煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)機(jī)電設(shè)備設(shè)計(jì)的研究與分析

薛志新

摘 要 煤礦機(jī)電是礦井生產(chǎn)環(huán)節(jié)的重要組成部分，礦井內(nèi)部的每一個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)都與之息息相關(guān)。礦區(qū)的機(jī)電設(shè)備的設(shè)計(jì)與安裝直接關(guān)系到煤礦安全生產(chǎn)。本文以某礦區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)機(jī)電設(shè)備為討論對(duì)象，通過(guò)理論和實(shí)例的綜合，探討了現(xiàn)代化煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)中機(jī)電設(shè)備設(shè)計(jì)的方法與措施。為以后的技術(shù)改造和其他礦區(qū)的設(shè)計(jì)提供了參考，也為保障煤礦井下工作人員的人生安全提供了保障。

關(guān)鍵詞 煤礦 生產(chǎn)系統(tǒng) 機(jī)電設(shè)備 設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)：TD822 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

一、現(xiàn)代化煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)的組成

龐大、復(fù)雜的礦區(qū)是由各個(gè)小部分組成而來(lái)，其主要組成部分是運(yùn)煤系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、運(yùn)料排矸系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、供電系統(tǒng)以及空壓系統(tǒng)、灌漿系統(tǒng)、瓦斯抽排放系統(tǒng)等。每個(gè)部分中都相關(guān)的機(jī)電設(shè)備參與生產(chǎn)。必須認(rèn)真考慮該礦區(qū)的地質(zhì)、水文特點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)。

二、礦井生產(chǎn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)探討

（一）通風(fēng)系統(tǒng)。

通風(fēng)方式與供風(fēng)距離是設(shè)計(jì)過(guò)程中的重要部分。某礦區(qū)具體的設(shè)計(jì)是兩掘進(jìn)頭均采用壓入式通風(fēng)，最長(zhǎng)供風(fēng)距離為1000米。兩頭各配一臺(tái)大功率局部扇風(fēng)機(jī)作為主要通風(fēng)機(jī)。專(zhuān)供電源為主要通風(fēng)機(jī)供電。風(fēng)筒吊掛在巷道運(yùn)煤設(shè)備的一側(cè)，吊掛要平直整齊，不影響運(yùn)輸和行人。風(fēng)筒出風(fēng)口到煤頭距離：炮掘不大于10 m；綜掘不大于5m。遇巷道超高，頂部要采取防瓦斯積聚措施。掘進(jìn)頭的風(fēng)速要控制在0.25—4m/s之間，風(fēng)筒出風(fēng)口風(fēng)量達(dá)到規(guī)定，風(fēng)機(jī)安裝地點(diǎn)風(fēng)量不得低于規(guī)定，保證不發(fā)生循環(huán)通風(fēng)。進(jìn)、回風(fēng)巷同時(shí)掘進(jìn)按通風(fēng)部 “進(jìn)、回風(fēng)巷同時(shí)掘進(jìn)局部通風(fēng)管理措施”執(zhí)行。合理的通風(fēng)路線設(shè)計(jì)應(yīng)該是如下：

1、進(jìn)風(fēng)順槽路線：新鮮風(fēng)流→局部通風(fēng)機(jī)→風(fēng)筒→礦井下順槽工作面工作面→軌道下山→上部車(chē)場(chǎng)→東軌道→中央回風(fēng)上山→風(fēng)井。

2、回風(fēng)順槽：新鮮風(fēng)流→局部通風(fēng)機(jī)→風(fēng)筒→礦井上順槽工作面→東軌道→東軌道→中央回風(fēng)上山→風(fēng)井。

采煤工作面風(fēng)量計(jì)算應(yīng)該按照通風(fēng)路線來(lái)進(jìn)行計(jì)算回采工作面實(shí)際需要風(fēng)量，應(yīng)按瓦斯、二氧化碳涌出量和爆破后的有害氣體產(chǎn)生量以及工作面氣溫、風(fēng)速和人數(shù)等規(guī)定分別進(jìn)行計(jì)算，然后取其中最大值。低瓦斯礦井的采煤工作面按氣象條件或瓦斯涌出量確定需要風(fēng)量，其計(jì)算公式為：

Q采=Q基本譑采高譑采面長(zhǎng)譑溫度

式中：Q采——采煤工作面需要風(fēng)量，m3/min；

Q基本——不同采煤方式工作面所需的基本風(fēng)量，m3/min；

Q基本——工作面的控頂距墜ぷ髏嫻氖導(dǎo)什篩還墜ぷ髏嬗行Ф廈？0%資室朔縊？不小于1m/s），m3/min；

K采高——回采工作面采高調(diào)整系數(shù)，取K采高=1.5

K采面長(zhǎng)——回采工作面長(zhǎng)度調(diào)整系數(shù)，本礦井綜采面長(zhǎng)度一般為180～200m，可取K長(zhǎng)=1.2

K溫——回采工作面溫度調(diào)整系數(shù)，放頂煤工作面空氣溫度正常在20～30℃，因此可選取 K溫=1.0

（二）瓦斯防治工作。

某公司的礦區(qū)現(xiàn)水平歷年瓦斯來(lái)源分析后對(duì)瓦斯等級(jí)實(shí)際鑒定均為低沼氣礦井，工作面瓦斯來(lái)源主要為工作面老空區(qū)和工作面采煤機(jī)落煤和放煤時(shí)。整體來(lái)看，工作面正常生產(chǎn)落煤及放頂煤時(shí)，礦井瓦斯涌出量略有加大，礦井產(chǎn)量是影響瓦斯涌出量的主要因素。該礦區(qū)回采工作面采用上行通風(fēng)，因此回采工作面上隅角、巷道冒高點(diǎn)、采掘機(jī)械落煤部、停風(fēng)、無(wú)風(fēng)區(qū)、放炮落煤過(guò)程等是發(fā)生瓦斯積存的區(qū)域，為該礦區(qū)的重點(diǎn)防治區(qū)域。

根據(jù)該地域的情況需要建立完善可靠的安全監(jiān)控系統(tǒng)。嚴(yán)格按照《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)及檢測(cè)儀器使用管理規(guī)范》（AQ1029-2007）新規(guī)定進(jìn)一步完善安全監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)井下瓦斯實(shí)現(xiàn)24小時(shí)監(jiān)測(cè)。針對(duì)回采工作面上隅角容易積聚瓦斯的特點(diǎn)采取風(fēng)幛引風(fēng)法、抽出式風(fēng)機(jī)抽排法、壓入式風(fēng)機(jī)吹散法和水槍噴水引排瓦斯的治理方案。工作面風(fēng)量必須控制在1000m3/min以上，測(cè)風(fēng)人員對(duì)采面風(fēng)量每天測(cè)定一次并及時(shí)調(diào)整，保證通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定。

（三）防塵系統(tǒng)。

煤礦的礦塵主要是巖塵和煤塵，能污染工作場(chǎng)所，危害人體健康，甚至引起塵肺病和皮膚??；能加速機(jī)械的磨損，縮短精密儀表的使用時(shí)間，降低工作場(chǎng)所的可見(jiàn)度，使工傷事故增多；煤塵在一定條件下還可以發(fā)生爆炸，釀成嚴(yán)重的災(zāi)害。某礦區(qū)煤塵具有爆炸性，爆炸指數(shù)為25%～30%左右。通風(fēng)除塵通風(fēng)除塵是稀釋和排出工作地點(diǎn)懸浮粉塵，防止過(guò)量積累的有效措施。提高排塵風(fēng)速，粒徑稍大的塵粒也能懸浮并被排走，同時(shí)增強(qiáng)了稀釋作用。在產(chǎn)塵量一定的條件下，礦塵濃度將隨之降低。當(dāng)風(fēng)速增加到1.5～2 m/s時(shí)，作業(yè)地點(diǎn)的礦塵將降到最低值，故稱(chēng)最優(yōu)排塵風(fēng)速。風(fēng)速再增高時(shí)，揚(yáng)起沉降的礦塵，使風(fēng)流中的含塵濃度增高。在產(chǎn)塵量高，礦塵比重大，通風(fēng)條件比較困難的作業(yè)地點(diǎn)，可適當(dāng)增大排塵風(fēng)速。使風(fēng)流中含塵濃度小于允許濃度時(shí)所需的風(fēng)量可按下式計(jì)算：

Q = （m3/s）

式中 G——產(chǎn)塵強(qiáng)度，mg/s；

C——礦塵允許允許濃度，mg/m3；

C0——進(jìn)風(fēng)流中的礦塵濃度，要求不超過(guò)0.5mg/m3，工作面的最高允許風(fēng)速為4m/s。

三、總結(jié)

隨著技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)煤礦行業(yè)的一次次革新， 礦區(qū)機(jī)電設(shè)備的管理工作變得更加突出和迫在眉睫。本文主要討論礦區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)的三個(gè)部分是礦區(qū)最關(guān)鍵的三個(gè)部分，從源頭做起才能減輕消防部分的壓力。不斷強(qiáng)化機(jī)電管理， 才能保證礦井安全、高效、可持續(xù)發(fā)展。需要一支成熟且具有高水平的隊(duì)伍，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)的機(jī)電設(shè)備認(rèn)真管理，合理的設(shè)計(jì)配備專(zhuān)業(yè)人員才是煤企發(fā)展的道路?！?/p>

（作者單位：潞安新疆煤化工（集團(tuán)）有限公司一礦綜采隊(duì)）