钻探机械的可靠性设计论文

钻探机械的可靠性设计论文（精选7篇）

钻探机械的可靠性设计论文 篇1

常规的钻探机械零件设计方法即安全系数法, 是将材料的极限应力、作用在零部件上的载荷及零部件的截面尺寸等均看作常量来进行的, 它尽管用了远大于1的安全系数, 却并不能回答其产品的安全性问题。有时设计时认为是安全的, 实际应用中并不安全, 而设计时认为是不安全的, 实际应用却是安全的。由于其中的不确定性和随机性, 引进可靠性设计是合理的做法。

1 可靠性基本概念

按照国家有关标准, 可靠性 (Reliability) 的定义为:产品在规定的条件下和在规定的时间内完成规定功能的能力。

规定的时间指的是度量产品使用过程的尺度, 工作小时数、应力循环次数、工作转数、行驶里程等都可以当作规定的时间来看待。由于各种各样的磨损、老化、疲劳等现象的存在, 产品很难永久保持其技术状态不变, 因而, 规定的时间就成为了确定产品可靠性的先决条件。

所谓规定的功能, 是指国家标准和有关技术文件中所规定的产品的各种功能、技术性能指标和要求。需要通过试验证明产品达到规定的各项指标和要求, 则可以称该产品完成规定的功能。如果产品不能完成规定的功能, 则称产品发生故障 (Fault) 或失效 (Failure) 。描述产品功能的数量指标是故障诊断的基本依据, 如果没有明确的数量界限, 就难以正确判断是否发生故障, 因而会引发争议。

定义中的能力指的是产品完成规定功能的可能性。由于产品故障是一种随机现象, 因而, 这种可能性具有统计学的意义, 常用不发生故障的概率来表示。

可靠性是一个与时间有关的概念, 而不仅仅指一个事件发生的概率。这在产品质量管理与质量控制方面以及可靠性设计与分析中都需要明确。

可靠性研究的是失效的概率问题。失效有多种不同的原因, 也相应有各种不同的结果。关于何种类型的事件被归类为失效的问题也有不同的观点。因此, 可靠性的方法及模型必须与具体的失效机理与模式相对应。

可靠性与质量常常是有密切联系的。因此, 要涉及基于时间的质量观念。检验人员的观念和时间无关, 产品要么通过规定的相关测试, 要么通不过测试。与之不同的是, 可靠性则通常涉及时间域内的失效。这一差别凸现出了传统的质量控制与可靠性工程之间的不同。

随着以可靠性为核心的维修技术的发展和机械自动化程度的提高, 我们对机械设备的可靠性提出了更高的要求, 一旦机械设备某部件发生故障, 将影响整个机械设备的正常运行, 所以必须要求在故障发生之前就能够有效地预测出其发生或发展的趋势。目前, 用于现场监测设备运行状态的物理量有压力、温度、噪声、震动量和磨损量等容易测得数据的量, 这些物理量随着运行状态的变化, 有随着时间延长而增大的趋势。灰色系统理论是一种研究某些既含有已知信息又含有未知或未确知信息的系统理论和方法。灰色理论建模是通过数据处理的方法来寻求数据间联系的规律, 而不是寻找数据的概率分布和统计规律, 因而这恰好弥补了概率统计方法的不足。灰色理论的实质是对原始随机数列采用生成信息的处理方法来弱化其随机性, 使原始数据序列转化为易于建模的新序列。并通过信息处理对含有不可知信息的系统 (设备) 进行诊断、预测、决策的过程。很好地满足设备运行状态预测模型要求。

2 机械可靠性的设计方法

机械可靠性包括结构可靠性和机构可靠性。结构可靠性主要研究结构的强度以及由于载荷的影响使之疲劳、磨损、断裂等引起的失效;机构可靠性则主要研究的是机构在动作过程由于运动学问题而引起的故障。

机械可靠性设计包括定性可靠性设计和定量可靠性设计。定性可靠性设计是在进行故障模式影响及危害性分析的基础上, 有针对性地应用成功的设计经验使所设计的产品达到可靠的目的;定量可靠性设计是充分掌握所设计零件的强度分布和应力分布以及各种设计参数的随机性基础上, 通过建立隐式极限状态函数或显式极限状态函数的关系, 设计出满足规定可靠性要求的产品。

机械可靠性的设计方法是目前开展机械可靠性设计的一种最直接而且最有效的方法, 无论结构可靠性设计还是机构可靠性设计都是大量采用的常用方法。机械可靠性设计根据产品的不同和构成的差异, 可采用的可靠性设计方法有以下10种:

(1) 预防故障设计:机械产品一般属于串联系统, 要提高整机可靠性, 首先应从零部件的严格选择和控制做起。

(2) 简化设计:机械设计在满足预定功能的情况下, 应力求简单、零部件的数量应尽可能减少, 越简单越可靠是可靠性设计的一个基本原则, 是减少故障、提高可靠性的最有效的方法。

(3) 余度设计:是对完成规定功能设置重复的结构、备件等, 以备局部发生失效时, 整机或系统仍不致于发生丧失规定功能的设计。这种设计方法提高了机械系统的任务可靠度, 但基本可靠性却相应降低了, 因此考虑采用余度设计时务必要慎重。

(4) 耐环境设计:是在设计时就考虑产品在整个寿命周期内可能遇到的各种环境影响, 例如装配、运输时的冲击, 振动影响, 贮存时的温度、湿度、霉菌等影响, 使用时的气候、沙尘振动等影响。

(5) 人机工程设计:它是为减少使用中人的差错, 发挥人和机器各自的特点以提高机械产品的可靠性的设计。人为差错除了人自身的原因之外, 操纵台、控制和操纵环境等也与人的误操作有密切的关系。

(6) 健壮性设计:最有代表性的方法是日本田口玄一博士创立的田口方法, 即所谓的一个产品的设计应由系统设计、参数设计和容差设计的3次设计来完成, 这是一种在设计过程中充分考虑影响其可靠性的内外干扰而进行的一种优化设计。

(7) 概率设计:是以应力一强度干涉理论为基础的, 应力一强度干涉理论将应力和强度作为服从一定分布的随机变量处理。

(8) 权衡设计:是指在可靠性、维修性、安全性、功能重量、体积、成本等之间进行综合权衡, 以求得最佳的结果。

(9) 模拟方法设计:技术的发展, 模拟方法日趋完善, 它不但可用于机械零件的可靠性定量设计, 也可用于系统级的可靠性定量设计。

(10) 降额设计:使零部件的使用应力低于其额定应力的一种设计方法。工程实践表明, 大部分机械零件在低于额定承载应力条件下工作时, 其故障率较低, 可靠性较高。当机械零部件的载荷应力和承受这些应力的具体零部件的强度在某一范围内呈不确定分布时, 可以采用提高平均强度、降低平均应力、减少应力变化和减少强度变化等方法来提高可靠性。

除此之外, 机械可靠性设计的方法绝不能离开传统的机械设计和其他的一些优化设计方法, 如机械计算机辅助设计、有限元分析等。

3 研究钻探机械可靠性设计合理性的意义

机械产品在使用过程中能够可靠运行, 在封存、运输期间能够保持良好的技术状态, 这是现代产品应该具有的基本属性。然而需要在较高可靠性的条件下, 机械设备才有可能发挥出其具有的最大效能, 因此可靠性对于各类产品均具有十分重要的意义, 它关系着现代工程机械的使用效率和安全性。

可靠性是衡量机械质量好坏的一项重要指标。机械可靠性分析的一个重要任务是确保所设计的机械零件能够在规定的工作时间内, 在规定的条件下完成规定的功能。目前可靠性分析方法已广泛应用于机械设计的各个领域, 成为工程设计中行之有效的分析方法和选用依据。因而开展机械可靠性设计的合理性研究具有很大的实际应用价值, 其中涉及到机械安全的问题。机械安全指的是机器在规定的预定使用条件下执行其功能和对其进行运输、安装、调试、维修、拆卸和处理时对人不产生损伤或伤害健康的能力。在产品的设计阶段就要考虑其安全和可靠性问题, 达到产品的本质安全、可靠, 将安全隐患遏制在萌芽状态, 从根本上实现产品的安全可靠。

从实际需求的角度, 非独立失效系统的可靠性问题、存在载荷分担关系的工程结构的可靠性问题、涉及疲劳、腐蚀等与时间相关的失效机理的可靠性问题、涉及失效的渐变性与多状态的可靠性问题、工程大系统在复杂载荷环境下的可靠性与风险评估问题等都还有待发展与完善。要想较为精确地预测结构的可靠性, 必须使用系统工程学理论把结构物作为一个系统来看待, 使用系统分析的方法进行可靠性分析。

参考文献

[1]舒兴平, 沈蒲生.平面钢框架极限承载力的试验研究[J].湖南大学学报, 1994 (1)

[2]王延荣, 田爱梅.结构振动可靠性设计方法研究[J].航空动力学报, 2003, 18 (2)

[3]陈树勋, 李威龙.一种实用的机械结构优化设计方法[J].机械设计, 2003 (20)

钻探机械的可靠性设计论文 篇2

安全系数法是在钻探机械及零配件可靠性设计中主要使用的方法, 安全系数法是假设在一个理想状态下, 将所有材料的极限应力作用在零配件上, 所产生的载荷及零部件的截面尺寸都作为常量, 其所得出的系数。这样计算, 并不能对钻探机械的安全可靠性有准确的估量, 设计计算得出的安全可靠性并不能说明钻探机械在实际应用中也是安全可靠的。因此, 钻探机械可靠性设计并不能仅仅依靠安全系数法的计算决定, 其与可靠性设计是否科学合理也同样关系密切, 这同样是钻探机械在可靠性设计时需要充分考虑的因素之一。

1 可靠性概念及影响因素

国家对于可靠性有一个比较明确的定义, 即:产品在规定的条件下和在规定的时间内完成规定功能的能力。定义对于钻探机械规定功能的完成是限定在“规定的条件和规定的时间”范围内的, 因此, 可靠性是一个与条件和时间相关的概念。

影响可靠性的因素主要包括以下几个方面:

1.1 规定条件的影响

可靠性的定义表明钻探机械是在规定的条件下进行工作的, 因此“规定的条件”对钻探机械可靠性的影响较大。规定条件一般指钻探机械的使用条件, 例如依照规章制度进行操作;环境条件, 例如在腐蚀性地下环境进行工作;运输条件, 如对机械的长途运输条件;保管条件, 也就是对钻探机械的保管情况。

1.2 规定时间的影响

可靠性定义同样说明了对于可靠性的另一个影响因素, 也就是规定时间的影响。在可靠性的规定时间概念里, 时间并不是按照常规的小时进行计算, 而是对时间进行的量化。规定的时间对于钻探机械可靠性来说是硬性条件, 也是影响较大的因素。

1.3 规定功能的影响

钻探机械的规定功能既是指国家对钻探机械的一些硬性标准、指标、要求等, 也包括不同钻探机械生产厂家对自身产品添加的一些功效。这些硬性标准、指标、要求等都是通过一系列的安全试验或者实践总结出来的宝贵经验, 也是对钻探机械的硬性要求。

1.4 能力的影响

能力是指钻探机械在使用过程中可能达到的程度, 或者依照试验、实践, 机械应当达到的程度。钻探机械只有在规定时间和规定条件下, 失误率或者发生故障的概率越低, 那么该机械的可靠性则会越高。因此, 我们要明确一点, 那就是钻探机械在使用过程中是允许其有故障的, 但是故障发生率会有一个标准, 或者说故障发生率应当控制在最低水平, 检测时候对机械的质量进行严格控制, 这样钻探机械发生事故的可能性就会越小, 钻探机械的可靠性就会越高。

2 钻探机械可靠性设计策略

钻探机械可靠性设计研究不仅研究机械在静态状态下的可靠性, 还要研究钻探机械在动态状态下的可靠性。静态状态下对钻探机械可靠性研究主要研究其组成构件、配件的可靠性, 是否适合机械的工作情况, 构件、配件在什么情况下会失效;动态状态下的可靠性研究主要研究机械运行时候各构件、配件的配合合作情况, 运行过程中构件、配件可能发生的故障。根据两种研究方面, 钻探机械可靠性研究方法主要包括以下几点:

2.1 机械故障预防设计

故障预防是防止钻探机械发生故障的前沿措施, 将故障“扼杀在摇篮里”, 能够有效保障钻探机械的可靠性。做好钻探机械故障预防设计应当从整体入手对故障预防进行设计。

(1) 要加强机械产品零配件的质量。加强机械产品零配件的质量就要对机械产品零配件的标准做严格限制, 对于不合格的零配件坚决弃用。同时, 零配件的标准化还要做到与国际接轨, 学习国外的先进工艺对零配件的标准进行改进。

(2) 运用经验对机械故障进行预防。通过以往钻探机械使用过程中发生的故障, 进行机械故障排除预案设计, 将机械可能会发生的故障使用表格或者说明的方式进行整理, 对应的故障排除方式进行汇总, 并将故障排除措施通过培训等方式有效传达给机械使用人员、作业人员, 让作业人员对故障的情况了如指掌。

(3) 对类似机械故障予以借鉴。一些故障可能在钻探机械使用过程中并未发生, 但是相类似的机械已经发生过此机械未发生的故障, 那么设计、使用人员就要对此故障引起高度关注。设计过程中就要将机械可能发生的故障进行提前考量, 以做到对类似事故的避免。

2.2 机械简化设计

钻探机械并非要像高科技产品设计一般的复杂, 在满足其规定功能的前提下, 设计越简单越能够做到操作方便、灵活。这也成为钻探机械可靠性的有力保障。将钻探机械进行简化设计, 同时可以节约配件、零部件的使用, 做到使用最少的材料, 产生最大的效益。机械简化设计可以极大的降低钻探机械故障的发生率, 保障钻探机械的可靠性。

2.3 机械耐环境设计

钻探机械的使用一般都是在潮湿、有腐蚀性的环境中工作, 因此对于钻探机械的耐潮湿、耐腐蚀性的要求比较高。在对机械进行设计时候就要考虑到机械的环境要求, 减少因为环境给机械造成的影响。在对机械进行研制过程中, 一定要对机械的工作环境进行分析, 采取必要的相应措施提升机械的抗潮、抗腐蚀性。这是机械长久可靠性的保障。

2.4 机械的人机工程设计

钻探机械在施工过程中除却因为机械本身原因造成的故障外, 还有很多情况是人为因素使机械故障发生。因此, 人为操作对机械的影响也要纳入到可靠性设计考虑中。机械在设计过程中要具有简单、直观、易于操作的人机对话系统, 在作业人员进行操作工程中对于关键性操作, 要让机械对作业人员的操作进行再确认, 减少因为人为操作机械失误的概率。

3 结语

钻探机械可靠性设计需要不断的摸索与试探, 在实践中发现故障、排除故障、预防故障, 让钻探机械更好地为人类服务, 成为地质勘探工作的得力助手。

参考文献

[1]高建庭.钻探机械合理的可靠性设计方法[J].科技风, 2012 (06) .

钻探施工中机械事故及其控制分析 篇3

关键词：机械,事故,安全

1 概述

在现代社会, 各种机械设备广泛应用于人们的生产和生活中, 在帮助人类节省体力和节约时间的同时, 也对人类造成许多伤害, 在这几年在地勘行业中就出现过不少人员伤亡的事故, 机械设备对操作者造成伤害的方式主要由以下几种:

a.机械设备零部件做旋转运动时造成的伤害。例如:钻机回转器, 泥浆泵的齿轮, 皮带轮等零部件都在做旋转运动。旋转运动造成人员伤害的主要形式是绞挤伤和物体打击伤。

b.机械设备的零部件作直线运动造成的伤害.例如钻机前后移车, 钻塔安装空中坠物, 升降机等作直线运动的设备对操作者及周边人员造成的伤害。

c.工器具造成的伤害。例如钻机钻头, 手电钻钻头, 砂轮机切割片等造成有烫伤, 刺伤和割伤。

d.电气系统造成的伤害。在野外施工现场里使用的机械设备其动力多数都是电能, 因此每台机械设备都有自己的电气系统, 主要包括发电机组, 电动机, 配电箱, 开关, 按钮, 照明以及导线, 电气系统对人的伤害主要是电击灼伤及烧伤。

e.其他的伤害。机械设备除去上述各种伤害外, 还可能造成其他一些伤害。例如有的机械设备在使用的过程中伴随着发生强光, 高温, 蒸汽, 还有的放出化学能, 辐射能, 以及尘毒危害等等, 这些对人体可能造成伤害。

2 导致机械事故的原因

2.1 设备的不安全状态

(1) 设计不当, 结构不合乎安全要求。常见的设计缺陷有强度设计不准, 材料选用不当, 设计的外观不安全, 操作机构不当, 结构安全有缺陷等。 (2) 制造和安装不合理。常见的错误有:制造工艺安排不合理, 加工精度不够, 热处理方法不合理, 热处理的强度, 硬度不够;装配精度不够, 少装漏装零部件, 设备密封腔体内清理不干净等。 (3) 作业环境不安全。照明光线不足, 视线不够清晰, 排气通风系统不畅, 作业空间狭小, 地面湿滑, 工器具存放混乱, 产品, 材料堆放不当等。 (4) 机器设备维修保养不到位, 带病作业, 保养不全, 装置失灵等。

2.2 操作者的不安全行为

(1) 管理松懈, 规章制度执行不严, 造成操作者降低防护安全意识或操作者无安全防患能力, 缺乏安全知识和自我防护能力;工作时注意力不集中, 不遵守操作规程等。 (2) 操作者穿戴防护用品不正确, 忽略安全, 忽略警告等。

3 机械事故的控制

3.1 控制物的不安全状态

3.1.1 机械设备在设计时体现以物的安全状态为中心的现代安全设计方法。

现代的机械设计是全面的系统的设计, 除考虑技术和经济等方面因素外, 还应该考虑安全设计及环境保护的内容。 (1) 在设计初, 必须调研设备所需的工作能力要求, 运转时间, 使用频率和工作环境状况, 以此为基础测算机械设备安全运行所需的疲劳强度, 刚性和稳定性;必须做到设计方法得当, 强度刚性计算准确。 (2) 材料选用合理, 尽量选用性能安全稳定, 对人体无害的绿色环保节能材料。 (3) 设计的外观要安全, 不能有毛刺, 锋利棱角等, 安全间距要得当, 结构设计要合理。 (4) 机械设计必须圈定合适的安全系数, 做到安全性能和经济性能的统一, 并且优先首先考虑安全技术上的要求。 (5) 在设计时, 加装安全装置很重要。对于机械安全装置最常用的有两种类型:一是安全防护装置, 这种装置是操作者不能进入危险区, 如:各种机械设备的传动带, 明齿轮, 接近地面的联轴节, 皮带轮, 飞轮等易伤人的零件, 都必须设置安全防护罩和安全屏障。二是安全控制装置。安全控制装置本身并不参与人身防护动作, 在操作者一旦进入危险区时, 控制装置对制动器进行控制, 是机械设备停止运转。 (6) 设计时体现预警装置, 一旦机械设备出现超负荷运转时, 特定的功能部件 (安全销, 安全阀, 易损件等) 首先被破坏, 切断动力或运动部件, 从而避免整机或其他重要部件的损坏, 对机器起到安全保护的作用。

3.1.2 制造和安装机械设备要有安全性能要求。

(1) 制造时符合安全性要求, 加工工艺合理, 尺寸公差和配合公差的符合要求。 (2) 安装要安全可靠, 旋转零件保证同轴度要求, 齿轮啮合要调整好契合度要求, 设备安装水平度, 垂直度要求, 螺栓要拧紧及做放松处理等。

3.2 控制人的不安全行为

(1) 加强领导的安全意识, 建立健全安全管理组织, 设立安全管理机构单位安全管理委员会等, 落实责任到人, 管理到位。建立健全规章制度和安全操作规范, 执行规章制度要严, 做到有章可循, 有章必循;做到从安全专员到机长, 机长到班长, 班长到钻探工的三级安全培训和业务技术培训, 做好监督检查, 教育和督促职工做好安全防护工作, 保障机械设备的安全正常运转。 (2) 培养机械操作者的机械安全素养和能力。操作人员是安全的决定性因素, 因此要加强教育和培训, 每一位机械操作者都必须经过严格的专业业务培训, 考试合格后才可以上岗作业。而且作业时严格按照操作规程进行操作, 穿戴还安全防护用品。操作者必须做好机械设备的日常维护, 保养, 减少隐患, 以此来延长机械设备的使用寿命。 (3) 加强监督检查。定时做好检查和巡检, 制定检查清单, 认真逐项检查, 特别注意重要的安全部件, 保险装置, 警示牌等。细致检查, 作好记录, 不流于形式, 防患于未然, 将事故消灭于萌芽状态。据故障分析资料得知, 因故障造成事故当中, 有98%是可以预防的 (因人的不安全行为造成的占88%, 因物的不安全状态造成的占10%) , 仅有2%的事故是不可预防的。因次必须贯彻和落实“安全第一, 预防为主”的安全方针, 如果一旦出现机械事故, 要及时查找原因, 解决问题的同时, 分析原因, 制定预防措施, 尽量避免同一类的安全事故再次发生。 (4) 制定应急预案与响应。在钻探施工过程中, 由于施工地一般都比较偏远, 因此科学系统的分析危险源, 做好危险源辨识, 对于重要的安全隐患要制定相应的预案和响应更加重要, 做到责任明确, 灵活而现场措施, 后勤保障到位, 得当的紧急救援措施等, 以便在紧急情况下控制和遏制事故的发生, 防止事态的扩大, 减少伤害, 最大限度的减少的损失。

结束语

综上所述, 在钻探施工中, 加强控制物的安全状态和人的不安全行为, 才能减少导致机械设备的不安全因素, 才能更有效地减少机械事故而发生。对于使用机械的工矿企业, 在生产过程中必须应用各种手段和方法, 增强机械设备的安全性能, 延长设备的使用寿命, 最大限度的保护劳动者的生命安全, 机械安全必须引起全社会的高度重视, 因为它不仅仅是一个经济问题, 也是全社会关心的社会问题。

参考文献

[1]罗一新.我国的机械安全及现状[J].中国安全知识学报.[1]罗一新.我国的机械安全及现状[J].中国安全知识学报.

[2]徐松南.机械设备故障和事故管理.[2]徐松南.机械设备故障和事故管理.

钻探机械设备维修及保养探析 篇4

因为施工要求, 钻探机械设备常常会用于条件较差、位置偏僻的生产作业环境, 由于种种不确定性因素的限制, 很容易出现钻探设备过早损坏或者是报废的问题, 造成直接的损失。因此, 如何做好机械设备的维修与保养, 确保机械设备能够保持良好的工作状态, 就成为设备正常运行的基本保障。

1 对钻探机械系统的认识

在国内, 地质工程勘测技术通过多年努力, 推动了钻探机械系统的稳步前进。随着勘测手段、勘测仪器以及测试设备的不断更新, 再加上计算机技术的发展, 使得钻探机械系统运行也朝着高效化的方向发展。但是因为国内目前的系统工程和仪器设备水平还与发达国家之间存在较大的距离[1]。对于一台完整的机械而言, 其大致包含了如图1所示内容。

2 设备修理的方法

2.1 标准修理法

标准修理法应该遵守设备零件规定的使用年限和修理年限, 到期在进行零件的修理与更换, 不去考虑设备的状态究竟怎样。但是这一种方法无法按照设备的实际情况进行零件的调整或者是更换, 无形之中会加大企业成本。

所以, 对于需要确保安全运转以及生产的关键性设备比较适合这种方法, 不过在钻探设备上使用的较少。

2.2 定期修理法

这一种方法主要是根据设备的实际使用情况, 从而制定一个修理计划, 这样才能够确定修理的类别、日期以及修理内容。而具体的类别、日期以及修理内容主要是按照修前的检查情况来加以确定。

这一种方法比较适合钻探设备, 可以根据设备实际的使用情况来判断出现问题的部位, 必要时, 还可以进行停车检查, 做好零件的准备, 按照实际的生产情况来确定日期[2]。

2.3 检查后修理法

这一种方法需先做好设备检查期限的预订, 到期之后需要做好设备的全面以及局部检查, 然后按照检查的结果来制定具体的方案, 在方案当中需要确定修理的类别和修理日期等各个方面的内容。

这一种方法面临的缺点是不利于做好修前的准备, 并且修理停歇期相对较长。

3 钻探机械设备维修及保养措施

3.1 采用先进的维修手段, 健全相关机制

(1) 建立维修制和责任制。需要安排专人进行定期的检测, 掌握机械设备具体的技术情况, 编制相对应的计划来组织修理工作。机械修理单位需要按照规程确保修理质量不受任何影响, 同时还要缩短维修工期, 降低费用的消耗。

(2) 利用先进的维修手段和体制。对于机械设备而言, 很难做到完全不出事故, 问题在于早点发现, 做到防范于未然。事后维修很难达到这一程度, 主要是对事故很难预料, 就容易损坏设备, 也就是不安全, 还延长了检修时间, 同时, 修理费用反而增加。

定期维修主要是基于工作量或者是时间基础的预防性维修, 拥有周期性特点。定期维修无法预防各种钻探设备或者是系统的随机故障, 其检修期也要比最短故障期小, 所以, 可以保证不会出现严重的设备损坏事故, 但是在运行一段事件之后就需要停下来进行检修, 不但影响工作, 还会增加维修费用。

3.2 合理规划大修

在大修之后, 机械设备性能恢复是一次不如一次, 大修周期较短, 同时, 经济上也越来越不划算。对于设备的大修次数相对有限, 确定大修理就应该根据技术发展的经济界限来合理的考虑。所以, 就需要建立相应的保养制度, 确定保养周期。

(1) 建立健全保养制度。对于机械设备, 需要做好定期的保养, 以此来延长其使用寿命。但是因为任务重、工期紧等问题, 很容易影响保养工作, 认为只要没有任何的故障, 就不需要进行保养, 直至出现大的故障或者是发生事故才进行维修, 这样不但会耽误工期, 还会增加维修费用[3]。

作为施工单位, 就应该制定相应的维修和保养策略, 执行“预防为主, 养修并重”的仿真, 严格执行定期保养、巡回保养等制度, 并且按照具体的规程执行, 低级保养由操作人员进行, 只有做好各级保养, 才能降低机械故障, 延长大修期限, 提升经济效益。

(2) 做好维修保养周期的确定。维修保养周期主要是按照设备的使用维修实际情况, 收集各种维修数据, 来分析各个子系统的使用标准, 同时做好故障出现规律等多种因素, 这一种方法包含了概率统计法、维护作业统计法以及技术经济分析法等。

因为概率分析法确定维修周期, 但是不能确保总体的费用, 所以, 机械设备维修保养一般都会选择技术经济分析法。

4 压裂车传动箱用油和滤清器芯更换程序

在进行压裂施工作业当中, 需要成套的压裂设备, 其中压裂车就是最关键的设备之一, 而压裂车当中的传动箱是工作机与发动机的连接部件。在压裂车中占据了重要位置。因为压裂车本身工作环境较为恶劣, 很容易造成传动箱故障。所以, 在进行压裂车作业之前, 应该做好传动箱的维护与保养, 确保其良好的工作状态。如传动箱用油和滤清器心更换程序:

(1) 传动箱大约运转1 h之后应该达到工作温度, 这样有利于排油。

(2) 从滤清器和油底壳位置卸下放油塞, 将旧油放出, 然后装回塞子。

(3) 将传动箱油底壳内的筒形滤网拆下, 做好清洗, 并且每一次清洗之后, 需要增加新的垫片。

(4) 将滤清器的滤芯拆下, 进行滤清器壳体的彻底清洗, 在新滤芯安装时, 需要使用垫片或者是密封环。

(5) 发动机启动之前, 需要将清洁的传动箱油加注到传动箱内, 最初加满后, 还需要再加11 L左右的油, 用于外部系统的补充。

(6) 当传动箱内部加入足够多的油后, 在发动机不工作的状态下, 油面应该比油面观察计高, 或者是对检查塞的指示油面进行检查。启动发动机, 等待2~3 min的怠速转动。如果主压力不稳定, 就应该适当加油。等待压力稳定之后, 让车辆在所在的档位进行运转, 等待传动箱达到82℃之后, 停止运转, 检查油面高度, 必要时, 也可以在运转状态下进行补充油处理。

(7) 在运转的时候, 需要做好滤油器和盖子有无漏油的检查。

5 结语

钻探机械设备是否能够顺利运行, 日常管理是关键。钻探工程绝对不是简单的钻井, 因为岩石的成分使得其抗震度和硬度都会给工程造成极大的困难, 属于一项复杂的、难度偏高的工作。所以, 在实际运行环节, 就应该注重钻探机械设备的维修与保养, 能够让机械设备始终处于最佳的状态下, 这样才能够满足钻探的要求。

摘要：随着科学技术的不断发展, 人们对于钻探机械设备的使用要求也在逐渐提高, 但是在面对恶劣环境时, 就应该做好钻探机械设备的维修与保养, 这样才能够满足钻探机械设备正常使用以及寿命的要求。所以, 本文就钻探机械设备的维修与保养进行分析, 同时, 通过压裂车传动箱用油和滤清器心更换程序的讨论, 能够对其有更为清楚的认识。

关键词：钻探机械设备,维修,保养,压裂车

参考文献

[1]杜建军.工程机械设备的保养与维修[J].甘肃科技, 2012, 01:80~82+14.

[2]林翠.浅谈石油钻井机械设备保养维修[J].中国石油和化工标准与质量, 2012, 16:205.

浅谈钻探机械设备现状及技术创新 篇5

1 钻探机械设备发展现状

通常来讲, 钻探机械设备主要应用于土地资源与矿藏资源的开发利用。就土地资源开发利用而言, 一些土地资源开发条件较为恶劣, 需要应用钻探机械设备;由于现阶段我国的浅表层矿藏资源基本上已全部开发利用, 为了满足经济的发展需求, 必须对深层矿藏资源进行开采, 然而钻探机械设备是唯一一种可以从深层地下直接提取矿石样本的方法, 为了确保钻探工作稳定进行, 更为了确保深层矿藏资源可以成功开采, 对钻探机械设备本身提出了较为严格的要求。

这样看来, 无论是土地资源利用还是深层矿藏资源开采, 钻探机械设备工作环境都十分恶劣, 加之物资的运输成本较高、运输条件较差、养护人员专业素质水平不高等, 并不能使得钻探机械设备受到良好的维护, 很多的机械设备过早的出现零部件老化甚至出现机械设备提前报废的现象。可以说, 现阶段我国的钻探机械设备发展情况并不乐观, 必须要采取有效措施改善这一情况。

2 探究如何改善钻探机械设备现状

2.1 结合高新技术, 完善钻探机械设备

在工程项目施工中所使用的钻探机械设备在科技含量方面, 往往较低, 在硬性钻探恶劣地质时往往会导致钻探机械设备发生损坏, 影响了工程项目顺利开展的同时, 也造成了不小的经济损失。现阶段, 将钻探机械设备与科学技术相结合的事例屡见不鲜, 越来越多质量优良, 性能良好的钻探机械设备被研发应用, 初步取得了良好的应用效果, 例如钻探的机械设备中的核心设备已经由第二代液压立轴式岩心钻机发展到第三代全液压动力头岩心钻机。与此同时, 也要优化钻探机械设备中的其他零件, 提高钻探设备整体性能, 使其更适用于恶劣地质条件开发。在完善钻探机械设备方面, 我国的发展较一些发达国家来说, 还是略显滞后, 故而也要向一些发达国家看齐, 引进高新技术, 与钻探机械设备结合, 更好的应用于项目工程施工中。

2.2 创新钻探技术

若要改善钻探机械设备发展现状, 仅仅完善钻探机械设备提高使用性能是远远不够的, 还要在创新钻探技术方面有所侧重。我国钻探技术水平不高是导致钻探机械设备形成现阶段发展状况的主要因素。钻探技术水平较低, 加速了钻探机械的报废期限, 严重威胁着钻探机械设备进一步发展。研发并大力推广新型的技术到钻探机械设备中十分必要, 纵观钻探技术的发展技术史从最开始的金刚石绳索取芯技术, 到反循环连续取芯采样, 钻探机械设备经历较多的研发技术改进工作, 每一次的心得技术的应用都是钻探机械设备的革命性的进步和创新。我国从改革开放以来不断在钻探机械领域取得成就, 空气泡沫钻探技术的应用就是有中国特色的技术的研发创新及应用的典型的事例。技术的研发是一个比较艰苦的过程, 技术的推广应用同样存在相应的困难问题, 我国的经济发展不平衡东部发展快, 中西部的发展较慢这就给技术的详细传播带来了困难。对于此种情况国家要给与特殊的关心帮助, 以实现技术平衡, 经济发展的平横。对于企业对于机械技术的研究也要给与高度的重视发展有自主知识产权的新型的技术设备以提高企业的竞争实力。在发展生产中运用技术, 同时研究创新技术。以适应在新的经济发展形势下开采深层煤矿的特殊工作环境。开采深层矿藏就要我们对钻探机械设备的性能和技术参数进行有效的把握了解以便根据实际的情况调配钻探机种和钻探机的类型, 同时要结合当下的新型的施工工艺将技术, 工艺, 机械三者相结合。制定切实可行的施工生产方案。

2.3 做好机械设备的养护工作

钻探机械设备提前报废除了受到设备本身性能不佳、钻探技术水平不高等因素的影响, 还受到机械维护方面的影响。做好机械设备的维修养护工作不仅仅可以辅助钻探机械设备发挥出最大作用, 还可以延长钻探机械设备的使用寿命, 在一定程度上提高了钻探设备的利用效率。在工程施工中, 要针对这些钻探机械设备做好日常养护工作, 还要定期检查维护设备。在机械设备的维护中要有一套切实可行的健全的体制保障, 规定相关的技术专业人员对一对一分组绑定的机械设备进行检测, 维修和保养工作。对于发现的问题进行编制有计划有分析研究解决方案。组织人力物力对研究方案落实。发现的问题要及时的进行解决, 不留隐患不拖延, 不忽视。定期要对每台钻探机械设备进行检修维护, 预防为主, 提前解决问题。

除了以上几种解决措施改善钻探机械设备发展现状外, 还有其他的措施例如引进优质养护物资, 提高养护人员专业素质水平, 加大日常管理力度等等, 这些措施均可以在一定程度上达到改善钻探机械设备的目的。

3 钻探新技术的开发利用

钻探技术的发展, 技术的应用趋于专业化, 遇到何种类型的矿种选取何种施工方案和技术措施大大的提高了工作效率增加了经济效益。技术的专业化体现在矿种的分类上, 我国的矿种种类较多大致有膨润土矿钻探, 铝土矿钻探, 硅藻土矿钻探, 砂矿钻探等等。另一方面技术的专业化还表现在施工的区域化, 有的在高山, 有的在河谷, 还包括水上钻探等, 多区域钻探。目前我国的矿产勘查工作区域煤炭和铁矿两个方面, 投入较多的人力物力对技术设备进行更新换代, 以提高工作效率。采用的先进技术可以在采样的同时可在坚硬的岩石力定向运动, 可以是水平运动也可以是竖直向下运动。通过人员进行操作可以实现自由的运动大大的提高了样本的多样性为研究提供充分的数据分析资料。钻探技术的专业性提高了工作效率实现了企业的价值。为国家创造财富。支援我国的经济建设。我国西部地区是干旱少水的地区, 地表水分稀少, 地下水的埋藏深度大。如果在这样的地区进行钻探取样, 使用陈旧的老方法用水作为循环液这就大大的提高了施工的经济成本, 浪费大量宝贵的时间, 就算使用节水法也无法实现经济成本的大幅度缩小。技术的创新研究开发了新型的钻探施工工艺空气泡沫法代替水循环的方法, 既节约成本又提高了工作效率。新技术的应用是十分重要的, 企业要发展就要创新技术。

结束语

综上浅述, 钻探机械设备发展现状并不明朗, 还有许多不足之处需要切实解决, 一般来讲可以通过完善钻探机械设备本身、提高钻探技术水平、做好机械设备的养护工作等几个方面来改善钻探机械设备发展现状, 在改善过程中最重要的就是实现技术的创新, 只有实现了创新, 才能从根本上突破现阶段的发展困境, 进入另一个发展阶段。

摘要：钻探机械设备是资源开发利用不可或缺的设备, 本文以钻探机械设备为切入点, 分析探讨钻探机械设备发展现状, 提出如何改善钻探设备发展现状相关措施, 探讨钻探技术的创新与开发利用。

钻探机械的可靠性设计论文 篇6

关键词：钻机,软起动装置,自动化,机械电子控制系统

机械电子式软起动装置控制系统,是一个“主从式二级控制”系统,它的组成结构比较复杂,包括:变频器、 传感器、上位计算机以及可编程控制器等。其中,主控制器是上位计算机,从控制器是可编程控制器。在整个机械电子式软起动装置控制系统中,主控制器的职责是非常多的,比如:它要对从控制器的程序进行规范化的修改、对系统所需的信号进行合理的采集、对系统的所有数据信息进行有效的记录以及实现输入或者是输出操作等。而可编程控制器作为系统的从控制器,它的职责就是对整个系统中的循序动作进行及时并有效的处理。

1 机械电子式软起动装置控制系统

机械电子式软起动装置的基本结构如图1所示。

该控制系统的工作原理,大致可分为以下几个部分:

(1)系统正常运行时,可编程控制器在电流的作用下,开始投入运行。当其运行速率达到一定要求的时候,就会对变频器的输出频率进行合理的控制。此时, 变频器也就会实现间接性控制调速电机的转速这一过程。而调速电机一旦受到控制,就会依据早已设计好的升速规则,对自身的转速进行不断的提升操作。

(2)当调速电机的转速达到预期要求时,可编程控制器就会自动连接上位计算机的电源,让上位计算机开始运行。此时,因系统要为差动轮系合成其必须的速度,所以系统的负载端不会有任何输出。

(3)系统上的负载投入运行时,调速电机就会在可编程控制器的作用下,依照之前设计好的降速规则做减速运动。此时,系统的负载端开始进行输出操作,直到调速电机降低到原来的转速为止。

(4)当负载软停止时,调速电机在可编程控制器的作用下,开始做加速运动,而上位计算机仍会维持额定的转速进行稳定的运转。与此同时,负载也会在系统合成的特定速度之下,逐渐降低其自身的运行速度,直到运行速度降低到零为止;

(5)系统停止运行时,可编程控制器会自动的依次切断主电机和调速电机的电源。此时,整个系统都处于停止运行的状态。

2 机械电子式软起动装置控制系统的研究

2.1 硬件系统

硬件系统是该控制系统中的一个重要组成部分,且其也能够对整个控制系统的运行过程产生直接性的影响。因此,技术人员在对该控制系统的硬件系统进行构建的过程当中,就必须要严格依照国家的有关规定去进行。另外,为了提高硬件系统的运行效率,技术人员还必须要充分考虑到以下三个方面:

(1)估算硬件的内存时要保证估计值的科学性与可靠性

由于技术人员对硬件内存容量的需求会随着各种原因而不断改变,比如:技术人员自身的编程水平、技术人员对内存进行利用的效率以及模拟量的点数等。因此,技术人员在对硬件内存的容量进行估算时,就要站在整个系统的角度上,对系统的方方面面都进行一番全面的考量,然后再依据内存计算公式,对当前系统所需的硬件内存进行合理的估算,以确保估算值的科学性与可靠性。其中,硬件内存计算的公式为:

式中:C代表的是硬件内存的估算值;P1和P2分别代表的是开关量输入/输出时的点数;M代表模拟量的点数。

(2)响应时间的计算要符合规范

一般来说,因可编程控制器具有一种特殊的运行方式,所以它不会在连续很长的一段时间之内,都接受某种小于其自身运行周期的输入信号。另外,由于响应时间的计算公式为:

式中:T代表的是响应时间;T输入滤波代表的是滤波输入的时间;T输出滤波代表的是滤波输出的时间;T运行周期代表的是可编程控制器的运行周期。因此,结合上述两个方面,并在对可编程控制器进行一番仔细的考量之后,得出最适用于该控制系统的可编程控制器的型号为:西门子系列的CPU226,该型号的可编程控制器的组成结构包括:电源、CPU以及输入/输出点。

电源:为整个可编程控制器提供可安全、稳定的电力;

CPU:执行控制系统发出的要求,并对控制系统中的所有数据信息进行有效的储存;

输入/输出点:输入点可以从系统中的各种设备中采集可用信号,而输出点则负责对系统中的电机或者是其他设备进行有效的控制。

(3)输入/输出点数的估算要符合系统要求

输入/输出点数的估算值,对于整个控制系统来说, 是非常重要的。其次,技术人员也可以通过输入/输出点数的估算值,来选择最有利于该控制系统的可编程控制器。所以,技术人员就必须要对输入/输出点数进行合理并符合规范的估算,并在获取到估算值之后,按照估算值的大小,选择一种适用于当前控制系统的可编程控制器。这样一来,也就可以在很大程度上提高可编程控制器的运行效率。依据估算值选择可编程控制器时, 要预留出15%左右的输入/输出点数。结合钻探设备的应用特性来看,输入/输出点数的估算数据如表1所示。

2.2 数据通信系统

该控制系统中的“数据通信”指的是:数据在同级或不同级之间实现传输或者是接收的一个过程,而该控制系统中的数据通信,也主要是依靠可编程控制器和上位计算机来实现的。其中,可编程控制器和上位计算机进行数据通信时所使用的端口号是RS 485和RS 232,且它们进行数据交互的模式是字符串模式。另外,它们实现数据交互的原理是:由可编程控制器把控制系统中的所有数据信息以及运行状态传输到上位计算机中,上位计算机一旦接收到这些数据信息和运行状态之时,就会立即对它们进行合理并有效的分析和处理。

2.3 软件系统

搭建该控制系统软件系统的依据是控制系统流程图以及 控制系统 功能预设 图 ;采用的编 程软件V3.1STEP Micro/WIN;编程平台为计算机平台;辅助技术为计算机技术与通信技术。另外,技术人员在为该控制系统搭建软件系统的前一阶段,还应当对带式传送机的实际运行情况进行更深入的了解,然后再依据了解到的情况,对该控制系统的各个控制进程进行合理的设计。其中,该控制系统中所必备的控制进程包括以下几个:

(1)把定时器作为控制系统软启动以及软停车操作的主要控制器,让操作人员通过对定时器进行时间预设的操作,使控制系统依照预定的速度规则,自动的实现软启动和软停车过程。

(2)如果有停车要求时,控制系统可自动进行顺序断电操作。若遇突发情况导致的停车,控制系统也可直接切断系统中的所有电源,保证系统不会因此受到任何影响。其中,顺序断电需要借助定时器,其实现原理是: 依据操作人员预先设置好的时间,进行断电操作。

(3)利用“系统自检”功能,对整个控制系统的运行状态进行实时的监测与控制。倘若在监测与控制的过程当中,发现了系统中存在着的错误,那么该功能就会自动触发系统警报器,提示操作人员系统出现了问题。 如果,控制系统中不存在任何错误,那么该功能就会执行下一个任务,从而让其继续对系统的运行状态进行检测与控制。

(4)把定时器合理的运用到软件系统中,可以让可编程控制器在定时器的作用之下,实现自动起动或者是停止的操作。其具体表现在:当达到操作人员对定时器预置的时间之时,控制系统中的电机会在可编程控制器的作用下,开始实现运行,并在预置的某一时间段之内, 达到相应的预置转速。另外,可编程控制器也可以依据其自身的输出频率,对控制系统中调速电机的运行速度进行合理的控制。

3 机械电子式软启动装置控制系统研发的作用

机械电子式软启动装置控制系统的研发,不仅可以提高系统中负载的运行效率,还可以让整个控制系统实现无极调速的这一运行过程。由此可见,机械电子式软启动装置控制系统的研发,对我国各行各业来说,都有着一定的实质性应用价值。现对机械电子式软启动装置控制系统研发的作用进行简单的分析,并将其概括为以下几点:

(1)有利于提高施工钻进的生产效率;

(2)有利于企业对现场施工进行实施监测与控制, 以防止错误操作给整个生产线造成的影响;

(3)有利于降低钻井过程的生产成本;

(4)有利于促进我国钻探行业的进一步发展;

(5)有利于我国机械电子式软启动装置控制系统的创新;

(6)有利于提升我国钻井施工行业的整体水平。

4结语

告成矿钻探施工防尘设计研究 篇7

1 井田地质特征

告成井田含煤地层为石炭~二叠系。煤层主要赋存于石炭系太原组和二叠系山西组, 本溪组偶见煤层, 个别点可采。上、下石盒子组煤层赋存少而薄且多不可采。煤系地层总厚705.55m, 含煤20层, 平均厚11.65m, 含煤系数1.65%。井田内发育有滑动构造, 造成上、下盘之间地层走向、倾向之间有一定差异[1]。滑动构造下部煤系地层总体走向NE, 倾向NW, 倾角8~23°。如图1所示, 告成井田的滑动构造上盘位于朝阳沟背斜的南翼, 基本为一单斜构造。以朝阳沟河为界, 以东地层呈北东走向, 倾向北西, 倾角8~32°, 与下盘地层产状基本一致。朝阳沟河以西, 地层走向近东西, 倾向南偏西, 地层倾角10~49°, 与下盘地层相对而倾。井田内可采煤层 (二1、一1) 均赋存于滑动构造下盘。下盘总体为以断裂为主的单斜构造, 偶见次一级小褶曲。以付126线为界, 以东地层走向NE, 倾向NW, 以西由北东逐渐转为南北向, 倾角8~23°。勘查与采区地震、煤层采掘中, 共发现次级褶曲两条, 断层19条, 其中正断层11条, 逆断层8条。

2 告成矿粉尘特征分析

告成矿地质构造破坏严重, 其滑动构造致使煤层及其邻近岩层较为破碎, 产尘量较大。目前开采的煤层不仅瓦斯含量高, 煤尘可能参与瓦斯同时爆炸, 煤尘或瓦斯煤尘爆炸都将给矿山以突然性袭击, 酿成严重灾害。据告成井田精查期间委托河北省煤田地质公司化验室对二1煤层10个煤样进行的煤尘爆炸性试验结果及矿井生产中2002年4月16日煤炭科学研究总院重庆分院实验报告, 该区10个样品均显示有煤尘爆炸性, 因此粉尘防治便成了告成矿“一通三防”工作中的重点之一。

3 井下防尘措施研究

多年来我国煤矿一直侧重于对矿尘污染的末端治理, 多采用以风水为主的防尘技术措施, 随着科学技术的飞速发展, 认识到从矿尘的源头抓起, 控制矿尘源并减少矿尘源的产生以及实行生产的全过程控制是解决矿尘问题的根本途径。首先, 必先改革工艺设备和工艺操作方法, 从根本上杜绝矿尘问题的根本途径;其次, 必须改革工艺设备和工艺操作方法, 从根本上杜绝和减少有害物的产生以消除或控制尘源。在此基础上再采用合理的通风除尘措施, 建立严格的检查管理制度, 这样才能有效地防治粉尘[2]。

3.1 物理化学降尘

中国是从20世纪80年代开始试验并推广应用湿润剂等物理化学降尘技术的, 目前已在井下进行实验与应用的物理化学防尘方法主要有:水中降尘、泡沫除尘、磁化降尘及粘尘剂降尘等。矿山的综合除尘是指采用各种技术减少粉尘的产生量、降低空气中的粉尘浓度, 以防止粉尘对人体、矿山等产生危害的措施。

3.2 通风除尘

通风除尘是指通过风流的流动将井下作业点的悬浮矿尘带出, 降低作业场所的矿尘浓度, 因此搞好矿井通风工作能有效地稀释和及时地排出矿尘。

决定通风除尘效果的主要因素是风速及矿尘密度、粒度、形状、湿润程度等。风速过低, 粗粒矿尘将与空气分离下沉, 不易排出;风速过高, 能将落尘扬起, 增大矿内空气中的粉尘浓度。因此, 通风除尘效果是随风速的增加的, 而逐渐增加的, 达到最佳效果后, 如果再增大风速, 效果又开始下降。排除井巷中浮尘要有一定的风速。我们把能使呼吸性粉尘保持悬浮并随风运动而排出的最低风速称为最低排尘风速。同时, 我们把能最大限度排除浮尘而又不致使落尘二次飞扬的风速称为最优排尘风速。

3.3 湿式作业

湿式作业是利用水或其他液体, 使之与尘粒相接触而捕集粉尘的方法, 它是矿井综合防尘的主要技术措施之一, 具有所需设备简单、使用方便、费用较低和除尘效果较好等优点、缺点是增加了工作场所的湿度, 恶化了工作环境, 能影响煤矿产品的质量, 除缺水和严寒地区外, 一般煤矿应用较为广泛, 我国煤矿较成熟的经验是采取以湿式凿岩为主, 配合喷雾洒水、水封爆破和水炮泥以及煤层注水等防尘技术措施。

3.4 净化风流

净化风流是使井巷中含尘的空气通过一定的设施或设备, 将矿尘捕获的技术措施。目前使用较多的是水幕和湿式除尘装置。

3.5 个体防护

个体防护是指通过佩戴各种防护面具以减少吸入人体粉尘的一项补救措施。个体防护的用具主要有防尘口罩、防尘风罩、防尘帽、防尘呼吸器等, 其目的是使佩戴者能呼吸净化后的清洁空气而不影响正常工作。

矿井要求所有接触粉尘作业人员必须佩戴防尘口罩, 对防尘口罩的基本要求是:阻尘率高, 呼吸阻力和有害空间小, 佩戴舒适, 不妨碍视野, 普通纱布口罩阻尘率低, 呼吸阻力大, 潮湿后有不舒适的感觉, 应避免使用。防尘安全帽防治效果较好, 它可以截留99%以上的粉尘。此外压风呼吸器是一种隔绝式的新型个人和集体呼吸的防护装置。它利用的矿井压缩空气, 在经离心力作用脱去油雾和活性炭吸附净化过程后, 经减压阀同时向多人均衡配气以供呼吸。

4 钻探施工防尘装置设计

为有效解决煤层顶板破碎泥岩在回采时与煤随采随落的问题, 在21采区某上付巷高位钻场施工顶板注浆加固钻孔时采用风力排粉工艺, 施工过程中钻杆内高压风流携带大量粉尘进入钻场, 影响工人的身体健康, 污染钻场环境, 减弱能见度, 降低工作效率。

为做好井下钻探施工防尘工作, 创造更好的工作环境, 根据气流诱导分流原理, 相关技术人员研发了一种简易捕尘装置, 如下图所示, 该装置包括密闭橡胶垫、导向管、捕尘箱及内置洒水喷雾器。所述密闭橡胶垫夹在两法兰盘之间, 其开孔处能顺利穿过钻杆, 不影响钻杆的旋转前进工作, 并且橡胶垫的柔韧性能提高与钻杆外壁的封闭性, 当有少量粉尘从此处泄露时, 外部两根洒水喷雾器对准气流出口处强力喷水, 能够大大降低泄露粉尘的扩散范围;上述导向管与捕尘箱串联到一起接入套管管壁, 沿气流传动方向导向管与套管两者相交成锐角, 利于粉尘的诱导分流, 同时导向管与捕尘箱内置的多根洒水喷雾器不间断喷水, 水雾喷射方向与气流传动方向相同, 致使管道内部形成负压, 吸引气流进入导向管内, 使粉尘与水充分混合, 降低了粉尘的浓度, 残留的粉尘在挡尘带的阻碍下落入水流中被排出, 进一步降低其浓度, 起到良好的捕尘效果。该装置在整个风力排粉除尘施工中性能稳定, 操作简便, 能够很好解决钻进过程中的粉尘问题, 使工人免受粉尘的危害, 改善了工作环境, 弥补了风力排粉技术的缺点, 使其有了更广阔的运用空间, 具有一定的经济效益和社会效益。

5 结论

矿井粉尘治理是一项长期而艰巨的任务, 它不仅关系到职工的身心健康, 而且还影响到煤矿的经济效益、社会效益等一系列的问题, 采取有效的技术措施抑制和消除已产生和悬浮于空气中的粉尘, 是防治粉尘危害的最根本的方法。利用现有的技术条件和工具器械研发简便实用的捕尘降尘装置, 是防治粉尘危害的最直接的办法。为创造良好的工作环境, 提高作业场所的安全性, 实现对粉尘的控制, 是煤矿防尘工作的重要方向。

参考文献

[1]邵建刚.浅谈煤矿防尘管理技术[J].科技创新导报, 2011 (28) :108.