淺談煤礦地面生產系統設計

程鵬紅　張青花

摘 要：結合多年從事機制專業設計的相關工作經驗，詳細介紹了煤炭地面生產系統設計的內容、規范及其在工程項目設計中的重要性，為完成生產系統設計提供參考和借鑒。

關鍵詞：地面生產系統；煤質；煤加工；工藝布置；輔助設施

中圖分類號：TD22 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）06-0039-01

煤炭在我國一定時期的能源結構中占據主導地位，因而煤礦的機械化開采、運輸和地面的深加工尤為重要。地面生產系統設計即煤炭的運輸和深加工。煤炭屬于地下資源，大部分位于山區，這些地方地形、地質比較復雜。利用地形、地質條件，設計出最合理、經濟效益最高、環保效果最好的方案對煤礦地面生產具有重要的意義。為了獲得最佳設計方案，在設計過程中，不僅要實時了解礦山所在地的經濟狀況、風俗文化和運輸條件等，更重要的是，要詳細了解和分析項目中煤質的各種特性和各成分參數，作為后期煤炭深加工的依據。

在實際的項目設計中，礦井和選煤廠的地面生產系統設計工作大致包括煤質資料分析（根據煤質分析結果列出煤的工業用途）、煤的加工、生產系統設計和輔助設施四個階段。每個階段并不相互獨立，而是互相影響、互相牽制的，在每一階段的工作中，都要考慮該階段對其他階段的影響。總之，一個符合現代化要求的礦井或選煤廠，除了需要先進的開采技術外，合理的工藝布置和先進的設備也是至關重要的。

1 煤質資料分析

依據地質報告列出的煤物理性質、宏觀煤巖特征、顯微煤巖特征、煤的變質程度和煤質特征表，再結合煤炭質量分級和中國煤炭分類國家標準，將項目所在地煤種進行分類，了解煤含硫量的高低、是否進行篩選，再進行篩選試驗，得出可選性評價和可選性曲線。綜上煤質資料分析，可以得出煤含硫量的高低、是否可選、煤的種類和工業用途。

2 煤加工

2.1 工藝系統選址及工作制度

根據甲方提供的實測地形圖，選出合理且能兼顧整個項目工業場地的工藝布置范圍。在選取工作制度時，不僅要考慮到企業的生產效率，也得考慮工人工作時間和工作條件，一般選擇每年工作330 d，每天生產16 h的工作制度，每天3班，其中2班生產，1班檢修。

2.2 排矸工藝

井下煤田地質結構復雜，開采條件特殊，因而井下煤運輸至地面或多或少都夾雜著矸石和雜物，如何將原煤中的矸石和雜物分離出來也是工藝生產中的重要環節。原煤排矸根據矸石量的大小可以分為人工撿矸和機械排矸兩種，夾矸量不同則排矸方式就不同，不同的排矸方式對應著不同的工藝系統布置。

3 生產工藝設計

地面生產系統設計屬于礦井整體設計的一部分，其流程主要有方案設計、可行性研究報告、初步設計、施工圖設計和主要建筑物等方面。

3.1 方案設計

煤質資料分析結果將顯示煤的含硫量高低，確定煤的種類和工業用途。根據結果，結合實測地形圖，配合相關專業，制訂出相應的設計方案。簡單列出相應方案的優、缺點進行比較，選用較合理的兩三個方案再進一步設計。

3.2 可行性研究報告

可行性研究報告的主要目的是：對方案設計階段遴選出的2～3個方案進行詳細的對比，了解各方案的優、缺點，給出各個建筑物和相關配套設施的概預算，再進行經濟比較分析，選出最經濟、最合理、最符合實際的方案，用于下一步設計。

3.3 初步設計

生產系統初步設計不能作為施工的依據，但可以作為施工圖設計的依據。初步設計中會呈現工程的整體布局、投資大小、建構筑物的整體尺寸、設備型號參數和設備選型計算等。

3.4 施工圖設計

施工圖是現場施工的依據，所以施工圖設計是整個礦井地面生產系統設計環節中最重要的一環。施工圖設計要求嚴格按照國家及行業相關規范、安全規范來設計。只有各專業設計人員相互配合、密切合作，才能設計出完美的作品，為整個礦井地面生產系統設計畫上圓滿的句號。

3.5 主要建筑物

地面生產系統主要建筑物包括井口房、帶式輸送機走廊、排矸車間、主廠房、濃縮池和儲裝運系統（主要有儲煤場、返煤地道、筒倉等）。

4 輔助設施

礦井和選煤廠的輔助設施包括：①機械設備修理車間。根據不同的設備修理可分為相應的修理工段，包括起重設備、切削設備和鍛壓設備等。②設備庫。主要用于起吊和維修一些大型設備。③坑木加工房。設備主要有木工帶鋸機、自動帶鋸磨鋸機、自動雙面木工刨床等。④煤樣室和化驗室。用于對煤質的化驗。

5 結束語

開發煤炭資源的核心是井下開采和地面加工，因而地面生產系統設計就成為了整個工業場地設計中的重中之重。地面生產系統的內容與機制專業，自然地形條件，其他相關的總圖、電氣、暖通、給排水、建筑等相關專業有著密切的聯系。由于在設計中要考慮到諸多因素，所以設計方案并不是唯一的，最佳設計方案的選擇其實就是一個多方案比對、優化的過程，所以地面生產系統設計是一個反復修改的過程，因為各設計階段相互影響、相互牽制。只有嚴格按照國家及行業相關設計規范、安全規程，在反復的修改中優化，才能得到布局合理、系統優化的完美設計。

參考文獻

[1]晉城煤業集團實訓教材編委會.晉城煤業集團礦井運輸實訓教材[M].徐州：中國礦業大學出版社，2008.

[2]袁紐.運輸機械設計選用手冊[M].北京：化學工業出版社，1999.

〔編輯：李玨〕