煤矿井下钻机排渣除尘装置与系统研究

崔万豪

doi:10.13436/j.mkjx.202603009

煤矿机械 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (3) : 43 -48. DOI: 10.13436/j.mkjx.202603009

煤矿井下钻机排渣除尘装置与系统研究

崔万豪

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摘要

针对煤矿井下钻机施工中排渣效率低、有害气体监测滞后及粉尘污染严重等问题，提出一种集成自动化排渣除尘、有害气体实时监测与精准控制的智能系统。通过构建由螺旋排渣装置、沉渣罐、排气罐及多类型传感器组成的硬件平台，结合基于STM微控制器的多总线通信架构，实现了沉渣重量、气体浓度的动态采集与联动控制。创新性设计了上下压板式称重传感装置，通过螺栓平衡调节与紧固联接，解决了钻机振动环境下检测精度不足的难题；针对电动蝶阀高精度控制需求，建立直流伺服电动机与蝶阀机械系统的数学模型，提出前馈补偿与PID结合的复合控制策略，采用Simulink进行联合仿真。该系统通过阈值判定逻辑（沉渣重量不小于40 kg触发排渣蝶阀全开、瓦斯浓度不小于8 m³/t启动排气蝶阀）实现自适应调控，并基于QT开发了集成传感器状态监测、阀开度对比显示及手动干预功能的GUI界面。现场应用表明，该系统排渣效率提升25%，除尘率达95%以上，有害气体超限响应时间小于5 s，显著提升了井下钻机作业的安全性与环保性，为智能矿山建设提供了技术支撑。