煤礦生產系統機電設備設計的研究與分析

薛志新

摘 要 煤礦機電是礦井生產環節的重要組成部分，礦井內部的每一個生產環節都與之息息相關。礦區的機電設備的設計與安裝直接關系到煤礦安全生產。本文以某礦區生產系統機電設備為討論對象，通過理論和實例的綜合，探討了現代化煤礦生產系統中機電設備設計的方法與措施。為以后的技術改造和其他礦區的設計提供了參考，也為保障煤礦井下工作人員的人生安全提供了保障。

關鍵詞 煤礦 生產系統 機電設備 設計

中圖分類：TD822 文獻標識碼：A

一、現代化煤礦生產系統的組成

龐大、復雜的礦區是由各個小部分組成而來，其主要組成部分是運煤系統、通風系統、運料排矸系統、排水系統、供電系統以及空壓系統、灌漿系統、瓦斯抽排放系統等。每個部分中都相關的機電設備參與生產。必須認真考慮該礦區的地質、水文特點來設計。

二、礦井生產系統的設計探討

（一）通風系統。

通風方式與供風距離是設計過程中的重要部分。某礦區具體的設計是兩掘進頭均采用壓入式通風，最長供風距離為1000米。兩頭各配一臺大功率局部扇風機作為主要通風機。專供電源為主要通風機供電。風筒吊掛在巷道運煤設備的一側，吊掛要平直整齊，不影響運輸和行人。風筒出風口到煤頭距離：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。掘進頭的風速要控制在0.25—4m/s之間，風筒出風口風量達到規定，風機安裝地點風量不得低于規定，保證不發生循環通風。進、回風巷同時掘進按通風部 “進、回風巷同時掘進局部通風管理措施”執行。合理的通風路線設計應該是如下：

1、進風順槽路線：新鮮風流→局部通風機→風筒→礦井下順槽工作面工作面→軌道下山→上部車場→東軌道→中央回風上山→風井。

2、回風順槽：新鮮風流→局部通風機→風筒→礦井上順槽工作面→東軌道→東軌道→中央回風上山→風井。

采煤工作面風量計算應該按照通風路線來進行計算回采工作面實際需要風量，應按瓦斯、二氧化碳涌出量和爆破后的有害氣體產生量以及工作面氣溫、風速和人數等規定分別進行計算，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量，其計算公式為：

Q采=Q基本譑采高譑采面長譑溫度

式中：Q采——采煤工作面需要風量，m3/min；

Q基本——不同采煤方式工作面所需的基本風量，m3/min；

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

K采高——回采工作面采高調整系數，取K采高=1.5

K采面長——回采工作面長度調整系數，本礦井綜采面長度一般為180～200m，可取K長=1.2

K溫——回采工作面溫度調整系數，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。

某公司的礦區現水平歷年瓦斯來源分析后對瓦斯等級實際鑒定均為低沼氣礦井，工作面瓦斯來源主要為工作面老空區和工作面采煤機落煤和放煤時。整體來看，工作面正常生產落煤及放頂煤時，礦井瓦斯涌出量略有加大，礦井產量是影響瓦斯涌出量的主要因素。該礦區回采工作面采用上行通風，因此回采工作面上隅角、巷道冒高點、采掘機械落煤部、停風、無風區、放炮落煤過程等是發生瓦斯積存的區域，為該礦區的重點防治區域。

根據該地域的情況需要建立完善可靠的安全監控系統。嚴格按照《煤礦安全監控系統及檢測儀器使用管理規范》（AQ1029-2007）新規定進一步完善安全監控系統，對井下瓦斯實現24小時監測。針對回采工作面上隅角容易積聚瓦斯的特點采取風幛引風法、抽出式風機抽排法、壓入式風機吹散法和水槍噴水引排瓦斯的治理方案。工作面風量必須控制在1000m3/min以上，測風人員對采面風量每天測定一次并及時調整，保證通風系統穩定。

（三）防塵系統。

煤礦的礦塵主要是巖塵和煤塵，能污染工作場所，危害人體健康，甚至引起塵肺病和皮膚病；能加速機械的磨損，縮短精密儀表的使用時間，降低工作場所的可見度，使工傷事故增多；煤塵在一定條件下還可以發生爆炸，釀成嚴重的災害。某礦區煤塵具有爆炸性，爆炸指數為25%～30%左右。通風除塵通風除塵是稀釋和排出工作地點懸浮粉塵，防止過量積累的有效措施。提高排塵風速，粒徑稍大的塵粒也能懸浮并被排走，同時增強了稀釋作用。在產塵量一定的條件下，礦塵濃度將隨之降低。當風速增加到1.5～2 m/s時，作業地點的礦塵將降到最低值，故稱最優排塵風速。風速再增高時，揚起沉降的礦塵，使風流中的含塵濃度增高。在產塵量高，礦塵比重大，通風條件比較困難的作業地點，可適當增大排塵風速。使風流中含塵濃度小于允許濃度時所需的風量可按下式計算：

Q = （m3/s）

式中 G——產塵強度，mg/s；

C——礦塵允許允許濃度，mg/m3；

C0——進風流中的礦塵濃度，要求不超過0.5mg/m3，工作面的最高允許風速為4m/s。

三、總結

隨著技術的發展推動煤礦行業的一次次革新， 礦區機電設備的管理工作變得更加突出和迫在眉睫。本文主要討論礦區生產系統的三個部分是礦區最關鍵的三個部分，從源頭做起才能減輕消防部分的壓力。不斷強化機電管理， 才能保證礦井安全、高效、可持續發展。需要一支成熟且具有高水平的隊伍，對整個生產系統的各個環節的機電設備認真管理，合理的設計配備專業人員才是煤企發展的道路。□

（作者單位：潞安新疆煤化工（集團）有限公司一礦綜采隊）