yàn)區(qū)陪試設(shè)備粗、細(xì)骨料的混凝土材料力學(xué)性能的主要物理、化學(xué)過(guò)程，采取人為改變材料細(xì)(微)觀構(gòu)成的措施，形成不同的節(jié)理和層理結(jié)構(gòu)。在完成模擬煤壁混凝土配合比設(shè)計(jì)研究，模擬煤壁結(jié)構(gòu)層人工微裂隙設(shè)計(jì)研究以及模擬煤壁澆筑施工工藝方法研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了采煤機(jī)工作面和刨煤機(jī)工作面兩套試驗(yàn)?zāi)M系統(tǒng)，采煤機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)模擬煤壁長(zhǎng)度×寬度×高度為70m×4m×3m，刨煤機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)模擬煤壁長(zhǎng)度×寬度×高度為70m×2m×1.5m。模擬煤壁材料主要以煤炭為主，采用兩種硬度進(jìn)行澆筑，其中35米硬度為F3，另外35米硬度為F4，澆筑過(guò)程采用每300mm澆筑一層，待凝固后布置三向內(nèi)應(yīng)力傳感器。
2.1.2模擬煤壁內(nèi)應(yīng)力測(cè)量
煤壁內(nèi)應(yīng)力測(cè)試目的是可測(cè)量煤壁澆筑后內(nèi)應(yīng)力變化;測(cè)量不同煤壁硬度內(nèi)應(yīng)力的對(duì)應(yīng)關(guān)系;在截割過(guò)程中測(cè)量采煤機(jī)滾筒對(duì)煤壁的沖擊力，測(cè)量刨煤機(jī)在刨削煤巖過(guò)程中的刨頭對(duì)煤壁的沖擊力。采用預(yù)埋壓力塊的方式進(jìn)行內(nèi)應(yīng)力測(cè)量，采煤機(jī)工作面和刨煤機(jī)工作面分別預(yù)布置28個(gè)點(diǎn)，傳感器是150mm×150mm×150mm的三向測(cè)力傳感器，考慮煤壁澆筑時(shí)每300mm澆筑一層，高度方向上采煤機(jī)工作面分別在0.9m、2.1m水平面上布置，充分考慮采煤機(jī)滾筒直徑在1.8m以上，截割在0.8m，單一截割在同一層上不能同時(shí)破壞兩個(gè)測(cè)試壓力塊;刨煤機(jī)工作面分別在0.6m、1.2m水平面上布置，充分考慮刨煤機(jī)刨削深度，單一截割在同一層上不能同時(shí)破壞兩個(gè)測(cè)試壓力傳感器。煤壁內(nèi)應(yīng)力傳感器布置圖如圖，黑色代表頂層傳感器，白色代表底層傳感器，在采煤機(jī)和刨煤機(jī)工作面假煤壁共布置傳感器56個(gè)，均分兩層布置，每層數(shù)量14個(gè)，考慮到布置信號(hào)方便，出線位置選擇在煤壁通風(fēng)道接縫處。
2.2陪試設(shè)備配套
主實(shí)驗(yàn)區(qū)配置了陪試設(shè)備、綜合測(cè)試設(shè)備、綜合監(jiān)控設(shè)備、變頻及供配電設(shè)備、輔助設(shè)備等?？商峁?0000V、3300V、1140V、380V供電電源，液壓用乳化液和噴霧冷卻水，滿足了采掘裝備模擬工況綜合實(shí)驗(yàn)要求。陪試設(shè)備主要由采煤機(jī)、液壓支架、刮板輸送機(jī)和轉(zhuǎn)載機(jī)組成。采煤機(jī)根據(jù)主實(shí)驗(yàn)區(qū)基礎(chǔ)建設(shè)情況(煤壁厚度為3m)和國(guó)內(nèi)該煤層實(shí)際采煤機(jī)的選型情況，選用MG500/1130-WD型采煤機(jī);液壓支架根據(jù)煤壁的高度，結(jié)合國(guó)內(nèi)目前該煤層厚度主流液壓支架工作阻力情況，選用ZY9000/15/28D型液壓支架。由于在試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法真實(shí)再現(xiàn)頂板壓力，為使液壓支架在推移刮板輸送機(jī)時(shí)保持固定，不后移，在每臺(tái)液壓支架后端配置拉移油缸，與試驗(yàn)平臺(tái)底板固定，確保液壓支架在推溜時(shí)不后撤，同時(shí)，在成套設(shè)備向前推進(jìn)后，也能夠?qū)⑺性O(shè)備拉回至原來(lái)位置;刮板輸送機(jī)根據(jù)采煤機(jī)的生產(chǎn)能力，選用SGZ1000/1050型刮板輸送機(jī);轉(zhuǎn)載機(jī)選用SZZ1000/400型轉(zhuǎn)載機(jī)(圖2)。
2.3控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
綜采工作面成套設(shè)備試驗(yàn)平臺(tái)除了試驗(yàn)設(shè)備外，還配備了設(shè)備控制和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，主要包括液壓支架電液控制系統(tǒng)、采煤機(jī)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)、刮板輸送機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、工作面語(yǔ)音通訊系統(tǒng)、工作面自動(dòng)化集中控制系統(tǒng)等。其中液壓支架電液控制系統(tǒng)主要是用來(lái)控制液壓支架的自動(dòng)化動(dòng)作，包括自動(dòng)拉架、自動(dòng)推溜、自動(dòng)移架，同時(shí)還監(jiān)測(cè)支架工況，與工作面集中控制系統(tǒng)通訊，接收工作面集中控制系統(tǒng)的控制命令，傳輸液壓支架的工況數(shù)據(jù)至工作面集中控制系統(tǒng)。采煤機(jī)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)主要是遠(yuǎn)程控制采煤機(jī)的各種動(dòng)作，與工作面集中控制系統(tǒng)通訊，上傳采煤機(jī)工況運(yùn)行參數(shù)，接收工作面集中控制系統(tǒng)命令等。刮板輸送機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)主要是采集和監(jiān)測(cè)刮板輸送機(jī)運(yùn)行工況參數(shù)，并將刮板輸送機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)傳輸給工作面集中控制系統(tǒng)。工作面語(yǔ)音通訊系統(tǒng)主要用于語(yǔ)音通訊、啟停刮板輸送機(jī)和工作面急停閉鎖。工作面自動(dòng)化集中控制系統(tǒng)主要是對(duì)工作面成套設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程控制，存儲(chǔ)各設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，對(duì)成套設(shè)備之間的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行分析，發(fā)送相應(yīng)的控制命令，實(shí)現(xiàn)成套設(shè)備的自動(dòng)化運(yùn)行。視頻控制系統(tǒng)主要是用于對(duì)工作面成套設(shè)備的運(yùn)行工況進(jìn)行實(shí)時(shí)視頻監(jiān)測(cè)，對(duì)人員的遠(yuǎn)程干預(yù)提供依據(jù)。
2.4測(cè)控?cái)?shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)建設(shè)
測(cè)控?cái)?shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)是此次試驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)的核心，通過(guò)在各個(gè)設(shè)備、煤壁上安裝傳感器，監(jiān)測(cè)各設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中的受力情況，并對(duì)其進(jìn)行存儲(chǔ)和分析。
2.4.1數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)硬件方案
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理主要以應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)為主，傳感器選型與設(shè)計(jì)方面，考慮到數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和傳感器強(qiáng)度兩方面，我們選擇的都是應(yīng)變輸出，采用應(yīng)變模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。針對(duì)成套設(shè)備數(shù)據(jù)采集的多數(shù)據(jù)、復(fù)雜位置的特點(diǎn)主要分為三類數(shù)據(jù)：第一類數(shù)據(jù)是設(shè)備本身自帶的數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸接口模塊對(duì)設(shè)備本身自帶接口數(shù)據(jù)進(jìn)行接收，再通過(guò)無(wú)線網(wǎng)關(guān)接口傳輸至數(shù)據(jù)采集終端;第二類數(shù)據(jù)是通過(guò)加裝傳感器輸出的數(shù)據(jù)，設(shè)置采集模塊，通過(guò)采集模塊采集后通過(guò)無(wú)線通訊的方式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸;第三類數(shù)據(jù)是通過(guò)加裝傳感器輸出的數(shù)據(jù)，設(shè)置采集模塊，通過(guò)采集模塊采集后通過(guò)存儲(chǔ)的方式對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，離線讀取。
2.4.2數(shù)據(jù)傳輸通訊方案
①有線數(shù)據(jù)通訊方式。有線數(shù)據(jù)傳輸方式是采用串行的數(shù)據(jù)傳輸，其傳感器與采集模塊連接、采集模塊和上位計(jì)算機(jī)之間都是采用有線連接，其主要適用于煤壁內(nèi)應(yīng)力測(cè)試等不發(fā)生移動(dòng)采集點(diǎn)的數(shù)據(jù)測(cè)量，主要優(yōu)點(diǎn)是成本低、采集數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定。②無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸通訊方式。無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸方式是建立在無(wú)線傳感器技術(shù)上的一種數(shù)據(jù)采集傳輸方式，主要適用于旋轉(zhuǎn)機(jī)械移動(dòng)機(jī)械，安裝布線不方便場(chǎng)合。對(duì)于采煤機(jī)工作面所有數(shù)據(jù)均采用無(wú)線通訊方式。采用不同的數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)傳輸采用統(tǒng)一的無(wú)線通訊協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，保證接口的一致性。③存儲(chǔ)卡的離線數(shù)據(jù)通訊方式。無(wú)線通訊不能實(shí)現(xiàn)的場(chǎng)合，比如刮板在回空段，無(wú)線信號(hào)完全被屏蔽了，這樣的數(shù)據(jù)采集采用存儲(chǔ)卡的離線數(shù)據(jù)通訊方式，此種通訊方式需要在設(shè)備傳感器一側(cè)加裝電池供電，數(shù)據(jù)采集后實(shí)時(shí)的將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)卡中，以備集中的讀取數(shù)據(jù)。
2.4.3數(shù)據(jù)分析處理平臺(tái)軟件設(shè)計(jì)
?、贉y(cè)試信號(hào)數(shù)據(jù)處理：去偽處理(信號(hào)過(guò)濾)。測(cè)試信號(hào)數(shù)據(jù)處理過(guò)程中，我們?cè)跀?shù)據(jù)采集開(kāi)始將隨機(jī)產(chǎn)生的漂移信號(hào)進(jìn)行清零處理，并且通過(guò)信號(hào)采集時(shí)間同步的方法實(shí)現(xiàn)在同一時(shí)刻的數(shù)據(jù)采集，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，由于要有前期的準(zhǔn)備時(shí)間，我們?cè)O(shè)置了位置定位傳感器，當(dāng)系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行，到達(dá)我們傳感器指定的位置后，位置檢測(cè)節(jié)點(diǎn)發(fā)出標(biāo)志信號(hào)，在采集軟件中會(huì)有明顯的標(biāo)識(shí)，對(duì)我們后續(xù)的數(shù)據(jù)截取和數(shù)據(jù)處理進(jìn)行去偽處理提供參考依據(jù)，有效的實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)用信號(hào)的過(guò)濾。②測(cè)試數(shù)據(jù)與時(shí)空狀態(tài)對(duì)應(yīng)處理，建立多維空間下的數(shù)據(jù)庫(kù)。所有測(cè)試數(shù)據(jù)都有對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)文件，在同一個(gè)測(cè)試工程中，每個(gè)數(shù)據(jù)文件之間都有統(tǒng)一的時(shí)間坐標(biāo)作為參考，實(shí)現(xiàn)多維空間下的數(shù)據(jù)庫(kù)集群。③性能及其測(cè)試參數(shù)可視化軟件開(kāi)發(fā)。在實(shí)驗(yàn)中，我們?cè)O(shè)計(jì)了上位機(jī)數(shù)據(jù)采集軟件，可以實(shí)時(shí)的采集顯示數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)測(cè)試參數(shù)可以在張家口視頻會(huì)議室的終端采集電腦和屏幕上實(shí)時(shí)顯示，也可以在北京集控中心進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的顯示。顯示的的數(shù)據(jù)中我們可以顯示每個(gè)參數(shù)和時(shí)間對(duì)應(yīng)的曲線，也可以將多個(gè)數(shù)據(jù)同時(shí)顯示成三維坐標(biāo)下的曲線畫面。
3煤礦機(jī)械裝備綜合實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行
實(shí)驗(yàn)室作為企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的主體，是負(fù)責(zé)企業(yè)研發(fā)及承擔(dān)國(guó)家、省、市級(jí)科研項(xiàng)目的主要科研力量，在實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)行過(guò)程中，我們不斷的探索，研究實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)行管理模式，明確工作重心，制定了實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行管理辦法，選配了優(yōu)秀研發(fā)管理人員[6-11]。依托該實(shí)驗(yàn)室與中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)聯(lián)合建立了“北京高等學(xué)校市級(jí)校外人才培養(yǎng)基地”，借助北京高校優(yōu)質(zhì)科研資源，充分發(fā)揮各自在信息、資源、技術(shù)、人才和應(yīng)用等方面優(yōu)勢(shì)，推進(jìn)了采掘裝備動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)理論研究、測(cè)試試驗(yàn)研究和數(shù)字化礦山技術(shù)研究等工作。同時(shí)，依托該實(shí)驗(yàn)室，實(shí)施了國(guó)家863計(jì)劃課題《全自動(dòng)化刨煤機(jī)工作面成套設(shè)備研發(fā)及應(yīng)用》(項(xiàng)目編號(hào)：2013AA06A412)、國(guó)家973計(jì)劃課題《深部煤巖自適應(yīng)高效截割原理與適用性評(píng)估》(項(xiàng)目編號(hào)2014CB046301)及國(guó)家發(fā)改委低碳項(xiàng)目《千萬(wàn)噸級(jí)高效綜采關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新及產(chǎn)業(yè)化示范工程》(發(fā)改辦高技[2013]1819號(hào))。運(yùn)行中，研發(fā)試驗(yàn)團(tuán)隊(duì)實(shí)時(shí)掌握行業(yè)最新發(fā)展動(dòng)態(tài)，了解市場(chǎng)需求，從而將設(shè)計(jì)、研發(fā)、制造、生產(chǎn)等有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，推動(dòng)企業(yè)成果轉(zhuǎn)化及產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，為新技術(shù)、新產(chǎn)品的各項(xiàng)性能試驗(yàn)提供了良好的環(huán)境，有利于企業(yè)在核心技術(shù)上取得突破，解決設(shè)計(jì)、制造中的關(guān)鍵問(wèn)題。
4結(jié)論
煤礦采掘裝備綜合實(shí)驗(yàn)室先后完成了具有國(guó)際先進(jìn)水平的機(jī)械裝備測(cè)試中心建設(shè)，并模擬煤礦井下工作環(huán)境，建成了綜采成套裝備的性能、機(jī)械、力學(xué)和控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。經(jīng)過(guò)先期的實(shí)驗(yàn)檢測(cè)，表明試驗(yàn)系統(tǒng)的各項(xiàng)功能和性能指標(biāo)符合初步設(shè)計(jì)要求，已進(jìn)行的采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)、自動(dòng)化采煤系統(tǒng)的試驗(yàn)測(cè)試已經(jīng)對(duì)我們進(jìn)行新一代自動(dòng)化、智能化工作面成套設(shè)備和技術(shù)開(kāi)發(fā)發(fā)揮了作用。下一步，我們將與大專院校、科研院所緊密合作，更深入地進(jìn)行采掘成套設(shè)備及開(kāi)采技術(shù)的實(shí)驗(yàn)研究和理論創(chuàng)新，為進(jìn)一步提升我國(guó)煤礦裝備的機(jī)械化、自動(dòng)化、智能化水平和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力發(fā)揮更大作用。
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