煤礦機電設備選型設計淺談

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摘要:本文在分析煤礦機電設備選型現狀的基礎上，結合筆者的實際工作經驗，論述了煤礦機電設備選型現存的困難和解決辦法。

關鍵詞:煤礦機電設備選型;準則;具體意見

近年來，我國經濟蓬勃發(fā)展，對煤炭的需求量也在不斷地增加。為了確保社會經濟持續(xù)進步，必須不斷提升煤炭企業(yè)的工作效率。機電設備是煤礦生產的基礎，其選型的合理性一定程度上決定了煤炭的開采量以及生產活動的安全性。20世紀八九十年代以來，我國的煤礦機電設備迅猛發(fā)展，但是與發(fā)達國家相比還有著很大的差距。對煤礦機電設備選擇恰當的型號，可以提高煤礦生產效率，縮小與發(fā)達國家的距離。

1煤礦機電設備的組成部分

煤礦生產活動用到的煤礦機械設備、電氣設備就稱為煤礦機電設備。通常所使用的煤礦機電設備有:(1)開采設備。我國的開采工藝歷經了從爆破采煤到普通機械化式采煤，到采煤工作面全部生產過程機械化的進程，自傳統工藝至高新綜采技術的進步，不論是在技術層面，還是在安全方面，都有了很大的改善。(2)運輸設備。煤炭運輸設備包括刮板輸送機、帶式輸送機、軌道、礦車、礦用機車及輔助運輸設備等。(3)提升設備。其作用為順著井筒把所需的物質提到地面，如煤炭、矸子，同時還可以升降人員、設備，把物質下放到井底等。礦井提升設備的構成:提升機、提升用的鋼絲繩、提升的容器、天輪、井架和裝卸載相關設備。(4)排水設備。用途是將礦水及時排送至地面，為井下創(chuàng)造良好的環(huán)境，確保安全生產。礦山排水設備的構成:水泵、電動機、啟動設備、吸排水管路、和相關測量儀表等。(5)通風設備。通風的目的是把清新的空氣送至井下，把污風排出去，使工人們在安全的條件下工作。(6)壓氣設備。在生產建設中，壓縮空氣可作動力使用，用來啟動各種風動機械，還可以作為各種氣體實驗，以及分離氣體的原材料。壓氣設備就是把壓縮好的空氣經管道送到各個需要用氣的場地。(7)安全監(jiān)測監(jiān)控設備。煤礦重大災害事故的發(fā)生具有突發(fā)性、災難性和破壞性等特點，對煤礦生產活動進行監(jiān)控管理可以有效預防事故的發(fā)生。(8)抽取瓦斯的設備。在煤礦的各種災難事故中，瓦斯爆炸最為嚴重，70%以上的事故都與瓦斯有關。瓦斯抽放設備就是采用專門的設備把煤層、采空區(qū)中的可燃氣抽出或排出。(9)電氣設備。礦用電氣設備一般要求具有防爆的性能。對電氣設備的其他要求還有密封性好、防水防潮。(10)供電設備。煤礦生產供電設備主要由變壓器，高低壓開關，電纜，移動變電站和磁力啟動器等組成。礦井應設置雙電源線路，如果其中的一條回路出現問題而不能供電時，那么還可以由另外一條線路承擔礦井的供電任務。煤炭的開采量，社會經濟的發(fā)展都受煤礦機電設備的影響。機電設備的型號多種多樣，并且都成套配置。這意味著機電設施的選型紛繁復雜且變化多端。選擇不同的型號，就會帶來不一樣的生產效果。

2煤礦機電設備選型遵循的準則

煤礦機電設備選型需要遵循的準則有工藝先進性、生產實用性、成本最低等。工藝先進性指設備的生產效率是否提高，產品質量是否有所保證，工作年限是否拉長，操作是否安全，以及設備是否滿足綠色環(huán)保的標準等。生產實用性指設備是否符合當地的煤炭地質條件，再結合產品的購置要求進行選購。成本最低指設備在滿足生產許可等安全條件下，進行科學實地調查研究后，通過公開招聘的方式決定生產廠家，力求在滿足生產安全要求的條件下成本最低。

3煤礦機電設備選型的具體意見

(1)煤礦采掘設備選型。①掘進設備的選型。為了達到預期的結果，礦用掘進設備的選擇務必要恰當。倘若我們選了一個生產能力過大的型號，那么這是一種浪費的現象;倘若我們選了一個生產能力達不到要求的型號，過小，則會完不成生產任務。于是，一般都是在綜合考慮礦井、采區(qū)的所處境況后，選擇一個恰當的設備型號。只有選型的結果恰當了，開采工作才會順利進行，礦井的生產任務才能完成。一般來講，工作面的生產能力要比掘進工作面配套設備的生產能力略低。為了使所選的機械設備型號能夠保證工作面的快速推進，可以參考我國及外國的先進工作面設計，各掘進設備協調使用確保掘進的需求。②綜合機械化采煤成套設備選型。綜采成套設備包括采煤機、刮板輸送機、液壓支架、轉載機、破碎機、帶式輸送機、乳化液泵站及噴霧泵站等。其中采煤機、刮板輸送機、液壓支架是綜合機械化采煤的主要設備。綜采設備整體配套的目的，一是要解決各配套設備單機間的生產能力相匹配，以及空間幾何關系的配套問題;二是要確保成套設備的性能與采煤工藝互相吻合。因此，設備的配套使用，是完成綜合機械化采煤的要求。特別是做好工作面“三機”———采煤機、刮板輸送機、液壓支架的配套實驗，確保各設備能夠正常工作、互不影響，所有的綜采配套設備到達煤礦后，組裝完畢后試著運行一下，發(fā)現問題隨時和廠家溝通。(2)礦山運輸設備的選型。礦山運輸是煤炭生產過程中特別關鍵的一環(huán)。在礦山運輸中，如果運送的是煤炭，則稱為主要運輸;如果運輸的是為煤礦生產服務的，則稱為輔助運輸。如果按生產的工作方式和環(huán)境條件分類，可以分為地面運輸和井下運輸。運輸設備主要有刮板輸送機、帶式輸送機、電機車等。(3)礦井提升設備選型設計。提升設備選型設計的主要內容有:第一步，選擇提升容器(箕斗、罐籠);第二步，選擇提升鋼絲繩(一般選用6×19);第三步，根據提升機滾筒直徑選擇提升機;第四步，根據天輪直徑選擇天輪;第五步，計算提升機的相對位置;第六步，提升設備運動學及動力學計算;第七步，電動機容量的驗算;第八步，計算提升設備的電耗。(4)礦井排水設備的選型。經過實地的調查煤礦生產的環(huán)境條件，選擇設計合理的供排水系統方案，然后安裝工程所需的供水和排水設備。(5)礦井通風設備的選型。通風選型設計的基本目標是選擇合理的通風機的型號(葉輪直徑)，確定電動機的容量及型號，以及計算通風機的工況點等。礦井通風設備的正常工作，一定程度上決定著煤礦能否安全生產，以及礦井的電力電耗和生產成本。(6)礦井壓氣設備選型設計。選擇礦山壓氣設備的原則是務必在礦井的整個工作年限內，為遠距離的工作面以及用氣量大的工作面提供充足的壓力和壓縮空氣，同時力求在設備的前期投入和工作期間成本最低。(7)供電系統設計。①供電回路數的擬定。采區(qū)機電設備的負荷情況，決定了采區(qū)的供電回路數。假如停電后，只是降低了開采量，既不會造成綜采面和掘進面機電設備的損壞，也不會給工作人員帶來危險，這時就可以選用單回路供電，不用額外配置供電回路，否則應設置兩條電源回路。目前一般選用兩條電源回路，當其中一條發(fā)生故障停止供電時，由另外一條擔負礦井的供電任務。②電壓等級的擬定。通常，在一個供電系統中，采區(qū)變電所的干線電壓為6000伏特左右，而支線電壓大概在660伏特至1140伏特范圍變化。當負荷稍大時，還可以考慮選用1140伏特的電壓。如果設備的負荷中等水平，結合操作境況確定。例如內蒙古鄂爾多斯的平安煤礦綜采工作面的采煤機電壓等級為3300伏特。

4煤礦機電設備的管理

(1)全方位提升機電設備的管理。煤礦機電設備的管理應貫徹整個生產過程的始終。從領導層面講，務必要高度重視機電設備的治理，這是完善機電設備治理的癥結所在，建立起一套設備管理理論，并且具備一定的維修能力，力求設備的使用壽命更長、使用維修費用更低;而專業(yè)技術人員作為設備治理工作的主體，開展形式多樣的業(yè)務培訓，提升業(yè)務管理水平;同時結合企業(yè)的經濟狀況，通過加薪等方式最大程度地調動人員的工作積極性，不斷提升機電設備的管理能力。(2)建立、完善、貫徹各項規(guī)章制度。正所謂國有國法，家有家規(guī)，機電設備的管理首先要建立起一套規(guī)章制度，給煤礦的生產管理制定一個統一的標準，大力推進煤礦機電標準化工作。完善機電設備的管理，就是要擬定和檢察機電設備的使用計劃，如更換、購買、轉換、維修和配件，堅持全面、全過程管理，這對煤炭企業(yè)的發(fā)展很有幫助。最后，要把各項規(guī)章制度落實到位才能使制度發(fā)揮其效用。煤礦機電設備管理的對象是設備，實施規(guī)章制度必須以管理、使用、維修設備為出發(fā)點。(3)不斷開拓創(chuàng)新。各機電設備間都是成套組合起來使用。綜合機械化采煤機械的使用，需要成熟的生產線，限制煤炭的開采量，提高煤炭的開采質量，同時嚴防安全事故的發(fā)生，使煤礦生產向著更安全、產能更高、效率更高的方向發(fā)展。在煤炭生產作業(yè)中，優(yōu)先選用具有先進技術的機電設備，不斷開拓創(chuàng)新。

5結語

內蒙古是煤炭大省，全區(qū)煤炭保有資源儲量為4110．65億噸，占全國總量的26．24%，居全國第一位。煤炭行業(yè)在內蒙古的經濟發(fā)展中至關重要。但諸多要素制約著內蒙煤炭行業(yè)的發(fā)展，比如煤礦機電設備的選型問題。本文對煤礦機電設備的選型問題進行了說明概括，從中可以得知，選用科學恰當的煤礦機電設備型號可以促進煤炭行業(yè)的發(fā)展，我們有必要對機電設備選型問題開展持續(xù)性的探究，這具有重要的意義。借鑒國內外先進的機電設備技術，促進內蒙煤炭行業(yè)的發(fā)展進步，為我國的現代化建設做出貢獻。

作者:賈穎 賈風軍 單位:內蒙古科技大學礦業(yè)與煤炭學院