煤矿机电运输系统设备选型要点及适应性改造研究

＊杜文华

（山西省节能中心有限公司 山西 030045）

1.煤矿机电与运输

(1)煤矿机电与运输系统

煤矿机电与运输，分矿山供电和矿山运输两大部分。在煤矿生产中，机电设备需要担负输煤的任务、运输物资（如锚杆，锚索，需管炸药等）和人员的任务。运输过程中，运输系统配合完成运输任务，并形成多个运输子系统，不同的子系统之间联系紧密，进入一个更大的系统。在同级别子系统之间存在水平链路，使不同层次的子系统之间存在着垂直关联，形成了复杂的运输网络。因此，有必要以集中的方式监控生产过程中的各子系统。

(2)机电运输系统运行环境相对恶劣

煤矿在开采的过程中，机电运输系统运行环境相对恶劣，加强电气设备安全性能管理相当重要。采煤作业过程中，各环节的矿用产品必须严格把控，必须符合安全标准，杜绝使用淘汰和残次的机电设备、电缆。因此，提高煤矿的供电安全保障水平，煤矿企业要保证供电可靠，供电不少于两回路，对低压馈电开关的漏电、过电流和接地保护等多种排查监管维护，实验记录要存档备查。

2.煤矿机电运输系统设备应用

(1)井下防排水装置

在煤矿开采过程中，底层开采与地下水流入，容易发生突水事故，带来经济损失和人员的安全事故，因此，需要安置井下排水装置，及时把流入巷道和工作面的积水排出地表。在矿井开采生产中，矿井必须配备3台水泵用于工作备用和维护。排水设备必须满足以下要求：①规定工作水泵的排水能力，在20h内排除矿井24h的正常涌水量，保证水泵的能力是正常涌水量的1.2倍；②配置工作排水管和备用排水管，排水管能力容量应与之匹配；③工作水泵排涝时备用水管的容量应与工作水泵和备用水泵的排量相匹配，矿井每年应进行1次性能试验。目前，新型的煤矿机械针对技术方面有很大的进步，矿井下自动排水控制装置近一步的完善了矿井下的排水系统，能够对地下水位检测，并对阀体进行自动开关完成矿井下自动排水。

(2)提升运输机配电设备的能力

煤矿运输中，煤矿机械、电气设备和设施是煤矿生产的基础。矿井开采工作，提升机电设备主要包括供电及电气设备，其作用直接联系井下的开采生产与运作。矿井运输机电设备必须安装保险装置和提升机后备保护装置。提升机电气控制系统、液压机械制动系统必须可靠，各种锁紧关系正确，制动能力满足操作要求。特种升降机和混合提升系统应每年进行一次设备性能测试，提升系统至少每三年进行一次性能测量。保险装置必须符合下列要求：①防止过卷装置；②防止超速装置；③过载和欠压保护；④限速装置；⑤深度指示器故障保护装置。

3.煤矿机电运输设备适应性技术改造

为进一步提高经济效益与综合竞争力，现代煤矿生产企业不仅需要提高煤矿产量、扩大生产规模，同时还应加快机电运输设备的技术改造，优化机电运输设备的结构。从经济合理、专业科学的角度，制定、设计相应的技术改造方案与计划，淘汰款式老旧、性能差、有损坏的机电运输设备，结合市场选择相应先进的设备作为补充。

加快机电运输设备信息化建设。设备的选型、安装和调试以及设备的使用和维护都要进一步信息化，进行包机责任制的制度。设备维护与质量监控系统的建设。作为煤矿生产的基本保障，应逐步建立起机电运输设备运行维护的相应保障体系，形成一套系统完善的工作流程和业务标准，奠定好的运行基础。

4.煤矿机电运输设备系统选型要点

(1)煤矿井下皮带输送机选型

带式运输机由运输带、滚筒、拉紧装置等部分组成，运输带主要是运行运输，完成物品的装置输送任务。煤矿井在煤矿的加工作业过程中，带式输送机已经得到广泛应用，但其安全生产以及能给企业带来的经济损耗问题较为突出。因此，在设备的配置选型中，机电功率设计要求重视输送带的安置、连接调试等环节。根据其地质条件和巷道参数进行设计。其选型设计主要分析掌握对应的原则和计算方法；根据已知的工作条件和原始数据设计计算及验算，带速与宽度、输送能力、物料性质、宽度和输送线路等考虑输送机装置类型。计算带速较高的选择为输送量大、带速宽的设备；在选择带式输送时，考虑物料和环境条件、人工配料称重、犁式卸料使用等工作条件。

图1

另外还应保证设备的安全性能、使用寿命、产品特性以及接头性能，通过阻燃、静电、防水等测试，保证安全系统性能和高效运作能力。运输过程中，了解工况并计算阻力，包括卸料车、输送带翻转、犁式卸料器等多种阻力计算设计选择，利用简便规范的公式计算，减少错误出现。带式输送机拉紧装置的位置，决定输送带在拉紧滚筒两端的张力。

(2)矿井电机车的选型设计

矿井电机车是煤矿生产必备的基础设备，也是矿井生产系统重要机电设备之一。其煤矿井主要使用的电机车分为：架线式电机车和蓄电池电机车两种供电类型，根据矿井运输的实际情况，从成本高低、设备适用性能、用电效率情况、故障维修等方面对比，两种设备都具备不同的优劣势之分，使用较为广泛的还是架线式电机车。除此之外，矿井输送过程中，矿车也是使用数量大的设备，矿用机电车包括电气和机械两大部分，可细分为车架、轴箱和轮对、弹簧托架、撒沙系统、制动装置、连接缓冲装置等组成。在满足矿井的运输需要时，矿井轨道线路铺设对矿井开采作业的限制及生产能力有着很大的影响，因此，矿井轨道铺设需要考虑电机车在生产过程中的运行是否符合承受力和路基行车等要求，按标准的规定设计矿井轨道组成质量，保证矿井轨道的安全管理。随着煤矿生产的不断发展，机械化程度的提高，机电设备的使用在煤矿开采生产中占据重要地位，为保证煤矿机电运输系统的稳定高效运行，需要定期安排矿用机电车辆的维护排查及故障处理。

(3)矿井提升机选型设计

矿井提升机设备，是煤矿开采运输中最重要的核心设备，也是矿井下开采与地面运输工作联系的主要工具。

图2

煤矿作业大都在户外特殊环境下进行，矿井设备的选型与矿井位置、交通气象、地形地貌、水文地质、地质构造等有密切相关的联系。需要精密计算和考察测量，根据实际情况探测矿井可采层和储量，规划矿井开采方式，开采水平及开采方法。现阶段主要使用矿井提升机，按照《煤矿安全规程》选择提升容器的容量大小，是确定钢丝绳子、提升机、电动机的主要参数，需要估计提升时间，计算单次提升和容量容器，提升钢丝绳的安全系数。提升机的选择除了确认滚筒直径、对无尾绳系数最大张力、最大静张力差外，还需要估算电动机功率、电压及转速都是否满足需求。提升机与井筒的位置安装，需确认提升机轴线与井筒中心线的距离，算出井架的高度，使提升机的能力不断提高。

5.结语

随着煤炭工业的快速发展，机电设备在煤矿中的应用将越来越普及，煤矿对于我国的国民经济越来越重要。随着社会的发展，煤矿机械化程度会越来越高，设备管理也越来越必要。机械设备的投入和集约化管理不仅带来了效率，且大大降低了工人的劳动强度，改善了煤矿生产的新环境，提高了工作效率。