浅谈煤矿地面生产系统设计

程鹏红　张青花

摘 要：结合多年从事机制专业设计的相关工作经验，详细介绍了煤炭地面生产系统设计的内容、规范及其在工程项目设计中的重要性，为完成生产系统设计提供参考和借鉴。

关键词：地面生产系统；煤质；煤加工；工艺布置；辅助设施

中图分类号：TD22 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）06-0039-01

煤炭在我国一定时期的能源结构中占据主导地位，因而煤矿的机械化开采、运输和地面的深加工尤为重要。地面生产系统设计即煤炭的运输和深加工。煤炭属于地下资源，大部分位于山区，这些地方地形、地质比较复杂。利用地形、地质条件，设计出最合理、经济效益最高、环保效果最好的方案对煤矿地面生产具有重要的意义。为了获得最佳设计方案，在设计过程中，不仅要实时了解矿山所在地的经济状况、风俗文化和运输条件等，更重要的是，要详细了解和分析项目中煤质的各种特性和各成分参数，作为后期煤炭深加工的依据。

在实际的项目设计中，矿井和选煤厂的地面生产系统设计工作大致包括煤质资料分析（根据煤质分析结果列出煤的工业用途）、煤的加工、生产系统设计和辅助设施四个阶段。每个阶段并不相互独立，而是互相影响、互相牵制的，在每一阶段的工作中，都要考虑该阶段对其他阶段的影响。总之，一个符合现代化要求的矿井或选煤厂，除了需要先进的开采技术外，合理的工艺布置和先进的设备也是至关重要的。

1 煤质资料分析

依据地质报告列出的煤物理性质、宏观煤岩特征、显微煤岩特征、煤的变质程度和煤质特征表，再结合煤炭质量分级和中国煤炭分类国家标准，将项目所在地煤种进行分类，了解煤含硫量的高低、是否进行筛选，再进行筛选试验，得出可选性评价和可选性曲线。综上煤质资料分析，可以得出煤含硫量的高低、是否可选、煤的种类和工业用途。

2 煤加工

2.1 工艺系统选址及工作制度

根据甲方提供的实测地形图，选出合理且能兼顾整个项目工业场地的工艺布置范围。在选取工作制度时，不仅要考虑到企业的生产效率，也得考虑工人工作时间和工作条件，一般选择每年工作330 d，每天生产16 h的工作制度，每天3班，其中2班生产，1班检修。

2.2 排矸工艺

井下煤田地质结构复杂，开采条件特殊，因而井下煤运输至地面或多或少都夹杂着矸石和杂物，如何将原煤中的矸石和杂物分离出来也是工艺生产中的重要环节。原煤排矸根据矸石量的大小可以分为人工捡矸和机械排矸两种，夹矸量不同则排矸方式就不同，不同的排矸方式对应着不同的工艺系统布置。

3 生产工艺设计

地面生产系统设计属于矿井整体设计的一部分，其流程主要有方案设计、可行性研究报告、初步设计、施工图设计和主要建筑物等方面。

3.1 方案设计

煤质资料分析结果将显示煤的含硫量高低，确定煤的种类和工业用途。根据结果，结合实测地形图，配合相关专业，制订出相应的设计方案。简单列出相应方案的优、缺点进行比较，选用较合理的两三个方案再进一步设计。

3.2 可行性研究报告

可行性研究报告的主要目的是：对方案设计阶段遴选出的2～3个方案进行详细的对比，了解各方案的优、缺点，给出各个建筑物和相关配套设施的概预算，再进行经济比较分析，选出最经济、最合理、最符合实际的方案，用于下一步设计。

3.3 初步设计

生产系统初步设计不能作为施工的依据，但可以作为施工图设计的依据。初步设计中会呈现工程的整体布局、投资大小、建构筑物的整体尺寸、设备型号参数和设备选型计算等。

3.4 施工图设计

施工图是现场施工的依据，所以施工图设计是整个矿井地面生产系统设计环节中最重要的一环。施工图设计要求严格按照国家及行业相关规范、安全规范来设计。只有各专业设计人员相互配合、密切合作，才能设计出完美的作品，为整个矿井地面生产系统设计画上圆满的句号。

3.5 主要建筑物

地面生产系统主要建筑物包括井口房、带式输送机走廊、排矸车间、主厂房、浓缩池和储装运系统（主要有储煤场、返煤地道、筒仓等）。

4 辅助设施

矿井和选煤厂的辅助设施包括：①机械设备修理车间。根据不同的设备修理可分为相应的修理工段，包括起重设备、切削设备和锻压设备等。②设备库。主要用于起吊和维修一些大型设备。③坑木加工房。设备主要有木工带锯机、自动带锯磨锯机、自动双面木工刨床等。④煤样室和化验室。用于对煤质的化验。

5 结束语

开发煤炭资源的核心是井下开采和地面加工，因而地面生产系统设计就成为了整个工业场地设计中的重中之重。地面生产系统的内容与机制专业，自然地形条件，其他相关的总图、电气、暖通、给排水、建筑等相关专业有着密切的联系。由于在设计中要考虑到诸多因素，所以设计方案并不是唯一的，最佳设计方案的选择其实就是一个多方案比对、优化的过程，所以地面生产系统设计是一个反复修改的过程，因为各设计阶段相互影响、相互牵制。只有严格按照国家及行业相关设计规范、安全规程，在反复的修改中优化，才能得到布局合理、系统优化的完美设计。

参考文献

[1]晋城煤业集团实训教材编委会.晋城煤业集团矿井运输实训教材[M].徐州：中国矿业大学出版社，2008.

[2]袁纽.运输机械设计选用手册[M].北京：化学工业出版社，1999.

〔编辑：李珏〕