煤礦機(jī)電運(yùn)輸系統(tǒng)設(shè)備選型要點及適應(yīng)性改造研究

＊杜文華

（山西省節(jié)能中心有限公司 山西 030045）

1.煤礦機(jī)電與運(yùn)輸

(1)煤礦機(jī)電與運(yùn)輸系統(tǒng)

煤礦機(jī)電與運(yùn)輸，分礦山供電和礦山運(yùn)輸兩大部分。在煤礦生產(chǎn)中，機(jī)電設(shè)備需要擔(dān)負(fù)輸煤的任務(wù)、運(yùn)輸物資（如錨桿，錨索，需管炸藥等）和人員的任務(wù)。運(yùn)輸過程中，運(yùn)輸系統(tǒng)配合完成運(yùn)輸任務(wù)，并形成多個運(yùn)輸子系統(tǒng)，不同的子系統(tǒng)之間聯(lián)系緊密，進(jìn)入一個更大的系統(tǒng)。在同級別子系統(tǒng)之間存在水平鏈路，使不同層次的子系統(tǒng)之間存在著垂直關(guān)聯(lián)，形成了復(fù)雜的運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)。因此，有必要以集中的方式監(jiān)控生產(chǎn)過程中的各子系統(tǒng)。

(2)機(jī)電運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境相對惡劣

煤礦在開采的過程中，機(jī)電運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境相對惡劣，加強(qiáng)電氣設(shè)備安全性能管理相當(dāng)重要。采煤作業(yè)過程中，各環(huán)節(jié)的礦用產(chǎn)品必須嚴(yán)格把控，必須符合安全標(biāo)準(zhǔn)，杜絕使用淘汰和殘次的機(jī)電設(shè)備、電纜。因此，提高煤礦的供電安全保障水平，煤礦企業(yè)要保證供電可靠，供電不少于兩回路，對低壓饋電開關(guān)的漏電、過電流和接地保護(hù)等多種排查監(jiān)管維護(hù)，實驗記錄要存檔備查。

2.煤礦機(jī)電運(yùn)輸系統(tǒng)設(shè)備應(yīng)用

(1)井下防排水裝置

在煤礦開采過程中，底層開采與地下水流入，容易發(fā)生突水事故，帶來經(jīng)濟(jì)損失和人員的安全事故，因此，需要安置井下排水裝置，及時把流入巷道和工作面的積水排出地表。在礦井開采生產(chǎn)中，礦井必須配備3臺水泵用于工作備用和維護(hù)。排水設(shè)備必須滿足以下要求：①規(guī)定工作水泵的排水能力，在20h內(nèi)排除礦井24h的正常涌水量，保證水泵的能力是正常涌水量的1.2倍；②配置工作排水管和備用排水管，排水管能力容量應(yīng)與之匹配；③工作水泵排澇時備用水管的容量應(yīng)與工作水泵和備用水泵的排量相匹配，礦井每年應(yīng)進(jìn)行1次性能試驗。目前，新型的煤礦機(jī)械針對技術(shù)方面有很大的進(jìn)步，礦井下自動排水控制裝置近一步的完善了礦井下的排水系統(tǒng)，能夠?qū)Φ叵滤粰z測，并對閥體進(jìn)行自動開關(guān)完成礦井下自動排水。

(2)提升運(yùn)輸機(jī)配電設(shè)備的能力

煤礦運(yùn)輸中，煤礦機(jī)械、電氣設(shè)備和設(shè)施是煤礦生產(chǎn)的基礎(chǔ)。礦井開采工作，提升機(jī)電設(shè)備主要包括供電及電氣設(shè)備，其作用直接聯(lián)系井下的開采生產(chǎn)與運(yùn)作。礦井運(yùn)輸機(jī)電設(shè)備必須安裝保險裝置和提升機(jī)后備保護(hù)裝置。提升機(jī)電氣控制系統(tǒng)、液壓機(jī)械制動系統(tǒng)必須可靠，各種鎖緊關(guān)系正確，制動能力滿足操作要求。特種升降機(jī)和混合提升系統(tǒng)應(yīng)每年進(jìn)行一次設(shè)備性能測試，提升系統(tǒng)至少每三年進(jìn)行一次性能測量。保險裝置必須符合下列要求：①防止過卷裝置；②防止超速裝置；③過載和欠壓保護(hù)；④限速裝置；⑤深度指示器故障保護(hù)裝置。

3.煤礦機(jī)電運(yùn)輸設(shè)備適應(yīng)性技術(shù)改造

為進(jìn)一步提高經(jīng)濟(jì)效益與綜合競爭力，現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)企業(yè)不僅需要提高煤礦產(chǎn)量、擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，同時還應(yīng)加快機(jī)電運(yùn)輸設(shè)備的技術(shù)改造，優(yōu)化機(jī)電運(yùn)輸設(shè)備的結(jié)構(gòu)。從經(jīng)濟(jì)合理、專業(yè)科學(xué)的角度，制定、設(shè)計相應(yīng)的技術(shù)改造方案與計劃，淘汰款式老舊、性能差、有損壞的機(jī)電運(yùn)輸設(shè)備，結(jié)合市場選擇相應(yīng)先進(jìn)的設(shè)備作為補(bǔ)充。

加快機(jī)電運(yùn)輸設(shè)備信息化建設(shè)。設(shè)備的選型、安裝和調(diào)試以及設(shè)備的使用和維護(hù)都要進(jìn)一步信息化，進(jìn)行包機(jī)責(zé)任制的制度。設(shè)備維護(hù)與質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)。作為煤礦生產(chǎn)的基本保障，應(yīng)逐步建立起機(jī)電運(yùn)輸設(shè)備運(yùn)行維護(hù)的相應(yīng)保障體系，形成一套系統(tǒng)完善的工作流程和業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，奠定好的運(yùn)行基礎(chǔ)。

4.煤礦機(jī)電運(yùn)輸設(shè)備系統(tǒng)選型要點

(1)煤礦井下皮帶輸送機(jī)選型

帶式運(yùn)輸機(jī)由運(yùn)輸帶、滾筒、拉緊裝置等部分組成，運(yùn)輸帶主要是運(yùn)行運(yùn)輸，完成物品的裝置輸送任務(wù)。煤礦井在煤礦的加工作業(yè)過程中，帶式輸送機(jī)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，但其安全生產(chǎn)以及能給企業(yè)帶來的經(jīng)濟(jì)損耗問題較為突出。因此，在設(shè)備的配置選型中，機(jī)電功率設(shè)計要求重視輸送帶的安置、連接調(diào)試等環(huán)節(jié)。根據(jù)其地質(zhì)條件和巷道參數(shù)進(jìn)行設(shè)計。其選型設(shè)計主要分析掌握對應(yīng)的原則和計算方法；根據(jù)已知的工作條件和原始數(shù)據(jù)設(shè)計計算及驗算，帶速與寬度、輸送能力、物料性質(zhì)、寬度和輸送線路等考慮輸送機(jī)裝置類型。計算帶速較高的選擇為輸送量大、帶速寬的設(shè)備；在選擇帶式輸送時，考慮物料和環(huán)境條件、人工配料稱重、犁式卸料使用等工作條件。

圖1

另外還應(yīng)保證設(shè)備的安全性能、使用壽命、產(chǎn)品特性以及接頭性能，通過阻燃、靜電、防水等測試，保證安全系統(tǒng)性能和高效運(yùn)作能力。運(yùn)輸過程中，了解工況并計算阻力，包括卸料車、輸送帶翻轉(zhuǎn)、犁式卸料器等多種阻力計算設(shè)計選擇，利用簡便規(guī)范的公式計算，減少錯誤出現(xiàn)。帶式輸送機(jī)拉緊裝置的位置，決定輸送帶在拉緊滾筒兩端的張力。

(2)礦井電機(jī)車的選型設(shè)計

礦井電機(jī)車是煤礦生產(chǎn)必備的基礎(chǔ)設(shè)備，也是礦井生產(chǎn)系統(tǒng)重要機(jī)電設(shè)備之一。其煤礦井主要使用的電機(jī)車分為：架線式電機(jī)車和蓄電池電機(jī)車兩種供電類型，根據(jù)礦井運(yùn)輸?shù)膶嶋H情況，從成本高低、設(shè)備適用性能、用電效率情況、故障維修等方面對比，兩種設(shè)備都具備不同的優(yōu)劣勢之分，使用較為廣泛的還是架線式電機(jī)車。除此之外，礦井輸送過程中，礦車也是使用數(shù)量大的設(shè)備，礦用機(jī)電車包括電氣和機(jī)械兩大部分，可細(xì)分為車架、軸箱和輪對、彈簧托架、撒沙系統(tǒng)、制動裝置、連接緩沖裝置等組成。在滿足礦井的運(yùn)輸需要時，礦井軌道線路鋪設(shè)對礦井開采作業(yè)的限制及生產(chǎn)能力有著很大的影響，因此，礦井軌道鋪設(shè)需要考慮電機(jī)車在生產(chǎn)過程中的運(yùn)行是否符合承受力和路基行車等要求，按標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定設(shè)計礦井軌道組成質(zhì)量，保證礦井軌道的安全管理。隨著煤礦生產(chǎn)的不斷發(fā)展，機(jī)械化程度的提高，機(jī)電設(shè)備的使用在煤礦開采生產(chǎn)中占據(jù)重要地位，為保證煤礦機(jī)電運(yùn)輸系統(tǒng)的穩(wěn)定高效運(yùn)行，需要定期安排礦用機(jī)電車輛的維護(hù)排查及故障處理。

(3)礦井提升機(jī)選型設(shè)計

礦井提升機(jī)設(shè)備，是煤礦開采運(yùn)輸中最重要的核心設(shè)備，也是礦井下開采與地面運(yùn)輸工作聯(lián)系的主要工具。

圖2

煤礦作業(yè)大都在戶外特殊環(huán)境下進(jìn)行，礦井設(shè)備的選型與礦井位置、交通氣象、地形地貌、水文地質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造等有密切相關(guān)的聯(lián)系。需要精密計算和考察測量，根據(jù)實際情況探測礦井可采層和儲量，規(guī)劃礦井開采方式，開采水平及開采方法?，F(xiàn)階段主要使用礦井提升機(jī)，按照《煤礦安全規(guī)程》選擇提升容器的容量大小，是確定鋼絲繩子、提升機(jī)、電動機(jī)的主要參數(shù)，需要估計提升時間，計算單次提升和容量容器，提升鋼絲繩的安全系數(shù)。提升機(jī)的選擇除了確認(rèn)滾筒直徑、對無尾繩系數(shù)最大張力、最大靜張力差外，還需要估算電動機(jī)功率、電壓及轉(zhuǎn)速都是否滿足需求。提升機(jī)與井筒的位置安裝，需確認(rèn)提升機(jī)軸線與井筒中心線的距離，算出井架的高度，使提升機(jī)的能力不斷提高。

5.結(jié)語

隨著煤炭工業(yè)的快速發(fā)展，機(jī)電設(shè)備在煤礦中的應(yīng)用將越來越普及，煤礦對于我國的國民經(jīng)濟(jì)越來越重要。隨著社會的發(fā)展，煤礦機(jī)械化程度會越來越高，設(shè)備管理也越來越必要。機(jī)械設(shè)備的投入和集約化管理不僅帶來了效率，且大大降低了工人的勞動強(qiáng)度，改善了煤礦生產(chǎn)的新環(huán)境，提高了工作效率。