【摘 要】
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随着社会经济的高速发展,煤矿需求量不断提高。被称为工业粮食的煤炭,其开采效率直接影响着我国工业发展速度。虽然我国大力发展风能、太阳能等清洁能源,并在清洁能源领域取得了前所未有的进步,但清洁能源占我国能源总量的百分比微乎其微。因此,煤炭开采量以及开采效率仍然是制约我国经济发展的主要因素。我国不仅是煤炭消费大国,更是煤炭生产大国;然而,我国煤炭开采存在大量问题:井下开采环境安全系数低,施工人员安全得不
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随着社会经济的高速发展,煤矿需求量不断提高。被称为工业粮食的煤炭,其开采效率直接影响着我国工业发展速度。虽然我国大力发展风能、太阳能等清洁能源,并在清洁能源领域取得了前所未有的进步,但清洁能源占我国能源总量的百分比微乎其微。因此,煤炭开采量以及开采效率仍然是制约我国经济发展的主要因素。我国不仅是煤炭消费大国,更是煤炭生产大国;然而,我国煤炭开采存在大量问题:井下开采环境安全系数低,施工人员安全得不到保障;煤矿掘进与锚杆支护不能平行作业,且锚杆支护速度远远低于煤炭掘进速度,影响煤炭开采效率;锚杆支护机械化程度较低,支护工序仍采用人海战术等。针对施工人员安全无法得到保障、锚杆支护效率低等制约煤矿经济发展的效益因素,提出一种无线远程遥控控制、在煤矿掘进的同时能进行锚杆支护作业的矿用单轨悬挂锚杆钻车。该锚杆钻车遥控接收与发射装置控制系统以STM32F103微控制器作为控制核心,采用可视化设计,可通过手柄的液晶显示屏LCD观测井下工作环境情况;遥控装置硬件电路采用防雷和防浪涌设计,设计遵循矿用防爆标准,符合井下本质安全型设计要求;软件程序采用模块化设计,配合稳定性高的硬件电路,让遥控设备信号传输距离更远更稳定,信号传输距离最远可达100m。基于PLC稳定性好、可靠性高等特点,电气控制系统采用PLC进行控制。通过PLC接收无线远程遥控手柄信号,将信号进行处理和转换,通过数字式比例阀放大器将信号传输到电液比例控制阀,实现对锚杆钻车钻进动作控制;PLC输入输出电路采用信号隔离器进行信号隔离,防止信号干扰;同时,采用相序继电器和ARD2F智能电动机保护装置对三相交流电机进行控制,防止油泵电机过流、过压、反转造成事故发生。矿用单轨悬挂锚杆钻车液压系统的稳定性关系到锚杆支护效率,因此对锚杆钻车液压系统进行设计与Amesim仿真;根据井下支护工况确定钻车液压控制回路,运用Amesim软件的液压库Hydraulic、机械库Mechanical、运动库、信号库Singal Control、液压元器件设计库HCD等进行建模仿真;对液压系统的各液压缸、摆动马达、液压马达、液压控制阀等设置仿真参数,运行仿真进一步验证了液压系统设计的可行性。
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