机电一体化技术在煤矿支护用品加工的应用

摘 要：辽源矿业（集团）梅河煤矿支护修配厂是煤矿支护用品的定点生产加工单位,近年来利用机电一体化技术改进支护产品的加工工艺方面做了大量的工作,取得一定的成效.实践证明应用机电一体化技术是实现煤矿支护用品高效、安全、机械化生产的重要捷径.本文对机电一体化技术对支护用品加工工艺的改进方式进行阐述,并对其发展趋势进行分析.

关 键 词：机电一体化技术,支护用品,应用,发展趋势

概述

机电一体化技术是微电子技术向传统机械工程渗透而形成的融合机械工程、电气工程、计算机技术、信息技术等为一体的新兴综合技术.机电一体化技术顺应了当今科学技术发展的规律,显示了强大的生命力.辽源矿业（集团）梅河煤矿支护修配厂采用机电一体化技术改进支护用品的加工工艺,实现了产品的高效、安全、机械化生产的目标.

1.机电一体化技术在矿用U型卡缆制作加工的应用

1.1U型卡缆的作用

矿用U型卡缆与U型支架配合主要用于矿井巷道、矿井巷道二次支护、以及穿山隧道的支撑支护等用途.U型钢支架卡缆是U型钢支架提供的一种可靠的连接紧固件,作为U型钢支架的定位,要求高受力大,安全稳定,坚固耐久.U型钢支架连接安全可靠,能提高巷道使用寿命,降低巷道的维修率,减少安全事故的发生,确保煤矿安全生产.

1.2U型卡缆的制作要求

1.2.1卡缆板材料为不低于U型支架型钢机械性能的Q345低碳钢,

1.2.2成形后的卡缆板厚度允许误差为±0.5mm,宽度允许误差为±0.2mm.螺栓孔距允许偏差为±1mm.

1.3U型卡缆改进前加工工艺

卡缆的方法包括下料、热压成型、上钻床打孔、攻丝、组装工艺.其特征包括以下步骤：

1.3.1选料.板采用16M或20M钢板,U型螺栓采用Q235圆钢,

1.3.2下料.板采用16厚板,用剪板机25U、29U、36U各型技术要求尺寸剪板下料,螺栓采用无齿锯切割.

1.3.3热轧成型.将钢板使用焦炭加热到1000―1200℃,100吨液压机热轧成型,

1.3.4钻孔攻丝.在板上两面分别打一个∮27的孔,螺栓用滚丝机滚丝,液压机冷压成型.

1.3.5组装.板与螺栓组装后配上M24螺母.

缺点：①职工劳动强度大,焦炭加热成本高,职工高温作业,

②整张16mm板,剪板材料浪费多,

③螺栓无齿锯切割,卡缆板两端钻孔,工作效率低,加工成本高.

1.4采用机电一体化技术改进U型卡缆加工工艺

采用中频感应加热设备代替焦炭加热,中频加热设备其控制系统将控制和保护功能模块化（主控制器）、有故障记忆功能、有应急遥控功能（遥控器）、操作箱液晶屏与开关箱显示仪表同步显示、开关箱与操作箱之间的通讯采用动力载波技术,仅用两芯通讯电缆便可实现,通讯电缆采用快速插头连接方式.应用磁场感应涡流加热原理,电流通过线圈产生磁场,当磁场内磁力线通过金属材质时,使锅炉体本身自行高速发热,然后再加热物质,并且能在短时间内达到卡缆制作的温度.采用回水控制大功率散热器进行散热,可将回收的热源充分利用提高热效率而且适应各种恶劣环境.设计制作热压成型胎具,100吨四柱液压机将卡缆板热轧钻孔一同成型,保证了产品的加工精度,实现了标准生产.

优点：①改善工作环境,免除职工劳动强度,

②板料厂家定尺加工,避免了材料浪费,

③螺栓无齿锯切割改为80吨冲床冲断,卡缆板压型和钻孔一式成型,

④生产效率提高两倍,降低加工成本.

2.机电一体化技术在树脂锚固剂加工工艺中的应用

2.1树脂锚固剂

树脂锚固剂是用作锚杆和柔性锚杆（锚索）的锚固介质,为煤矿和隧道的顶板和侧帮提供支护.我国树脂锚固剂的开发应用是从1975年开始的,现已形成了自己的技术特色和一定的工业性生产规模.树脂锚固剂的应用随着矿井开采深度的不断增加除采用普通药卷式树脂锚杆锚固,还同时采用高强树脂锚杆锚固和树脂注浆技术,使树脂锚固剂的应用范围进一步拓宽.

2.2树脂锚固剂原始加工工艺

支护修配厂所采用的锚固剂原始加工固化剂工艺,装入灌装机由空气压缩机加压至0.8Mpa,由管路式出料口出料装入子母袋的子袋里,树脂胶泥也是装入灌装机由空气压缩机加压至0.8Mpa,由管路式出料口出料装进子母袋的母袋里.装好的子母袋经过打扣包装,一支药卷装好,完全是手工作坊的生产方式.所有的生产环节全部靠人工来进行,所带来的是高能耗、污染大、人员多、产量低、质量不可靠等.这样就给现场的安全生产带来极大的隐患.

2.3树脂锚固剂利用机电一体化技术改进后的工艺

由于煤炭市场低迷,支护修配厂已经不能花费巨额资金为支护修配厂购写全自动化树脂锚固剂生产线.为了解决各矿井对锚固剂越来越多的需求,所以只能对现有的生产设备进行技术改造,解决原始工艺的存在的各种问题,解决生产难题.支护厂工程师及技术能手利用机电一体化技术对树脂胶泥（黑药）和固化剂（白药）出料环节进行工艺改进,根据灌装原理,出料口安装按重量定量定速出料设备,参照国外先进灌装机技术进行改造,加装定量灌装机,其结构简单合理,精确度高,操作简便,人性化设计符合生产的技术要求.空气压缩机加压至0.4-0.6MPa,灌装速度5-20次/分,灌装精度≤±1%.

改进后的优点：

①灌装保证定量出料,保证产品的质量标准,

②生产效率提高3倍,争创1.5倍的经济效益,

③改善工作环境,避免污染,降低生产劳动强度,

④保证生产需求,节约百万巨额资金的投入.

3.结束语

机电一体化设备在矿用支护用品生产中的应用,不仅减轻了操作人员的劳动强度,而且极大地提高了生产水平和能力,创造了巨大的经济效益.机电一体化技术自动化、数字化、智能化的煤矿机械产品在性能和功能方面均实现了质的飞跃.

作者简介：于桂清（1978-）,女,吉林省梅河口人,职称：助理工程师,学历：大专,主要研究方向：机电一体化技术.