煤矿应用

然而，在国民经济对煤炭强烈需求，导致煤炭开采工业快速发展的情况下，煤炭开采行业出现了大量安全生产事故，带来了极其严重的生命和财产损失。

因此，选择性能可靠安装方便，价格便宜，使用寿命长的抽放瓦斯管材，对煤矿安全和降低生产成本有着极其重要的意义。二煤矿用管道煤矿用管道的种类煤矿生产需要大量的各种不同性能要求的管道，主要分为瓦斯抽放给排水送风和喷浆等四大类用途。煤矿使用的给排水管和瓦斯抽放管，口径大小因煤矿的具体条件而差异较大，在钢管用于煤矿所产生的问题煤矿的工程技术人员早已发现钢管在煤矿中应用时存在许多弊端，主要表现在如下几方面：使用寿命短寿命短的主要原因是钢管锈蚀所造成的。尤其是很多矿井中的水或呈碱性或呈酸性，更加剧了管道的腐蚀，有的矿井钢制管道的寿命甚至难以超过年（例如邯郸矿务局梧桐庄矿）。

安装困难受矿井下巷道空间的影响，安装时不能使用起重机吊车等安装工具，只能靠人抬肩抗，使常用的起重葫芦，在井下都因缺乏合适的悬挂点而难于应用。

维护和防腐成本高安装前所有钢管均需进行工序复杂的防腐工作，因环境严酷，防腐层易被破坏，需进行周期性维护。安全隐患钢管尽管有着优异的抗静电性能，无产生静电火花之忧，但钢管与金属工具器材等发生碰撞时仍有产生火花的可能，这有可能成为引起瓦斯爆炸的隐患。塑料管道在煤矿中的应用情况鉴于上述钢管在煤矿中应用所存在的问题，煤矿长期以来也在寻求质轻防腐价格低性能优越的管材，无疑塑料管材是最理想的选择。

但根据煤矿用管道安全技术规程MT的要求，煤矿用塑料管道除一定的力学要求外煤矿应用还必须满足抗静电和阻燃（通称为双抗）的要求。由于我国对各种树脂的抗静电剂阻燃剂等助剂的开发相对滞后，助剂的性能低下，无形中阻碍了双抗塑料管材的开发和应用，关键问题是助剂的份数少时，难以达到MT所要求的双抗指标，份数多时，影响树脂的加工性能和管材的力学性能，使管材的力学强度大幅度降低。据调查，我国煤矿使用过的塑料管材，依时间先后顺序分别是玻璃钢管PE（聚乙烯）双抗管和PVC（聚氯乙烯）双抗管，其煤矿应用种类塑料管材极其少见。玻璃钢管玻璃钢管的生产工艺是在玻璃纤维基上涂覆环氧树脂，依赖玻璃纤维来增强环氧树脂的强度，该工艺的特点是树脂配方对工艺的影响甚微，加工难度小，故尔可较自由地选择改性剂及其添加份数，因而塑料管材的抗阻燃性抗静电性能在玻璃钢管上得以首先突破。有些煤矿企业也自己上马了一些生产线，生产矿用玻璃钢管，迄今为止，玻璃钢管在煤矿中的应用已有十余年的历史，主要用于抽放瓦斯和给排水。

在应用中发现玻璃钢管虽然解决了质轻和耐腐蚀的问题，但价格偏高，此外更主要的是玻璃钢管脆性大，耐候性差，脆性随使用时间的加长而加剧。PE（聚乙烯）管随着PE抗静电阻燃母料的研制成功，PE管的抗静电和阻燃性能得以解决，初步消除了这方面的技术壁垒，使得较多的PE管材生产厂家具备了PE双抗管材的生产能力。经过几年的市场开发，在部分煤矿得到了试用或正式使用，PE双抗管在煤矿用塑料双抗管方面占据了相当可观的市场份额。这些年在实际应用中发现PE双抗管仍有一些不足，这主要表现在一是价格较高，原因是作为基本原料的PE树脂和阻燃与抗静电助剂价格高；其二是PE为极其易燃的材料，使其达到MT规定的阻燃性能，技术难度高，一些生产厂家的产品质量在该指标方面仍不达标或者不稳定；其三是由于PE管材分别要填加抗静电助剂和阻燃助剂，二者份数相加，要多于PVC改性剂很多，原因是PVC树脂是难燃材料，氧指数高达，生产双抗管时只需添加极少量的阻燃剂可。

由于阻燃剂和抗静电剂含量的增加，PE双抗管材的力学性能下降较大，尤其是原本十分良好的韧性丢失了许多；其四是PE管材的连接方法是熔接，需要电气加热的熔焊机进行焊接，鉴于矿井下不准随意使用电源，只能采用法兰连接，在生产厂要先将PE材质的法兰先焊接到PE管材两端，但法兰盘的外径远大于管材外径，严重影响管材的运输，管材装车时中间悬空，不仅影响了装载体积，煤矿应用还使管材发生弯曲，严重影响管材的正常安装和使用，以上是需对PE双抗管予以研究解决的主要问题。通常所说的PVC是以PVC树脂为主要原料，辅以稳定剂增塑剂润滑剂增韧剂填充剂等添加剂在一定温度和压力下塑制成型，并在常温下能保持既定形状的PVC制品的总称。目前在我国得到广泛应用而又被大家所熟知的U-PVC制品是U-PVC管道和U-PVC塑钢窗，其产量每年达到上百万吨，并且每年以%的速度增长。与众多通用树脂相比，PVC具有较高的拉伸强度（MPa以上）和弹性模量（—MPa），PVC制品的邵氏硬度在D—之间，这些综合力学特性决定PVC制品可以满足建筑材料交通运输包装家电等的需要。PVC的化学稳定性良好，较其煤矿应用树脂来说，抗老化能力强，一般PVC工程材料如塑钢窗和管道，其使用寿命都在五十年以上，远超过钢材和其煤矿应用常用材料，尤其是在腐蚀环境下，尽管PVC材料有如上所述优点且在其煤矿应用工程领域得到普遍应用，但PVC管材在煤矿中应用的时间并不长，关键原因是PVC树脂流动性差，分解温度与加工温度重叠，加工原料配方需对加工机械和模具的具体情况而设计，因此在添加抗静电阻燃剂情况下配方的设计和加工的难度构成了较高的技术壁垒。近年来，国内在PVC双抗管的研制方面，出现了重大突破，从根本上解决了添加的抗静电剂（PVC双抗管阻燃剂对管材性能影响不大，因为添加份数少）对管材强度的影响，表面电阻（抗静电性能指标）可优于MT要求很多，而管材的强度受到的影响都却极小。虽然U-PVC双抗管材目前在煤矿中的应用量煤矿应用还远不及PE双抗管，但通过在使用过U-PVC双抗管的煤矿调查发现，由于其价格较低，强度高，安装方便，便于维修等优点，已成为PE双抗管的强有力竞争者。三PE双抗管和U-PVC双抗管的对比安装与维修在煤矿条件，U-PVC管材的安装与维修要比PE管材方便。PVC树脂属极性分子材料，管材与管材或管材与管件之间的连接，可通过溶剂性专用胶粘剂来实现且可保证极高的粘接强度，这点已得到长期使用的验证。PE树脂属非极性分子材料，迄今为止在技术上无法实现胶粘剂粘接，只能用熔焊机焊接，受井下安全规程限制，不能随意连接电源，只能在地面焊接法兰后连接。

对弯头三通异径等管件，焊接到管子上以后煤矿应用还需再焊上法兰，方可在井下连接，费时费力且管件使用量多，成本上升。PE和PVC树脂的基本性能指标见下表：由此可见,U-PVC管材较PE管材的米重要轻约%,再考虑U-PVC管材的配方价较PE管材的要低许多,U-PVC管材的经济性是明显的。负压管材（瓦斯抽放管）由于抽放瓦斯所用管材的直径通常远大于给排水所用管材的直径，因此若以吨位计，抽放瓦斯所用管材往往占有较大比例。抽放瓦斯的管材是在负压下工作的管材，其最小壁厚是首先计算出在特定负压下的失稳壁厚再乘以安全系数来决定的。

安全性根据MT的规定，煤矿用塑料管必须满足抗静电和阻燃的要求，如前所述PE树脂是极其易燃的物质，要达到MT规定的阻燃指标（酒精喷灯燃烧时间）具有很大难度，配方和工艺的波动，均可造成阻燃性能不合格。

而PVC树脂由于分子链中含有阻燃的氯原子，本身是难燃物质，容易达到MT所要求的阻燃指标，因此安全性要高于PE管材。从长期安全性而言，由于PVC材料的本身特性及双抗管配方的物理改性及材料改性其双抗性能随管材寿命等同变化。

对PVC管材而言属特性，而PE管材的双抗性能基本属化学添加剂的改性，添加剂随时间延长逐渐析出，双抗性能会丧失。纵上所述，在煤矿中用塑料管道替代传统的钢管进行供排水和瓦斯抽放，不但具有安装维护方便的优点，而且耐腐蚀，使用寿命长，不结垢，水利性能好。

煤矿应用已使人们清楚地认识到，机电一体化技术和产品的发展，是实现高效安全机械化采煤和煤矿机电产品更新换代的重要途径。关键词：机电一体化技术煤矿应用发展趋势概述机电一体化技术是机械计算机信息处理和自动控制技术综合运用的复合技术，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。由于煤炭生产是将数百数千万吨煤炭从地层深处采掘运送到地面，因此需采用大量的机电设备才能实现这一目标，而机电一体化煤矿产品则是实现高产高效的选择。机电一体化技术在煤矿中的主要应用.1机电一体化技术在提升机中的应用矿井提升机是目前煤矿机电一体化自动化水平的设备，全数字化交直流提升机。尤其是内装式提升机，从结构上将滚筒和驱动合为一体，机械结构大大简化，充分体现了机械-电力电子-计算机-自动控制的综合体。我国研制成功的具有自主知识产权的全数字化提升机，其核心部分ASCS是由双CPU构成的计算机系统，其性能先进操作简便准确可靠。与液压牵引相比，煤矿应用具有一下特点①良好的牵引特性可以在采煤机前进时提供牵引力，使其克服阻力移动，也可以在采煤机下滑时进行发电制动，向电网反馈电能。②可用于大倾角煤层牵引电动机轴端装有停机时防止机器下滑的制动器，因为煤矿应用的设计制动力矩为电动机额定转矩的～倍，所以电牵引采煤机可用在°~°倾角的煤层，而不需要其煤矿应用防滑装置。③运行可靠，使用寿命长，电牵引和液压牵引不同，前者除电动机的电刷和整流子有磨a损外，其煤矿应用元件均无磨损，因此工作可靠，故障少，寿命长，维修工作量小。⑤结构简单效率高电牵引采煤机机械传动结构简单尺寸小重量轻，电能转换为机械能只做一次转换，效率可达%，而液压采煤机的效率只有%-%左右。

年煤炭总院上海分院与波兰玛克公司合作，研制成功我国台采用交流变频调速MG-PWD型薄煤层强力爬底板电牵引采煤机以来，我国的电牵引采煤机有了较快的发展。

国内上海天地公司太原矿山机械厂西安煤机厂鸡西煤机厂等都生产交流变频和直流电牵引采煤机，而且得到了广泛的应用。

机电一体化技术在带式输送机中的应用带式输送机由于长距离连续输送输送量大运行可靠效率高和易于实现自动化等特点，已成为我国煤矿井下原煤输送系统的主要运输设备。由于尚未解决动态分析和在线监控技术以及启动延迟技术，我国带式输送机的中间驱动点不能不知过多，一般为点驱动，这样限制了输送机的单机长度和运量。关键词干式喷浆机，湿式喷浆机，粉尘，工艺中图分类号：X文献标识码：A文章编号：概况煤矿在开拓巷道施工过程中，多采用锚喷支护，这是一种主动支护的支护方法，煤矿应用是通过锚入岩石内的锚杆，来改变围岩本身的应力状态，在巷道周围形成一个整体而稳定的岩石带，从而达到维护巷道安全的目的。    这四项煤矿安全标准分别是煤矿加固煤岩体用高分子材料煤矿充填密闭用高分子发泡材料煤矿堵水用高分子材料技术条件和煤矿喷涂堵漏风用高分子材料技术条件。    据介绍，煤矿加固煤岩体用高分子材料是通过注浆泵入煤岩体裂隙，经过化学反应，达到粘结固结围岩的目的；煤矿充填密闭用高分子发泡材料利用其膨胀反应性能，使其在充填空间中发泡，是目前煤矿围岩控制防灭火和瓦斯治理的一种有效手段；煤矿堵水用高分子材料通过围岩注射，在出水通道裂隙中发生反应，通过材料的胶凝粘滞挂壁膨胀和堵塞作用，将出水的通道裂隙进行快速封堵；煤矿喷涂堵漏风用高分子材料依靠高分子材料的粘结性能密封性能，形成具有堵漏风效果的表层，实现堵漏效果。    这四项标准由全国安全生产标准化技术委员会煤矿安全分会提出，济宁浩珂矿业工程设备有限公司中国煤炭工业协会生产力促进中心中国矿业大学淮北矿业（集团）有限责任公司共同参加起草。

    国家安全监管总局总工程师黄毅表示，煤矿安全生产需要有新技术新工艺和新产品的支撑，因此要特别重视新标准的制定和执行。目前我国已拥有几百部安全生产和煤矿安全的标准，这些标准在推动安全生产和煤矿安全的工作中起到了重要作用。随着煤炭工业自动化信息化技术水平的日益提高，为增强安全生产管理效能，提高生产调度指挥先进性和快速性，设置一套工业视频监视系统是很有必要的。作为在专业显示设备渠道领域深耕多年的专业解决方案提供商，双旗科技肩负着为客户提供最恰当的显示解决方案的使命。随着大屏幕拼接系统在诸多领域发挥出越来越大的价值，深入拓展专业显示设备在能源行业和安全生产方面的应用，为该领域客户提供更好的安全保障，成为双旗科技的一项重要课题。