煤礦機(jī)電設(shè)備選型設(shè)計(jì)淺談

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摘要:本文在分析煤礦機(jī)電設(shè)備選型現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，結(jié)合筆者的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，論述了煤礦機(jī)電設(shè)備選型現(xiàn)存的困難和解決辦法。

關(guān)鍵詞:煤礦機(jī)電設(shè)備選型;準(zhǔn)則;具體意見(jiàn)

近年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展，對(duì)煤炭的需求量也在不斷地增加。為了確保社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)進(jìn)步，必須不斷提升煤炭企業(yè)的工作效率。機(jī)電設(shè)備是煤礦生產(chǎn)的基礎(chǔ)，其選型的合理性一定程度上決定了煤炭的開(kāi)采量以及生產(chǎn)活動(dòng)的安全性。20世紀(jì)八九十年代以來(lái)，我國(guó)的煤礦機(jī)電設(shè)備迅猛發(fā)展，但是與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有著很大的差距。對(duì)煤礦機(jī)電設(shè)備選擇恰當(dāng)?shù)男吞?hào)，可以提高煤礦生產(chǎn)效率，縮小與發(fā)達(dá)國(guó)家的距離。

1煤礦機(jī)電設(shè)備的組成部分

煤礦生產(chǎn)活動(dòng)用到的煤礦機(jī)械設(shè)備、電氣設(shè)備就稱(chēng)為煤礦機(jī)電設(shè)備。通常所使用的煤礦機(jī)電設(shè)備有:(1)開(kāi)采設(shè)備。我國(guó)的開(kāi)采工藝歷經(jīng)了從爆破采煤到普通機(jī)械化式采煤，到采煤工作面全部生產(chǎn)過(guò)程機(jī)械化的進(jìn)程，自傳統(tǒng)工藝至高新綜采技術(shù)的進(jìn)步，不論是在技術(shù)層面，還是在安全方面，都有了很大的改善。(2)運(yùn)輸設(shè)備。煤炭運(yùn)輸設(shè)備包括刮板輸送機(jī)、帶式輸送機(jī)、軌道、礦車(chē)、礦用機(jī)車(chē)及輔助運(yùn)輸設(shè)備等。(3)提升設(shè)備。其作用為順著井筒把所需的物質(zhì)提到地面，如煤炭、矸子，同時(shí)還可以升降人員、設(shè)備，把物質(zhì)下放到井底等。礦井提升設(shè)備的構(gòu)成:提升機(jī)、提升用的鋼絲繩、提升的容器、天輪、井架和裝卸載相關(guān)設(shè)備。(4)排水設(shè)備。用途是將礦水及時(shí)排送至地面，為井下創(chuàng)造良好的環(huán)境，確保安全生產(chǎn)。礦山排水設(shè)備的構(gòu)成:水泵、電動(dòng)機(jī)、啟動(dòng)設(shè)備、吸排水管路、和相關(guān)測(cè)量?jī)x表等。(5)通風(fēng)設(shè)備。通風(fēng)的目的是把清新的空氣送至井下，把污風(fēng)排出去，使工人們?cè)诎踩臈l件下工作。(6)壓氣設(shè)備。在生產(chǎn)建設(shè)中，壓縮空氣可作動(dòng)力使用，用來(lái)啟動(dòng)各種風(fēng)動(dòng)機(jī)械，還可以作為各種氣體實(shí)驗(yàn)，以及分離氣體的原材料。壓氣設(shè)備就是把壓縮好的空氣經(jīng)管道送到各個(gè)需要用氣的場(chǎng)地。(7)安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控設(shè)備。煤礦重大災(zāi)害事故的發(fā)生具有突發(fā)性、災(zāi)難性和破壞性等特點(diǎn)，對(duì)煤礦生產(chǎn)活動(dòng)進(jìn)行監(jiān)控管理可以有效預(yù)防事故的發(fā)生。(8)抽取瓦斯的設(shè)備。在煤礦的各種災(zāi)難事故中，瓦斯爆炸最為嚴(yán)重，70%以上的事故都與瓦斯有關(guān)。瓦斯抽放設(shè)備就是采用專(zhuān)門(mén)的設(shè)備把煤層、采空區(qū)中的可燃?xì)獬槌龌蚺懦觥?9)電氣設(shè)備。礦用電氣設(shè)備一般要求具有防爆的性能。對(duì)電氣設(shè)備的其他要求還有密封性好、防水防潮。(10)供電設(shè)備。煤礦生產(chǎn)供電設(shè)備主要由變壓器，高低壓開(kāi)關(guān)，電纜，移動(dòng)變電站和磁力啟動(dòng)器等組成。礦井應(yīng)設(shè)置雙電源線(xiàn)路，如果其中的一條回路出現(xiàn)問(wèn)題而不能供電時(shí)，那么還可以由另外一條線(xiàn)路承擔(dān)礦井的供電任務(wù)。煤炭的開(kāi)采量，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展都受煤礦機(jī)電設(shè)備的影響。機(jī)電設(shè)備的型號(hào)多種多樣，并且都成套配置。這意味著機(jī)電設(shè)施的選型紛繁復(fù)雜且變化多端。選擇不同的型號(hào)，就會(huì)帶來(lái)不一樣的生產(chǎn)效果。

2煤礦機(jī)電設(shè)備選型遵循的準(zhǔn)則

煤礦機(jī)電設(shè)備選型需要遵循的準(zhǔn)則有工藝先進(jìn)性、生產(chǎn)實(shí)用性、成本最低等。工藝先進(jìn)性指設(shè)備的生產(chǎn)效率是否提高，產(chǎn)品質(zhì)量是否有所保證，工作年限是否拉長(zhǎng)，操作是否安全，以及設(shè)備是否滿(mǎn)足綠色環(huán)保的標(biāo)準(zhǔn)等。生產(chǎn)實(shí)用性指設(shè)備是否符合當(dāng)?shù)氐拿禾康刭|(zhì)條件，再結(jié)合產(chǎn)品的購(gòu)置要求進(jìn)行選購(gòu)。成本最低指設(shè)備在滿(mǎn)足生產(chǎn)許可等安全條件下，進(jìn)行科學(xué)實(shí)地調(diào)查研究后，通過(guò)公開(kāi)招聘的方式?jīng)Q定生產(chǎn)廠(chǎng)家，力求在滿(mǎn)足生產(chǎn)安全要求的條件下成本最低。

3煤礦機(jī)電設(shè)備選型的具體意見(jiàn)

(1)煤礦采掘設(shè)備選型。①掘進(jìn)設(shè)備的選型。為了達(dá)到預(yù)期的結(jié)果，礦用掘進(jìn)設(shè)備的選擇務(wù)必要恰當(dāng)。倘若我們選了一個(gè)生產(chǎn)能力過(guò)大的型號(hào)，那么這是一種浪費(fèi)的現(xiàn)象;倘若我們選了一個(gè)生產(chǎn)能力達(dá)不到要求的型號(hào)，過(guò)小，則會(huì)完不成生產(chǎn)任務(wù)。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(gè)恰當(dāng)?shù)脑O(shè)備型號(hào)。只有選型的結(jié)果恰當(dāng)了，開(kāi)采工作才會(huì)順利進(jìn)行，礦井的生產(chǎn)任務(wù)才能完成。一般來(lái)講，工作面的生產(chǎn)能力要比掘進(jìn)工作面配套設(shè)備的生產(chǎn)能力略低。為了使所選的機(jī)械設(shè)備型號(hào)能夠保證工作面的快速推進(jìn)，可以參考我國(guó)及外國(guó)的先進(jìn)工作面設(shè)計(jì)，各掘進(jìn)設(shè)備協(xié)調(diào)使用確保掘進(jìn)的需求。②綜合機(jī)械化采煤成套設(shè)備選型。綜采成套設(shè)備包括采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)、液壓支架、轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)、帶式輸送機(jī)、乳化液泵站及噴霧泵站等。其中采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)、液壓支架是綜合機(jī)械化采煤的主要設(shè)備。綜采設(shè)備整體配套的目的，一是要解決各配套設(shè)備單機(jī)間的生產(chǎn)能力相匹配，以及空間幾何關(guān)系的配套問(wèn)題;二是要確保成套設(shè)備的性能與采煤工藝互相吻合。因此，設(shè)備的配套使用，是完成綜合機(jī)械化采煤的要求。特別是做好工作面“三機(jī)”———采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)、液壓支架的配套實(shí)驗(yàn)，確保各設(shè)備能夠正常工作、互不影響，所有的綜采配套設(shè)備到達(dá)煤礦后，組裝完畢后試著運(yùn)行一下，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題隨時(shí)和廠(chǎng)家溝通。(2)礦山運(yùn)輸設(shè)備的選型。礦山運(yùn)輸是煤炭生產(chǎn)過(guò)程中特別關(guān)鍵的一環(huán)。在礦山運(yùn)輸中，如果運(yùn)送的是煤炭，則稱(chēng)為主要運(yùn)輸;如果運(yùn)輸?shù)氖菫槊旱V生產(chǎn)服務(wù)的，則稱(chēng)為輔助運(yùn)輸。如果按生產(chǎn)的工作方式和環(huán)境條件分類(lèi)，可以分為地面運(yùn)輸和井下運(yùn)輸。運(yùn)輸設(shè)備主要有刮板輸送機(jī)、帶式輸送機(jī)、電機(jī)車(chē)等。(3)礦井提升設(shè)備選型設(shè)計(jì)。提升設(shè)備選型設(shè)計(jì)的主要內(nèi)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(jù)提升機(jī)滾筒直徑選擇提升機(jī);第四步，根據(jù)天輪直徑選擇天輪;第五步，計(jì)算提升機(jī)的相對(duì)位置;第六步，提升設(shè)備運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)計(jì)算;第七步，電動(dòng)機(jī)容量的驗(yàn)算;第八步，計(jì)算提升設(shè)備的電耗。(4)礦井排水設(shè)備的選型。經(jīng)過(guò)實(shí)地的調(diào)查煤礦生產(chǎn)的環(huán)境條件，選擇設(shè)計(jì)合理的供排水系統(tǒng)方案，然后安裝工程所需的供水和排水設(shè)備。(5)礦井通風(fēng)設(shè)備的選型。通風(fēng)選型設(shè)計(jì)的基本目標(biāo)是選擇合理的通風(fēng)機(jī)的型號(hào)(葉輪直徑)，確定電動(dòng)機(jī)的容量及型號(hào)，以及計(jì)算通風(fēng)機(jī)的工況點(diǎn)等。礦井通風(fēng)設(shè)備的正常工作，一定程度上決定著煤礦能否安全生產(chǎn)，以及礦井的電力電耗和生產(chǎn)成本。(6)礦井壓氣設(shè)備選型設(shè)計(jì)。選擇礦山壓氣設(shè)備的原則是務(wù)必在礦井的整個(gè)工作年限內(nèi)，為遠(yuǎn)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(shí)力求在設(shè)備的前期投入和工作期間成本最低。(7)供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)。①供電回路數(shù)的擬定。采區(qū)機(jī)電設(shè)備的負(fù)荷情況，決定了采區(qū)的供電回路數(shù)。假如停電后，只是降低了開(kāi)采量，既不會(huì)造成綜采面和掘進(jìn)面機(jī)電設(shè)備的損壞，也不會(huì)給工作人員帶來(lái)危險(xiǎn)，這時(shí)就可以選用單回路供電，不用額外配置供電回路，否則應(yīng)設(shè)置兩條電源回路。目前一般選用兩條電源回路，當(dāng)其中一條發(fā)生故障停止供電時(shí)，由另外一條擔(dān)負(fù)礦井的供電任務(wù)。②電壓等級(jí)的擬定。通常，在一個(gè)供電系統(tǒng)中，采區(qū)變電所的干線(xiàn)電壓為6000伏特左右，而支線(xiàn)電壓大概在660伏特至1140伏特范圍變化。當(dāng)負(fù)荷稍大時(shí)，還可以考慮選用1140伏特的電壓。如果設(shè)備的負(fù)荷中等水平，結(jié)合操作境況確定。例如內(nèi)蒙古鄂爾多斯的平安煤礦綜采工作面的采煤機(jī)電壓等級(jí)為3300伏特。

4煤礦機(jī)電設(shè)備的管理

(1)全方位提升機(jī)電設(shè)備的管理。煤礦機(jī)電設(shè)備的管理應(yīng)貫徹整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的始終。從領(lǐng)導(dǎo)層面講，務(wù)必要高度重視機(jī)電設(shè)備的治理，這是完善機(jī)電設(shè)備治理的癥結(jié)所在，建立起一套設(shè)備管理理論，并且具備一定的維修能力，力求設(shè)備的使用壽命更長(zhǎng)、使用維修費(fèi)用更低;而專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員作為設(shè)備治理工作的主體，開(kāi)展形式多樣的業(yè)務(wù)培訓(xùn)，提升業(yè)務(wù)管理水平;同時(shí)結(jié)合企業(yè)的經(jīng)濟(jì)狀況，通過(guò)加薪等方式最大程度地調(diào)動(dòng)人員的工作積極性，不斷提升機(jī)電設(shè)備的管理能力。(2)建立、完善、貫徹各項(xiàng)規(guī)章制度。正所謂國(guó)有國(guó)法，家有家規(guī)，機(jī)電設(shè)備的管理首先要建立起一套規(guī)章制度，給煤礦的生產(chǎn)管理制定一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，大力推進(jìn)煤礦機(jī)電標(biāo)準(zhǔn)化工作。完善機(jī)電設(shè)備的管理，就是要擬定和檢察機(jī)電設(shè)備的使用計(jì)劃，如更換、購(gòu)買(mǎi)、轉(zhuǎn)換、維修和配件，堅(jiān)持全面、全過(guò)程管理，這對(duì)煤炭企業(yè)的發(fā)展很有幫助。最后，要把各項(xiàng)規(guī)章制度落實(shí)到位才能使制度發(fā)揮其效用。煤礦機(jī)電設(shè)備管理的對(duì)象是設(shè)備，實(shí)施規(guī)章制度必須以管理、使用、維修設(shè)備為出發(fā)點(diǎn)。(3)不斷開(kāi)拓創(chuàng)新。各機(jī)電設(shè)備間都是成套組合起來(lái)使用。綜合機(jī)械化采煤機(jī)械的使用，需要成熟的生產(chǎn)線(xiàn)，限制煤炭的開(kāi)采量，提高煤炭的開(kāi)采質(zhì)量，同時(shí)嚴(yán)防安全事故的發(fā)生，使煤礦生產(chǎn)向著更安全、產(chǎn)能更高、效率更高的方向發(fā)展。在煤炭生產(chǎn)作業(yè)中，優(yōu)先選用具有先進(jìn)技術(shù)的機(jī)電設(shè)備，不斷開(kāi)拓創(chuàng)新。

5結(jié)語(yǔ)

內(nèi)蒙古是煤炭大省，全區(qū)煤炭保有資源儲(chǔ)量為4110．65億噸，占全國(guó)總量的26．24%，居全國(guó)第一位。煤炭行業(yè)在內(nèi)蒙古的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中至關(guān)重要。但諸多要素制約著內(nèi)蒙煤炭行業(yè)的發(fā)展，比如煤礦機(jī)電設(shè)備的選型問(wèn)題。本文對(duì)煤礦機(jī)電設(shè)備的選型問(wèn)題進(jìn)行了說(shuō)明概括，從中可以得知，選用科學(xué)恰當(dāng)?shù)拿旱V機(jī)電設(shè)備型號(hào)可以促進(jìn)煤炭行業(yè)的發(fā)展，我們有必要對(duì)機(jī)電設(shè)備選型問(wèn)題開(kāi)展持續(xù)性的探究，這具有重要的意義。借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的機(jī)電設(shè)備技術(shù)，促進(jìn)內(nèi)蒙煤炭行業(yè)的發(fā)展進(jìn)步，為我國(guó)的現(xiàn)代化建設(shè)做出貢獻(xiàn)。

作者:賈穎 賈風(fēng)軍 單位:內(nèi)蒙古科技大學(xué)礦業(yè)與煤炭學(xué)院