煤矿生产系统机电设备设计的研究与分析

薛志新

摘 要 煤矿机电是矿井生产环节的重要组成部分，矿井内部的每一个生产环节都与之息息相关。矿区的机电设备的设计与安装直接关系到煤矿安全生产。本文以某矿区生产系统机电设备为讨论对象，通过理论和实例的综合，探讨了现代化煤矿生产系统中机电设备设计的方法与措施。为以后的技术改造和其他矿区的设计提供了参考，也为保障煤矿井下工作人员的人生安全提供了保障。

关键词 煤矿 生产系统 机电设备 设计

中图分类：TD822 文献标识码：A

一、现代化煤矿生产系统的组成

庞大、复杂的矿区是由各个小部分组成而来，其主要组成部分是运煤系统、通风系统、运料排矸系统、排水系统、供电系统以及空压系统、灌浆系统、瓦斯抽排放系统等。每个部分中都相关的机电设备参与生产。必须认真考虑该矿区的地质、水文特点来设计。

二、矿井生产系统的设计探讨

（一）通风系统。

通风方式与供风距离是设计过程中的重要部分。某矿区具体的设计是两掘进头均采用压入式通风，最长供风距离为1000米。两头各配一台大功率局部扇风机作为主要通风机。专供电源为主要通风机供电。风筒吊挂在巷道运煤设备的一侧，吊挂要平直整齐，不影响运输和行人。风筒出风口到煤头距离：炮掘不大于10 m；综掘不大于5m。遇巷道超高，顶部要采取防瓦斯积聚措施。掘进头的风速要控制在0.25—4m/s之间，风筒出风口风量达到规定，风机安装地点风量不得低于规定，保证不发生循环通风。进、回风巷同时掘进按通风部 “进、回风巷同时掘进局部通风管理措施”执行。合理的通风路线设计应该是如下：

1、进风顺槽路线：新鲜风流→局部通风机→风筒→矿井下顺槽工作面工作面→轨道下山→上部车场→东轨道→中央回风上山→风井。

2、回风顺槽：新鲜风流→局部通风机→风筒→矿井上顺槽工作面→东轨道→东轨道→中央回风上山→风井。

采煤工作面风量计算应该按照通风路线来进行计算回采工作面实际需要风量，应按瓦斯、二氧化碳涌出量和爆破后的有害气体产生量以及工作面气温、风速和人数等规定分别进行计算，然后取其中最大值。低瓦斯矿井的采煤工作面按气象条件或瓦斯涌出量确定需要风量，其计算公式为：

Q采=Q基本譑采高譑采面长譑温度

式中：Q采——采煤工作面需要风量，m3/min；

Q基本——不同采煤方式工作面所需的基本风量，m3/min；

Q基本——工作面的控顶距坠ぷ髅娴氖导什筛還坠ぷ髅嬗行Ф厦？0%资室朔缢？不小于1m/s），m3/min；

K采高——回采工作面采高调整系数，取K采高=1.5

K采面长——回采工作面长度调整系数，本矿井综采面长度一般为180～200m，可取K长=1.2

K温——回采工作面温度调整系数，放顶煤工作面空气温度正常在20～30℃，因此可选取 K温=1.0

（二）瓦斯防治工作。

某公司的矿区现水平历年瓦斯来源分析后对瓦斯等级实际鉴定均为低沼气矿井，工作面瓦斯来源主要为工作面老空区和工作面采煤机落煤和放煤时。整体来看，工作面正常生产落煤及放顶煤时，矿井瓦斯涌出量略有加大，矿井产量是影响瓦斯涌出量的主要因素。该矿区回采工作面采用上行通风，因此回采工作面上隅角、巷道冒高点、采掘机械落煤部、停风、无风区、放炮落煤过程等是发生瓦斯积存的区域，为该矿区的重点防治区域。

根据该地域的情况需要建立完善可靠的安全监控系统。严格按照《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》（AQ1029-2007）新规定进一步完善安全监控系统，对井下瓦斯实现24小时监测。针对回采工作面上隅角容易积聚瓦斯的特点采取风幛引风法、抽出式风机抽排法、压入式风机吹散法和水枪喷水引排瓦斯的治理方案。工作面风量必须控制在1000m3/min以上，测风人员对采面风量每天测定一次并及时调整，保证通风系统稳定。

（三）防尘系统。

煤矿的矿尘主要是岩尘和煤尘，能污染工作场所，危害人体健康，甚至引起尘肺病和皮肤病；能加速机械的磨损，缩短精密仪表的使用时间，降低工作场所的可见度，使工伤事故增多；煤尘在一定条件下还可以发生爆炸，酿成严重的灾害。某矿区煤尘具有爆炸性，爆炸指数为25%～30%左右。通风除尘通风除尘是稀释和排出工作地点悬浮粉尘，防止过量积累的有效措施。提高排尘风速，粒径稍大的尘粒也能悬浮并被排走，同时增强了稀释作用。在产尘量一定的条件下，矿尘浓度将随之降低。当风速增加到1.5～2 m/s时，作业地点的矿尘将降到最低值，故称最优排尘风速。风速再增高时，扬起沉降的矿尘，使风流中的含尘浓度增高。在产尘量高，矿尘比重大，通风条件比较困难的作业地点，可适当增大排尘风速。使风流中含尘浓度小于允许浓度时所需的风量可按下式计算：

Q = （m3/s）

式中 G——产尘强度，mg/s；

C——矿尘允许允许浓度，mg/m3；

C0——进风流中的矿尘浓度，要求不超过0.5mg/m3，工作面的最高允许风速为4m/s。

三、总结

随着技术的发展推动煤矿行业的一次次革新， 矿区机电设备的管理工作变得更加突出和迫在眉睫。本文主要讨论矿区生产系统的三个部分是矿区最关键的三个部分，从源头做起才能减轻消防部分的压力。不断强化机电管理， 才能保证矿井安全、高效、可持续发展。需要一支成熟且具有高水平的队伍，对整个生产系统的各个环节的机电设备认真管理，合理的设计配备专业人员才是煤企发展的道路。□

（作者单位：潞安新疆煤化工（集团）有限公司一矿综采队）