发布时间：2023-03-21 17:09:06
序言：写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁，我们为您精选了8篇的煤矿机械论文样本，期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发，请尽情阅读。
绿色设计是全面、系统地衡量煤矿机械产品的设计初期、加工阶段、应用过程等整个生命周期的环境特性与资源效率的一种新兴设计理论和手段。煤矿机械的绿色设计系统地考虑到煤矿机械产品的研发、制造及使用对生态环境的影响，在实现煤矿机械产品使用功能的基础上，最大程度上降低对环境造成的破坏和影响。绿色设计与制造同现有设计与制造模式有很大不同，它是在现有模式基础上，融合了环境保护学、人机工程学、环境行为学和消费心理学等领域知识的理念和方法，旨在将其渗透到机械产品设计、制造与应用整个生命周期中，实现经济、社会的可持续发展。煤矿机械绿色设计与制造，是一种综合考虑了产品设计、制造、使用以及回收等整个生命周期环境特性、资源效率的先进设计理论、方法；新颖之处在于系统考虑了产品设计、制造及其应用活动对环境产生的影响，最大限度降低机械生命周期内对环境产生的负面影响。煤矿机械的绿色设计的主要内容有设计建模、材料选择、可拆卸性、可回收性、成本设计、数据库和知识库设计、安全保护设计。
2煤矿机械绿色设计的材料选择
绿色设计一直以来所奉行的设计理念是节约资源，保护环境。首先在材料择取方面，应当重点选择环保性能高、可再生利用并且具有回收价值的产品材料。其次，构建环境负担数据库及专家系统，即全面整合研究当前拥有的材料，对其所产生的环境协调性表现给予一定的信息支撑，从而做出与之相对应的评价。另外，构建研究产品材料生命周期的评价手段。研究材料生命周期评价是指，对原材料产品到成品、成品到废品过程中的资源、环保、成本问题进行分析，研究出材料的绿色性评价方法。
3煤矿机械绿色设计的内容
3.1可拆卸性设计
可拆卸性设计是使完成产品得以有效回收的一项极为重要的策略，同样，也只有拆卸才可以真正意义上实现全部的材料的回收再利用。根据大量实践得知，是否具备可拆性设计，是直接决定机械设备应用生命周期长短的重要因素。可拆卸性设计是在煤矿机械产品的设计初始阶段就必须考虑的问题，只有这样，才能实现煤矿产品的高效回收。煤矿机械产品相较于其他产品，体积更大，加工工艺更复杂，所需要的原材料更多，因此在对其进行绿色设计时，一定要考虑可拆卸设计。可拆卸设计主要包括拆卸产品设计、拆卸工艺设计和拆卸系统设计，其设计原则为:易于拆卸，易于分离，减少拆卸工作量，减少零部件的多样性以及可预测产品的结构。
3.2可回收性设计
煤矿机械绿色设计中的可回收设计是在产品设计过程中，最大化权衡机械产品零部件及产品材料的回收性、回收价值、回收手段以及回收处理结构工艺性等一系列问题，从而实现产品零部件及产品材料资源的高效再利用，最大化减少对生态环境的污染。可回收性设计涵盖的内容有：产品结构工艺性与经济性分析。可回收性设计在整体绿色设计的周期工程中扮演着极其重要的角色，科学合理地实现回收再生利用，能够使产品本身最大化地发挥出提高经济效益的作用。
3.3安全保护设计
由于煤矿机械设备绝大多数都在井下工作，因此，机械设计必须要全面考虑保护设计。根据统计显示，近些年来，我国发生的大部分矿井事故都是由机械设备的故障导致的，而且一旦出现事故，就极有可能产生人员伤亡。煤矿机械绿色设计应以“以人为本”为设计理念，保证机械产品的安全性。
4基于煤矿机械绿色设计的加工途径
4.1网络化机械加工
通过企业内部的局域网将处于分散状态的加工中心、数控设备等串联起来，从而使机械加工控制中心有效地对全部加工进程实施全面监督控制。与此同时，还可以和煤矿企业中的工程设计及管理信息系统等集成，以实施最佳的优化决策。
4.2信息化机械加工
绿色机械信息化加工的目的是在不影响加工质量的基础上，完成整体的最优化加工。从系统的视角出发，全方位衡量煤矿企业与整个社会的综合成本，综合研究不同的材料、零部件、设备等对加工的影响。信息化加工途径是实施绿色机械加工的重要技术手段。为了使整体设计达到最优化加工，必然要构建加工设备、切削刀具、切削液等相关资料的数据库，利用有限元法、神经网络、人工智能等先进技术对方法进行验证。
5结语
自从20世纪80年代以来，我们国家煤矿企业的开采量一直都是保持比较好的势头。至于运输井下厚煤方面，那些大型的煤矿企业用的方法都是胶带运输。在胶带运输的过程中，对于工况监控系统的研制总的来说取得的成果是可喜可贺的，并且对于它的应用已经进入了一个快速的发展阶段。现今，不管是计算机技术还是PLC技术，在实际生活中得到越来越多的应用，以前那些比较单一的保护现在也变得系统化、综合化。这里要提到的就是DCS结构，它实现了地面监控的目标。电气自动化技术目前来看，它发展得很不错，变频器的技术变得越来越成熟，这样也就使得调速系统发展得越来越好。一部分比较先进的国家，在采煤方面有很大的突破，它们对于提升机电控方面的研究比较深入，现在他们开始把PLC作为中心控制器，这样一来就实现了提升工艺控制，同路行程控制跟安全回路监控的全微机监控，从而改善了提升机安全运行方面的问题。现今社会，高科技文化发展的越来越好，对于煤矿机械设备而言，信息化设计它占据着重要的地位，总的来说，它是一个非常必要的环节[2]。现在，我们国家的煤矿事业并不发达，比那些先进国家的相差很多，所以，我们国家一定要制定切实可行的政策，并且还要给予足够的技术扶持，这样一来才可以发展壮大我们国家的信息化建设事业。目前，我们国家的煤矿工业发展非常迅速，国家对煤矿开采的安全性以及煤矿机械设备的信息化建设提出了更高的要求，除此之外，煤矿企业本身为了得到更好的发展，不得不进行信息技术改革，这样一来就使得信息化设计在煤矿设备中占据的地位越来越高。
2.煤矿安全，监控控制系统
我们国家的很多煤矿企业，已经开始使用安全监控系统，这些监测装置非常的多，涵盖遥测仪、断电仪、红外线自动喷雾等装置，这些对于我们国家的煤矿生产的安全要求来说是完全足够的，但是遗憾的是，我们国家的相配的传感器种类非常的少，同时使用的寿命不是很长，除此之外，它的工作稳定性相对而言也比较差，这样一来就使得维护的工作量变得很大，以上的问题使得监控系统的工作缺乏安全性以及可靠性，在实际操作中没有得到充分的利用[3]。对煤矿机械设备进行信息化设计对于提高工作效率是非常有帮助的，主要就是信息化设计可以改变落后的生产方式，同时改变了煤矿的作业模式。因此，研究信息化设计在煤矿机械设备中的应用具有深远的意义。
3.结论
现如今，我国虽然在煤矿机械制造技术上的发展十分显著，然而设备外观上远远不能达到相关质量标准要求，几乎都存在着标牌粘贴位置和方向不标准、涂漆不均、手柄方向有所偏差等。工装设计的主要任务是完善工艺标准中的一种工具或设备，使其可以对工件的相关操作发挥出应有的作用。科学的设计能改善产品质量，提高零件设计标准，降低工作人员劳动强度，最重要的是可以减少生产成本，增加企业生产效益。尤其工作人员整天围绕操作机器，疲劳程度可想而知，在操作设备过程中出现思想混乱，是引发事故的直接因素。有的煤矿机械制造引进的是国外先进设备，其比例和尺寸和中国人体尺度都存在偏差，过矮或过低都会使操作人员抬腿或弯腰。而工装设计的作用就在于以定位和夹持的方式控制机械加工中的工件，使其成为符合工艺要求的工具和设备，其设计需遵循以下原则：1）使用专用工具：生产线中的所用工装设备要符合工人具体条件和产品要求，这是提高生产效率的因素之一。2）用夹具固定产品及工具：此设计原则目的主要是为了释放操作设备人员双手，采用固定用台钳或夹持具固定产品及工具，大幅度提高工作效率。3）将两种工装合并成一种：此原则是为了减少转拉的工时消耗和工具的更换麻烦，比如学习工具中的铅笔和橡皮就合并为了一体。4）机械操作动作流程化：一般机械操作的相对集中性质可以在免于人员监控的前提下实现自动化，能自动完成自检等工作，使产品在安全和有效中进行。由于目前工装设计的分类是依据产品类型，因而就没有详细界定工装的具体性质和特征，导致在工装设计中不能及时找到该类型的工装原始设计图。此外，工装设计人员在完成设计任务时以单独的方式进行，缺乏对现有工装资料的了解。据相关研究统计，有3／4以上的零件在不同产品中都较相似，再加上工装服务于产品，几乎每套工具的组成都需要定位、导向、夹紧及基体等部分，相似或相同的零部件出现工装的几率非常大。
2煤矿机械制造中工装设计发展
煤矿生产过程中，企业的生产、供电及通风与机械的工作效率、能耗情况及自动化水平息息相关。所以，研发出一套高效低能且自动化水平较高的刨煤设备对后续采煤工作起着积极的促进作用。薄煤层在我国的煤层总储量中占五分之一，作业空间严重不足，环境恶劣，使薄煤层的开采工作受到严重影响。剖煤机具备浅截深的特点，不仅能改善上述环境和空间问题，还能实现多次循环，有助于提高薄煤层的开采效率。在进行工装设计中，应首先分析其客观条件，利用电子计算机制定大概设计方向，因为在煤矿机械的组成中电子控制系统占据着重要的比重，机械、液压技术难以达到其性能要求。然而一些机械的各种性能可能因电子控制的应用有所改善，目前，机械产品的生产都是以小批量进行的，导致工装利用程度较低，一些工装设计部件会重复进行。在科技化和信息化突飞猛进的时代，应及时了解零件加工时所具备的位置、基准、精度等指标，保证零件加工和制作的准确性。依照零件的定位方式、加工面参数及指标等建立相对全面的系统，以系统为基准建立信息库，对提高工装设计水平起着积极的促进作用。
3煤矿机械制造中工装设计的完善
工装设计中需分析目前发展，利用现代的计算机促进发展，也是煤矿机械制造发展的必然前提，将电子控制系统运用至煤矿机械中的比例越来越重，如果依旧依靠当前机械和液压技术已经不能跟上经济时展的脚步，也无法提高煤矿机械的性能。煤矿机械的必要选择之一就是电子控制技术，除了引入煤矿机械中，也会给煤矿机械带来不同的技术变化。一般煤矿机械产品大部分以单件小批量生产，致使其服务于工装的利用率较低，工装中的元部件可能会因上述方式导致重复设计。
3．1加强材料管理工作工装设计中不可获缺的就是材料，一般在设计全新的工装时需要设计人员根据实际所需制定设计方案，把设计工装或对部件的构思都转化为分离代码，之后按照代码检索所属工装或零部件的设计图纸和资料，将一些可以直接运用的零部件图和工装选择出来，以初始设计图为基准，只有不能利用现存设计图时，才需要重新设计新的零部件或工装。
3．2成组技术满足多种零件加工要求成组技术是将形状相似或相近的零件划分成组，然后根据这一组的共同特性来安排生产．因此只要零件的形状相同或相似，在需要设计工装时，均可按成组理论进行设计。如液压支架立柱千斤顶的接长杆钻胎的设计。液压支架的重要零件则是液压支架立柱千斤顶的接长杆。对液压支架生产厂家而言，是一种较为常用，批量适中的零件，不仅尺寸较大，生产批量也较大，若采用传统组合夹具，不仅会存在使组合夹具过于庞大，不利于生产的连续进行的缺陷，还会长期占用大量的组合夹具的元件。对此可运用成组技术的理论和其相关技术将钻胎设计为成组钻胎，实现效率和经济双赢。液压支架上所用的接长杆直径有Φ144和Φ179两种，采用V形铁定位可以较好地解决长杆上的对中问题。可以将钻套板设计成浮动结构，沿着接长杆的轴线方向拖动钻套板，就可以完成钻孔工作。为提高工作效率，减少工件装夹的辅助工作时间。该钻胎设计成对称结构，可以一次完成工件的吊装。如果采用个钻套板一次调整完成，就不用来回拖动钻套板，这样就更加便捷。该钻胎实用性强，能解决液压支架生产中所遇到的所有接长杆的钻孔问题。最后，还可在一定基础上建立各种设计信息资料库，是完善工装设计的关键因素，其中信息资料库中的编码系统融合了所要加工零件的加工面、加工机床种类、形状及定位方式等步骤，最终形成独立性较强的工装图纸资料信息库。建立资料信息库系统的目的是方便设计人员查找资料，使工装的设计更加方便快捷。该系统涉及许多检索子系统，如标准件图纸及资料检索，元部件图纸及资料检索，工装设计计算及工装现状和管理、工装图纸和资料检索等子系统。煤矿机械制造工作人员为了便于对上述子系统熟悉运用，特制作出资料检索子系统和工装图纸详细流程图。
4结语
1．1设备检修不及时煤矿企业要不断地更新设备，采用先进的技术，但是如果不按照生产规范进行操作，往往会导致安全事故的发生。这些都要求工作人员要及时检修设备，对没有按规范操作的工作人员要给予必须地惩罚措施，维护企业的安全生产。但是，我国很多企业检修工人普遍素质不高，没有及时准确的检修，日常保养也不能按标准执行。导致很多设备的使用期限缩短，给煤矿企业的安全生产带来一定的风险。调查显示，在我国大多数的煤矿机械事故都是检修不及时或操作失误导致的。
1．2一些工作人员思想麻痹在煤矿企业的安全生产中，机械故障是主要原因，但归根结底还是工作人员思想麻痹导致的。一些人为因素是导致煤矿机械事故产和的直接原因分析。因为有些企业对工人的安全生产要求不够高，导致很多工人安全意识不强，也没有自我保护意识，导致安全事故的发生。另外，企业在安全生产培训方面做得不够好，很多机械操作人员不能熟练的应用设备或根本不能按操作规范来进行操作。这样一方面会导致煤矿机械故障的发生，另一方面给企业的安全生产带一定的隐患。
2．防范煤矿机械事故的措施
2．1及时更新设备煤矿企业要成立专门的部门，成立专业的设备引入和检修团队，对企业的设备更新，障碍分析提供专业的指导。另外，企业要划拨一定的资金用于新设备的购置，在新设备的购置方面要适应于企业的实际情况，有针对性的提高引入设备的效率。在设备引入之后，要组织工人对设备研究与学习，争取早日熟练地掌握应用新设备的方法，为企业的安全生产打下基础。另外，要规范企业的安全生产规范，必须按安全生产规范处理问题，不能图省事，忽略全生产规范，对不按生产规范生产的工作人员要加大惩罚力度。
2．2加强安全工作培训企业对煤矿安全生产的工作人员要求要高，要建立上岗证制度，没有上岗资格的人员一律不准上岗。要建立起内部竞争机制，经常性地开展教育工作和安全生产培训，定期对相关员工进行安全知识的考核，对不合格的员工要取消上岗资格进行再培训。另外，企业还要制度一系列的管理制度，强化对员工的安全管理力度，让每名工作人员都要拉紧安全生产这根弦，在任何时候都不能忘记安全生产。煤矿机械操作主要是人，一定要让工作人员从思想上对安全问题高度重视，杜绝侥幸心理。可以经常性地开展思想教育，找安全管理部门做事故教学法，找到相关人员做现身报告，强化说服教育的效果，从思想上打牢安全生产的防线。
2．3加强制度管理煤矿行业技术要求比较强，每个岗位上都有自己的安全生产规范，都有着一定的技术要求。这要求企业要加强制度管理，对不能够胜任的工作人员要加强培训或给予清退，对临时工作人员要更要加强教育，要经常性的进行技术考核，对考核不合格的坚决进行清退，避免在用工紧张时放松用工制度。在正常的工作过程中，要保证每个工作人员各司其职，持证上岗，不得随意调班。在人员调动上要遵守用工规范，不能随意调动，杜绝不良用工情况的发生，从要本上避免安全生产中的违章现象。
2．4加强煤矿机械设备的创新及改造为了实现我国煤矿企业的生产效率，为了煤矿企业的安全生产，保障人民群众生命财产的安全，必须加强煤矿机械设备的技术和创新，实现煤矿设备智能化和现代化，保证煤矿企业的安全生产。首先，要实现煤矿机械设备功能的综合化。也就是一台设备要有多种用途，有利于减少企业的投入，增加工作人员的工作效率。其次，要实现煤矿设备的智能化。现阶段，各个行业都实现了智能化，煤矿机械也要适应时展的趋势，尽快实现煤矿设备的智能化，提高工人的工作效率，提高设备的可靠性，为企业的安全生产打下基础。再次，要实现煤矿设备的灵活化。要加强煤矿设备的适应性，要适应于不同地质条件的生产活动，这样可以提高企业的生产能力，减少事故发生的概率。
3.结语
1．1规律
每个零部件在机械运转中的速度及磨损程度都不同，但基本规律却存在着共性。通过观察变化的轴承和轴均匀磨损时配合间隙的情况，发现磨损有这三个阶段：第一，初级阶段，该阶段磨损速度虽快，但时间跨度不长，基本上不会危害到煤矿机械，也是所有设备运转的必经阶段，称之为磨合或跑合。通常是在新制零部件表面工作起始时，属于新装配及修理好的零部件与轴承的初磨阶段。该阶段之所以磨损速度快，多是由于安装不到位，技术人员操作不熟练，或是零部件加工时产生的不平度、插伤磨平等原因造成。逐渐减小和不断增加的表面不平度与实际接触面，以及峰顶塑形变形引发的冷作硬化作用，促使表面耐磨性能提高，导致机械磨损由最大值逐渐降低。第二，正常磨损期，该阶段机械运作属于最佳状态，磨损速度稳定缓慢，磨损时间较长但磨损量不大。第三，急剧磨损期，该阶段磨损速度极快，易发生精度和强度被消耗的情况，设备发生事故率也难以预测。因积累了长期磨损，摩擦性能发生质变，导致冲击载荷动力超出允许范围，从而联合表面微小裂缝产生大的脱皮脱粒，促使油膜发生破损，加快了磨损速度，在短时间的磨损内达最大数值。应在维修维护机械过程中，采用合理有效的措施，以便初级磨损阶段快速完成，正常磨损阶段能有效延长，从而避免急剧磨损。
1．2机理
煤矿机械磨损的原因多种多样，但较为关键的还是与矿石的磨损。据相关研究资料显示，煤与其他材料的耐磨性无差异，以转折点Ha／Hm＝614（Ha、Hm分别代表金属材料和磨料的硬度）来说，磨损率是紧密关联着Ha／Hm的，通常软磨料磨损现象也是煤与金属材料接触才出现的，比如脊隆和犁沟碾平断裂。通过对煤炭成分的分析研究发现，煤炭属于生物沉积岩类，形成的原始材料性能及煤化程度等直接决定着它的性能，此外，在开采煤炭时煤层存在的多种样式矿物质，也会严重损害开采中的煤矿机械。
2减小磨损的方法分析
2．1优化设计结构
我国煤矿企业普遍存在煤矿机械磨损现象，不少煤矿机械都出现磨损失效的问题，这多是因为设计结构不够完善合理所致，因此要改善这一问题当从设计阶段开始优化设计结构。设计人员进行机械设计之前，要加强研究煤矿机械结构及摩擦理论，精细地分析机械零部件磨损规律及原因，选择合理的工艺方法，并结合煤矿现场生产的实际，着重考虑磨损零件间的接触状态，进而设计出合理的机械结构，在合理设计结构的基础上还要严格规定零件生产尺寸以及零件间的配合方法等，从而避免过度磨损造成的部件损耗，实现机械使用寿命大幅度的提高。
2．2重视材料选择
煤矿机械磨损与选用的材料也有关系，若是材料选择的不合理，将会导致磨损的加剧，从而降低生产效率，并且材料的选择还会影响到煤矿机械使用的寿命，因此，在材料选择上一定要坚持实用性强、易得性和经济实惠的原则，针对各煤矿实际生产作业环境，选用适合使用的材料，尤其是要充分考虑钢铁材料及非金属玻璃、橡胶、塑料等材料的实际情况，再结合实际进行强化利用。分析我国煤矿企业机械材料选用情况，耐磨性材料的选择经验已经极为丰富，不少煤矿企业都能根据各种工况选择相应牌号、成分的金属或非金属材料，比如很多企业选用的煤矿机械耐磨零件都是低碳锰钢，因为低碳锰钢比一般钢材耐磨性能好；又比如不少企业还会选用硬质合金作为截齿刀头的材料，如35CMnSi的刀体等。同时，不少企业也有对材料进行强化的独特方法，而随着科技信息时代的来临，这些零部件材料种类只有多样化发展，才能使煤矿机械零部件抗磨性提高。所以，加强研发抗磨材料，对现有材料进行不断的改进完善，是提高煤矿机械零部件抗磨性的最佳途径。
2．3定时维护维修
煤矿矿井作业环境恶劣，煤矿机械在生产作业时常发生不良、磨损腐蚀等现象，而提高煤矿机械使用寿命的最佳手段便是定期维护维修工作，因此要规范化操作流程，避免过快超载的情况发生。虽然定期维护能确保煤矿机械正常作业，但管理维修煤矿机械工作十分漫长枯燥，不少企业为节省成本运营会忽略该部分工作，为保证煤矿机械正常作业就必须在使用过程中加强维修维护工作，同时定期进行机械维护维修还能起到较好的防御作用，这是当前煤矿企业应首要执行的任务。最后，相关的厂家维修责任制度也必须尽快建立起来，从而保证机械质量和维修翻新质量的有效提高。
2．4合理选择生产工艺
具有较高耐磨性、抗磨性的煤矿机械，除了合理的结构设计，优质的材料选择，定期的维护维修，还需要科学的生产工艺才能确保机械的可靠性。通常，影响煤矿机械磨损的关键因素便是机械零部件生产工艺，所以严格把关机械生产技术极其重要。冶炼、铸造、冷加工热处理等是机械生产的完整工艺流程，尤其是热处理和冷加工质量对材料质量有着直接的影响，冶炼成分控制则对材料强度韧性等产生影响，由此可见每一道工序都与机械质量紧密联系着，所以，要选取合理科学的生产工艺技术，才能最大限度提高机械质量。此外，在现有工业技术的条件下，还可以对国外先进技术加以引进，从而促使我国生产工艺技术的蓬勃发展，促进煤矿机械的质量能得到坚硬的技术保障。
3结语
近几年，我国煤矿机械研究和开发技术日益提高，并取得了一定的成果，但是由于较国外研究起步晚，造成研究和开发过程中急于求成，不可避免的导致我国对于煤矿机械的研究和开发技术缺乏精细化、系统化。伴随着煤矿大型化、集约化发展趋势，其对煤矿机械提出了更高要求，造成我国自行研制的煤矿机械存在的问题凸显出来，主要表现为[2]：首先，较国外煤矿机械，我国煤矿机械存在着设备体积笨重、结构复杂、系统繁琐等缺点。煤矿机械设备体积过大，不但不利于机械设备搬运，而且严重影响了设备使用过程中的管理和维护保养工作。尤其是在更换煤矿机械过程中，过于笨重的机械设备和复杂繁琐的结构既增加了设备故障因素，又加重了企业运行负担。其次，长期以来我国煤矿机械处于粗放式发展模式，偏重于煤矿机械设备和煤矿开采总量方面，而忽略了煤矿机械现代化、智能化以及数字化的发展。造成当前我国绝大多数煤矿机械仍以机械控制或动力控制为主，而在煤矿机械设备现代化、数字化和智能化控制水平落后于世界发达国家。这不但有利于煤矿企业生产效率和质量的提高，而且严重制约了煤矿机械自身的发展。第三，我国煤矿资源丰富，但是同时其地理位置复杂多变，煤矿机械缺乏必要的适应性特点，造成在部分煤矿无法有效的应用煤矿机械，从而使得我国煤矿开采机械化水平偏低。煤矿机械质量相对偏低，造成其使用寿命相对较短，更新换代频率偏大，增加了煤矿企业生产成本。
2推进煤矿机械发展建议
煤矿机械在煤矿开采中的有效应用，不但能有效的提高煤矿企业生产效率，而且对于煤矿开采安全稳定性有积极的促进作用。因此，推进煤矿机械发展势在必行，可采取以下几方面措施[3]：首先，在国家层面上，应该重视对煤矿机械的发展，不但在煤矿机械生产制造企业给予政策和资金方面的扶持，而且针对煤矿机械发展中关键技术难点应通过纳入国家重点攻关项目的形式给予帮助和解决。其次，在社会层面上，强化与煤矿机械相关各单位间沟通联系，在借鉴国外先进煤矿机械研究技术的同时，结合我国实际现状，加大对煤矿机械基础理论方面的探索和研究，从而为煤矿机械的全面发展奠定坚实的理论基础。第三，在企业自身层面上，应改变陈旧传统的管理和发展理念，将煤矿机械粗放型发展模式逐渐向着信息化、智能化以及自动化方向发展。这就要求企业自身不但在煤矿机械技术研发方面敢于创新，而且在企业整体管理方面解放思想，走出一条具有独具特色的现代化企业发展道路，从而实现煤矿机械制造生产企业社会和经济效益共同发展。
3我国煤矿机械未来发展趋势
煤炭资源行业作为我国国民经济发展的支柱性产业，对保持我国经济持续、健康、稳定的发展具有重要作用。当前，我国正处于经济体制改革的关键时期，这就要求以煤炭资源为代表能源行业发展也应作出相应调整，煤矿机械的发展对煤炭开采和利用具有重要影响，为适应未来社会、经济、环境发展要求，其应向着更加智能化、一体化以及安全稳定性方向发展，具体表现为[4]：（1）随着科技水平不断进步，计算机技术和信息技术的快速发展，煤矿机械设备智能化发展势在必行。智能化技术不但可以有效的改善煤矿机械设备粗放型发展格局，而且对于煤矿机械运行过程中精确性和安全稳定性具有重要的保障作用。（2）传统煤矿开采和运输系统具有相对的独立性特点，造成了企业资源的浪费。随着国家提出优化产业结构政策的实施，煤矿企业应通过改善煤矿机械能力，将煤矿开采和运输向着一体化方向发展，提高煤矿企业现代化生产水平，增强企业市场竞争力。（3）机械运行关键指标就是机械的稳定性，特别是对于大型煤矿机械设备。煤矿机械设备能否安全稳定运行关系着煤矿企业开采煤矿的顺利进行。在实际煤炭开采过程中，煤炭机械设备不可避免的出现诸多问题，通过引进预防性维护技术可有效的实现对煤矿机械设备运行的实时监控，并针对出现的故障问题进行及时维修，从而确保煤矿机械设备运行的安全稳定性。
4小结
ScadACS技术基与ScadACS技术的ScadACS监控系统是ACS开发，目的是提供给不同的监控应用领域一个快速而弹性的开发平台，能迅速而稳定的建立客户需求的监控系统，并且兼顾到维护性、扩充性、与市面上流行产品的整合性。ScadACS的优势在于提供一个易于扩充和建置的软硬件架构，且在软件开发过程中提供尽可能自动化的环境，使开发人员以最少的Coding就能建好目标系统[6]。ScadACS因为采用了市面上占有率极高的MicrosoftWindows操作系统与市面上认同的接口标准ActiveX/DCOM/OPC等技术，所以和外界的应用软件能有极高之整合性，此外还保有因不同系统的特殊需求，而需另外建置的软件子系统，可与各共通子系统的衔接。系统功能多用途模块结构重放评估模块：在操作过程中记录操作信息和事件，真实重现已经被执行的仿真过程，有利于操作规程实时更新。控制系统连接模块：提供连接过程控制系统以连接本系统的功能，使得培训可以在真实的现场操作界面上进行。也可以用来检验过程控制系统的控制逻辑。高精度及快速仿真模型的建立基于严格的煤炭工业机理，计算在严格的压力流量约束下进行，工厂级别的大型过程亦可被仿真。此外，可选择实时或加速的仿真过程。开放的界面提供建立在OLE和COM技术基础上的OPC接口功能，使得本系统可以在外面数据连接上，和其他的OPC兼容系统连接交换，而得到有效的应用。
基于ScadACS自动监控技术的煤炭工业乙烯装置故障监控与处理
以基于乙烯操作手册分离岗位操作规程的分离岗位事故处理预案，分析了系统监控与处理过程。乙烯装置的常见运动故障。然后以DA301塔压差过大为例，首先改变DA301塔的进料流量，回流流量和塔釜热载体流量，可以增加塔的压差。另外，增大回流量、增大热载体流量也是增加DA301塔压的方法，在操作时可以任意选择应用，也可以几种方法结合应用。在该系统中，塔压出现过高或过低异常现象时，系统会弹出操作指导。操作员可以按照操作指导的提示进行操作，直至接触操作异常，达到操作指导要求的正常操作状态。在具体显示中，应用SimACS开发工具，设定异常现象改变点的数值，通过Bridge将数据传输给OraegaLand，OmegaLand作为底层模型，通过运算，引起系统变化，然后再将数据传给Bridge，通过Bridge传给DCS界面，这样，由讲师通过触发SimACS操作界面上产生的异常现象，异常现象可以在DCS界面显示。引起异常现象是通过改变控制器的设定点、控制方式和控制阀门的开度来实现的具体引起异常现象的明显程度，可自行设定。
基于ScadACS自动监控技术的煤炭工业系统的应用管理
建立统一的监控管理体系随着我国煤炭工业的迅速发展，新建和改造的一大批煤炭工业基地，技术水平比较高，多数采用国内先进的工业机械综合自动化系统。但由于工业机械综合自动化系统在国内应用得较晚，也一直没有一个统一的监控、验收标准以明确监控工作内容、监控方法、监控程序，监控人员通常只能参照对常规系统的运行要求来监控综合自动化系统，不能有效保证监控工作的质量，也不能为工业机械的安全、稳定运行提供保障[7]。建议煤炭行业要编写《工业机械综合自动化系统监控导则》和《工业机械综合自动化系统验收导则》，开发统一的工业监控系统，促进工业监控系统的标准化与统一化。监控前的准备工作监控前的准备工作一般应首先对整个企业的自动化系统设备进行全面的了解。包括自动化系统自装置的安装方式、控制保护屏、公用屏、电度表屏和主要功能。了解一次主接线，各间隔实际位置及运行状态；进行二次设备外观检查，主要有装置外观是否损坏、屏内元件是否完好、接线有无折断、脱落等；检查各屏电源接法是否准确无误，无误后对装置逐一上电，注意观察装置反应是否正确，然后根据软件组态查看，设置装置地址；连好各设备之间通讯线，监控至所有装置通讯正常，在后台机可观察装置上送数据。其次是工作完成后必须认真填写有关监控报告[8]。报告及记录既是分析、判断自动化装置性能好坏、决定装置能否投运的重要依据，也是装置重要的原始资料。监控阶段的工作（1）开展执行工业机械《工业监控在工业机械应用》制度，其制度运用能在工业机械设备巡视、监控、操作趋于立体化，保证监控质量。（2）积极加强对安全规程、调度方面的支持力度。在新建工业机械设计上提前考虑《工业监控在工业机械应用》制度的执行情况。（3）管理上再次细化分工，推出“大监控”、“大检修”一揽子宏图。如此减员增效才能有大的发展。（4）采用工作票远方许可应用。这样可使双方在探头看清工作票，远方许可安全措施检修人员开工[9]。
1液压支架立柱应用存在的问题及对策
煤矿井下环境中往往存在大量的腐蚀介质，如CO2、SO2、H2S等，所用机械工程材料（板材）主要以低合金钢为主，结构件大多采用16Mn低合金钢板。液压支架作为综合机械化采煤工作面重要设备之一，在工作面开采过程中，需要长期承受载荷和不断运动，并且矿井环境对钢结构件有很强的腐蚀性，这些对支架材料的强度、耐磨性、耐腐蚀性和抗疲劳性能等均有较高的要求，图1是立柱的腐蚀失效形貌。与国外同类产品相比，国产支架所用工程材料由于合金含量低（不添加Cr、Ni、V等合金元素）、表面不处理，因此抗磨、耐蚀性能较差，为延长使用寿命只有通过增加材料厚度来实现，某一型号的液压支架质量比国外同类产品质量增加了1/3。提高国产支架立柱及其结构件工程材料的应用水平的措施包括以下几方面：（1）材料设计着重于选择具有Cr、Ni、V等合金元素含量的高强度低合金钢为主，不仅保证机械工程材料具有较高的强度等力学性能，而且具有较好的耐腐蚀性能；（2）对机械工程材料表面进行必要的表面喷涂处理，使其表面具有较好的耐磨、耐腐蚀氧化层（如合金化合物、陶瓷等），提高材料的使用寿命；（3）通过提高材料力学性能和使用性能，减低国产支架及其结构件质量，减少煤炭生产设备材料成本和生产成本。
2刮板输送机中部槽和刮板应用存在的问题及对策
在当前采煤工作面内，刮板输送机的中部槽是刮板输送机的机身部件，在工作过程中，刮板输送机刮板链由机头电机牵引与刮板一起带着货载在中部槽中移动，长期以来中部槽部件制作都选择普通碳钢或低合金钢材料，在使用过程中存在以下问题：①重量大，安装和搬运费时费力；②为了降低生产成本和减轻部件重量，中部槽一般是由8~16mm的钢板制成，在受到较大的冲击时易变形，修复困难；③长期受硬质煤块摩擦磨损，磨损严重；④受工作环境温度、空气湿度影响，以及存在的CO2、SO2、H2S等腐蚀介质，产生腐蚀失效。针对刮板输送机机身部位，需要结合其恶劣的工况条件，选择耐磨性能优越、易弯曲、拉伸性能好、抗撕裂、耐冲击、易施工和摩擦阻力小的耐磨材料。根据上述问题，国内部分煤炭生产企业使用了山东科技大学研制的采用超高分子量聚乙烯作为衬里的钢塑复合方法，提高大型刮板输送机的耐磨性，其主要原理是通过利用高弹性超高分子塑性材料吸收能量，减小磨损和降低摩擦系数，在使用初期产生了一定效果，但由于物料输送时与高分子塑性材料摩擦过程中产生摩擦热，致使高分子塑性材料逐渐老化发生快速磨损。中部槽和刮板等工程材料的使用失效实际上是材料的摩擦磨损失效为主，材料的腐蚀及其与磨损的交互作用加速了材料的失效。提高中部槽和刮板等工程材料的应用水平主要以提高材料的耐摩擦磨损性能为主。提高该类工程材料应用水平的主要措施：（1）中部槽、中板材料设计为8～10mm的碳钢材料+（8～10）mm的高铬合金耐磨耐蚀材料，在保证部件使用强度前提下，可以采用复合镶铸的材料制作方法提高材料的耐磨性，也可以将厚度8～10mm的高铬合金制作成具有互换性的通用型耐磨耐蚀板件，这对于提高100万t以上的过煤量的刮板输送机中部槽的材料使用寿命，通过适当增加中板的高铬合金层厚度更有意义；（2）在刮板表面堆焊一层耐磨陶瓷涂层（Ni基WC陶瓷，厚度8～10mm）是解决其耐磨难题的较好的工艺方法，但要求堆焊层铺展均匀、通过退火消除堆焊层应力，防止耐磨堆焊层脱落。
3支架用推拉头（联接头）材料应用存在的问题及对策
煤矿机械用推拉头是联接液压支架和刮板输送机重要的链接联头，作用是联接液压支架和刮板输送机，即刮板输送机向前推进，支架同时向前步进，推拉头的使用性能要求是抗推拉、挤压、扭转强度高。进口支架随机配匹的推拉头（如DBT型号）具有较好的使用性能，但国产推拉头使用寿命短（有的30d内断裂，有的使用寿命不到1a），其失效形式主要是断裂、裂纹、组织粗大，心部有气孔、缩孔等缺陷等，如图2、图3所示。国产推拉头的频繁失效导致其更换量大、操作困难，给井下工作人员带来极大不便，特别是该零件存在的安全隐患给井下工作人员和生产单位带来人身安全和煤矿生产不安全的严重后果难以估量。图2材料组织粗大，整体截面断裂图3链接部位断裂推拉头的化学成分设计、成形工艺、热处理等技术要求对推拉头的材料应用寿命的长短至关重要，随着强度的提高，特别是当抗拉强度超过600MPa时，传统合金材料受力后的延迟断裂变得突出，这是推拉头材料高强度化时遇到的一个主要问题和难题。根据上述用于采煤设备联接用的合金钢的推拉头部件的失效分析，通过对材料的化学成分进行重新设计优化、探索部件的成形工艺、热处理工艺，开展系列的材料组织、性能研究和优化，并进行新型推拉头试制产品的生产现场工业试验，可最终到达批量生产合格产品的要求。提高推拉头部件工程材料的应用水平的措施为：采用先铸锭成型，并确保材料内部无气孔、缩孔等缺陷，后锻造成型等工艺，确保材料组织细化，致密性高，从而制备具有一定含量的Cr、Mo、V等成分的高强度合金钢材料，并通过研究推拉头新型材料的系列淬火工艺、回火工艺，优化微观组织，确保材料的力学性能。目前由西安交通大学联合神华神东技术研究院研制的新型Cr-Mo-V高强度合金钢推拉头材料已经在神东煤矿开始工业运行试验，其使用寿命可望达到或超过进口产品材料。
4溜槽、落煤冲击板等材料应用存在的问题及对策
（1）溜槽、落煤冲击板材料的磨损、腐蚀失效煤炭生产中的原煤中含煤干石10％～12％，煤干石中含高硬度的26％SiO2、10％Al2O3、15％Fe2O3、35％CaO（上述硬颗粒总量合计在86％左右），是造成输送设备材料损耗的主要磨损源。流动的含煤介质主要是煤泥，对输送设备（管道、落煤管、溜槽、导料槽裙板等）的冲击磨损、磨粒磨损、摩擦磨损及腐蚀严重。由于高硬度的、耐磨性能好的合金材料都为高合金白口铸铁，焊接性能差，所以现在煤炭生产中选用的耐磨材料基本上都是低合金碳钢材料，首先保证了安装、检修方便（焊接性能好），但硬度低，耐磨性差。保德等9个洗煤厂所有靠近地面的煤介质输送溜槽斜挡板由于冲击磨损严重，每隔90d就要焊补或增加一层耐磨板（16～25mm），所有溜槽斜挡板每年都要更换一次，耐磨材料的消耗量巨大，生产设备管理工作和工人检修、更换的劳动强度巨大，是当前影响和削弱神东煤炭生产效率、生产成本高的主要原因之一。要保证噪声、灰份污染问题解决的效果和可持续型，首先要解决所有相关设备用材料的抗磨损问题，其后才能通过防噪音处理解决噪音污染问题，也减少了运行设备中煤粉、灰份跑、冒、滴、漏现象。（2）抗冲击磨损腐蚀材料设计与应用西安交通大学针对上述冲击、磨损工况，进行了多次调研、分析和试验，设计、研制了一种既抗冲击、又耐磨损的高铬合金铸铁/橡胶/碳钢三维网格型双金属复合材料。该抗冲击磨损腐蚀复合材料由3层及3种材料组成，底层为钢铁材料，中间层为高分子橡胶材料，上层为耐磨、耐腐蚀性能良好的高铬合金铸铁材料。底层钢铁材料作为组装和支撑高铬合金层和橡胶中间层的基底，方便安装焊接；中间层高分子橡胶垫硫化粘接于钢铁和高铬合金铸铁材料之间，可以缓冲物料冲击、降低噪音；上层高铬合金铸铁材料设计成100mm×100mm网格型，而且整体拼接成横截面为中间高两边低的弧形，防止了高冲击致使高硬度耐磨合金碎裂问题，提高耐磨合金的抗冲击性能，并充分发挥了高铬合金耐磨铸铁的高耐磨性能（硬度HRC62～65），同时高铬合金铸铁基体组织为奥氏体，也具有较好的抗冲击性能。通过在2006年～2007年期间调研、试制，新型复合材料已经在神华神东公司保德洗煤厂安装并使用，并且经90d的磨损量测试，其使用后使用寿命比原16Mn耐磨钢材料提高9倍多（见表1），维修次数减少1/10，噪音由原95dB降至85dB。溜槽等部件材料同样可以设计为8～10mm的碳钢材料+（8～10）mm的高铬合金耐磨耐蚀材料，在保证部件使用强度前提下，可以将厚度8～10mm的高铬合金制作成具有互换性的通用型耐磨耐蚀板件，不仅提高了工程材料的耐磨、耐蚀性能，而且有利于耐磨板的更换，避免了整体结构件的更换。
5结语
