矿用防爆柴油机关键技术研究现状与前景
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摘 要：本文主要针对矿用防爆柴油机关键技术的研究现状进行分析与探讨。具体从矿用柴油机的进气防爆系统、排气防爆系、安全系统三个方面来分别阐述。明确我国当前矿用柴油机的防爆原理，通过分析和探讨，笔者认为当前我国使用的矿用防爆柴油机还其存在以下不足：第一点是发动机工作效率慢、费油，第二点是安全系统亟待更新，第三点是废气排放问题严重，第四点是加强高新科技的应用。针对以上问题笔者提出相关建议，首先是加强高新科技的应用，其次是降低废气排放，旨为我国的矿用防爆柴油机的研发提供理论依据。
关键词：矿用防爆柴油机 关键技术 防爆系统 防爆原理
中图分类号：TD684 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）08（c）-0075-02
我国的煤炭储存量在世界上排名靠前，随着社会的发展，各个国家对于煤炭的需求量都在逐渐升高，煤炭资源的地位与日俱增。我国对于煤炭的开采最早要追溯到二战时期。随着时代的发展，我国很多地区都发现了大量的煤炭储藏地。建国以来，随着科学技术发展，煤炭开采技术也在不断的更新换代。矿用防爆柴油机具有马力大、功率高以及能够适应多种环境等优点。但是当前矿用防爆柴油机还存在着一些不足。例如，在长时间使用后就会出现进气少，排气困难等现象，严重缩短其使用寿命。因此我国矿用防爆柴油机的研发还有很长一段路要走。
1 矿用防爆柴油机的进气防爆系统
进气防爆系统对于矿用防爆柴油机整个系统有着至关重要的作用。热理论是当前学术公认的进气系统的工作原理。国外早在20世纪初就有人对进气防爆系统进行了相关研究，并且研究出了防爆系统的相关原理的计算公式。我国对此研究时间偏晚，但是也取得了一定的成就，在进气防爆系统的相关参数上和相关标准上进行了修订[1]。并且对进气防爆装置中的火焰速度与淬火时间之间的关系进行了相关研究。对于进气阻火器流动性方面，这是整个进气防爆系统的关键，因此我国相关研究很多。不仅指定了很多改进方案和仿真分析，而且对其还进行了多方面的优化。
2 矿用防爆柴油机的排气防爆系统
排气防爆系统是矿用防爆柴油机整个系统中最复杂的，也是科技含量最高的部分。该部分的研究具有重要意义。当前我国对于排气防爆系统的冷却系统的研究处于世界领先地位，尤其是在近些年，我国在该方面的研究取得了突破性进展，不仅补足以前冷却效果差、冷却速度慢等缺陷，而且经过更新换代已经更新出散热速度快、效率高的排气防爆系统的冷却系统。对于废弃处理系统的研究当前还处于攻关阶段。随着社会的发展，国民对于环境保护意识逐渐加强，对于矿用防爆柴油机产生的废气一直是受到大众诟病的方面。因此在近些年，世界各国已经加快废气系统的研究。我国在这方面也进行了相关研究，目前正处于技术攻坚阶段。
3 矿用防爆柴油机的安全保护系统
任何器械的安全问题都是该机械的重要关注问题。尤其是矿用防爆柴油机这类关乎生命安全的器械。在此之前，由于矿用防爆柴油机的安全系统出现问题而造成的意外事故出现过多次。该类问题不容忽视。矿用防爆柴油机的安全系统主要采用传感器的工作原理，对柴油机的温度变化、工作异常情况进行实时监控，进而达到安全保护的目的。对于该方面的研究，我国已经有一套相对成熟的技术体系，不仅在矿用防爆柴油机上得以应用，在其他领域也广泛应用，并取得良好效果。
4 当前我国矿用防爆柴油机关键技术的不足
4.1 发动机工作效率慢、费油
当前我国矿场上使用的矿用防爆柴油机均具有工作效率慢、费油问题。发动机的效率慢，不仅会导致生产力低，投入加大，更关键是还会造成现有资源的浪费。这需要我国的有关科研机构加大科研力度，增加资金投入，加快新能源的开发和利用，尽快找到可再生、清洁的替代能源。尽快研究出适合当前矿场生产需求的矿用防爆柴油机。
4.2 安全系统亟待更新
矿用防爆柴油机的安全系统一直是科研重点攻关的难题。安全高于一切，任何时候安全话题都是不可替代的热点话题，安全问题也是所用用人单位和个人最关注的问题。对于矿用防爆柴油机的安全问题这里面主要有几个原因：首先是矿用防爆柴油机本身的安全性还存在漏洞，使得其未到使用寿命年限就产生安全性问题。其次是很多时候是矿工操作不当造成的[2]。因此除了矿用防爆柴油机自身的安全系数之外，正确的操作和规范的使用更是重中之重。对于安全系统的更新迫在眉睫，不仅要对预警系统进行更新，还要对其工作中的错误使用进行相应的预警，这样才能够保障矿用防爆柴油机使用寿命大大增加，提高其使用安全系数。对于具体操作柴油机的工人来讲，必须要经过严格的筛选和培训才能够上岗工作，使其能够科学规范使用仪器，降低其故障率。
4.3 废气排放问题未得到有效解决
为了追求经济的发展，全球很多国家不惜以牺牲环境为代价来换取经济效益。这对于当今环保的要求是相背离了。矿用防爆柴油机的废弃排放问题一直是空气污染的重要问题，近些年，我国对此进行了相关研究，到目前为止，虽然已经取得了巨大进步，但是还未得到完全解决。这不仅是我国面临的重要问题，对于世界发达国家也存在着类似问题。很多发达国家为了避免环境污染的产生，对于柴油机的使用进行了限制，对其使用时间、使用年限、使用数量进行了严格的规定。虽然这样做可以在一定程度上的解决废气排放问题，但是这种方法制约了生产效率，增加了生产成本，并没有从根本上对其废气排放问题得到彻底的解决。这就要求世界各国对此高度重视，在现有给柴油机添加废气处理水箱、引射式废气处理装置来降低废气排放量的基础上，应当加强对柴油机科研的投入，加大力度，在保证柴油机自身性能理想、可以排放废气的前提下，致力研发出一种在降低废气排放量的同时，降低机器温度效果好、整体性价比高的废气排放装置，争取早日研究出解决方法。
4.4 加强高新科技的应用
当前很多高新科技已经在很多领域得以应用。包括人工智能、电子遥控等高尖端技术的发展[3]。煤矿产业一直是我国经济的重要支柱，对于其最开始的开采阶段，更应该加大科技投入。将高科技加入到矿用防爆柴油机的使用中去，可以有效规避其弊端，增加矿用防爆柴油机的工作效率，提高矿用防爆柴油机的使用寿命。
5 对于矿用防爆柴油机关键技术研究的建議
5.1 注重高科技的应用
当前我国各项高科技的研发和应用均取得重要进展，对于高新技术的推广还有一段路要走。将矿用防爆柴油机研发与高科技相结合，将新型安全防爆系统与矿用柴油机结合，提高其安全系数。其次还要注重新能源的开发和利用，利用新能源代替传统柴油，既可以减少不可再生能源的消耗，又可以降低大气污染。
5.2 降低废气排放
废气排放是关系到全世界生态问题，是当前各个国家最关注的污染问题之一，这一问题得不到有效解决，生态环境将面临着持续破坏。对于矿用防爆柴油机加强对排放废气的过滤，或者采用废气转化，将有害气体转化为普通大气气体，加强对废气净化设备的应用与监管，环保部门加大力度进行逐一排查，对于违规排放废气的设备和使用者采取严肃处理。
6 结语
通过笔者对于矿用防爆柴油机的进气防爆系统、排气防爆系统和安全保护系统进行简单的分析和探讨认为当前我国的矿用防爆柴油机的应用还存在发动机工作效率慢、费油、安全系统亟待更新、废气排放问题为未得到有效解决、加强高新科技的应用等问题亟待解决和研究。最后要加强高新科技的应用。针对以上问题笔者提出相关建议，首先是加强高新科技的应用，其次是降低废气排放。
参考文献
[1] 谭飞，鲍久圣，葛世荣，等.矿用防爆柴油机关键技术研究现状与展望[J].煤炭科学技术，2018，46（9）：181-187.
[2] 张强.矿用防爆柴油机尾气污染控制技术研究[J].中国管理信息化，2017（22）：119-120.
[3] 罗银俊.新型矿用防爆柴油机特性研究[J].机械工程师，2017（6）：97-98.
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