加強煤礦機電設備管理

翟振華

（陽泉煤業集團和順新大地煤業有限公司，山西 陽泉 045000）

引言

目前，我國綜合機械化開采工藝已經取得較大的發展，綜采工作面的單產也有了很大的突破，很多高產礦井設一個綜采隊，布置一個綜采工作面就可達產。綜采工作面單產產量直接影響著礦井的經濟效益。然而綜采工作面單產產量是一個多因素共同作用的復雜工程系統，除受本身礦井水文、地質條件等因素外，綜采機電設備以及管理等因素對單產產量的也有很大影響［1］。

根據綜采隊單產產量多因素定性分析與定量分析相結合、多目標決策的特征，本文采用AHP模型，層次結構分析法對影響綜采工作面單產影響因素進行分析，驗證了綜采設備各項性能指標，采煤機截割能力、液壓支架移架速度是影響工作面單產產量的主要因素。之后，從機電事故的安全防范以及機電設備集約化管理兩個方面，分析了現代化礦井過程中，加強機電設備安全防范和實現機電設備集約化管理的途徑。

1 機電設備對綜采產量的影響分析

1.1 影響因素

AHP首先是將確定影響目標的各因素，各因素應該具有全面性、細化性的特點。然后是構造層次模型，將之前得到的各因素按層級進行歸類。其次，構造比較矩陣，按照各個因素的重要性，進行比較。之后，構造檢驗矩陣對比較矩陣進行一次性檢驗，檢驗合格后，確定最底層因素的相對權重。最后，通過確定的最底層因素的權重，通過計算得到判斷矩陣［2－5］。

綜采工作面單產影響因素分析，主要從開采機械設備、水文地質結構參數、工作面管理狀況等方面來確定評價對象因素。分層后各層指標如下：開采機械設備：采煤機截割（牽引）能力、液壓支架移架速度、輸送機輸送能力；水文地質結構：工作面采高、工作面傾角、工作面長度、煤層硬度、煤層厚度；工作面管理狀況：各工序的配合、人員分配、人員操作熟練程度；其他因素：設備故障、煤壁片幫、頂板冒落［6］。

1.2 構造層次模型

建立分層次的綜采工作面單產影響程度模型，該框架圖共分為3個層，如下頁圖1所示。

1.3 模型結果

經層次分析模型運算，確定了各因素對工作面單產權重的大小（見表1）。

表1 因素權重排序表

圖1 框架圖

通過表1可以看出，在井下綜采工作面開采過程中，采煤機截割能力、液壓支架移架速度對綜采工作面單產的影響較大。

采煤機截割能力、液壓支架移架速度以及輸送機輸送能力是制約綜采工作面單產的主要因素，對綜采面單產影響權重超過50%。提高開機率和液壓支架移架速度可以在很大程度上提高綜采工作面單產產量。可見，當前以綜采裝備為代表的機電設備升級對提高煤礦生產效率有著極其重要的作用。

2 機電事故的安全防范

機電事故是指機電設備運輸、設備運轉過程中以及輸電網、架空線發生的觸電事故，是多發的一類。2005～2010年在煤礦頂板、瓦斯、水災、運輸、機電、爆破事故中，機電設備死亡人數占總人數的13.7%，占第5位［7］。其中機電設備事故中，又以機電設備引發的瓦斯爆炸事故最為嚴重。

1）瓦斯爆炸三因素。瓦斯爆炸必備的三個條件，瓦斯濃度（5%～16%）、引爆溫度（650～750 ℃）、必要的氧氣含量。在采掘工作空間，氧氣作為工人呼吸必備的一個條件存在，因此，控制防止瓦斯爆炸就是控制其他兩個條件，井下高溫熱源與瓦斯濃度。

如果采煤工作面、掘進工作面有微風，以及高瓦斯礦井尾巷瓦斯容易積聚，機電設備線路絕緣層老化較易引發瓦斯爆炸事故。另外，在高瓦斯礦井，需要采取區域防突措施，井下鋪設的瓦斯抽采管路就是一個瓦斯通道、瓦斯容庫。如果瓦斯抽放管路密閉不嚴，有瓦斯泄漏，而附近又有機電設備局部發熱或是電源線路短路，就容易引發爆炸。

2）案例分析。較為典型的一起由機電設備引發的瓦斯爆炸事故是2009年2月22日2時20分山西焦煤集團西山煤電公司屯蘭礦發生的特別重大瓦斯爆炸事故。事故共造成78人死亡，114人受傷（其中重傷5人）的嚴重后果，直接經濟損失達到2 386.94萬元。

12304工作面采用皮帶巷與軌道巷進風，尾巷回風，即“二進一回”的通風方式。事故發生時，1號聯絡巷處有兩部2×30kw 局部通風機和4臺風機，向工作面尾巷14 號聯絡巷密閉施工點供風。在1號聯絡巷靠尾巷側約6m 處設一料石密閉墻，密閉墻上設有一個調節風窗（如圖2所示）。

圖2 工作面1號聯絡巷位置

事故調查組經分析認定，事故發生的直接原因：1號聯絡巷處于微風或無風狀態，造成瓦斯局部瓦斯積聚并達到了爆炸濃度，位于聯絡巷內的背風側的風機開關失爆產生火花引爆瓦斯。隨后局部的爆炸破壞了瓦斯抽放管路，導致管路內瓦斯參與爆炸并沿瓦斯抽放管路傳爆。

經現場勘查發現，12403工作面1號聯絡巷內的風機開關負荷接線腔接線柱有明顯放電和過火痕跡，隔爆面有從接線腔內爆炸生成物和高溫高壓氣體向外噴射的痕跡，電纜外護套在電纜引入裝置壓線板外爆裂，內部芯線沖出電纜外護套，電纜外護套無其他外力作用痕跡。

3）教訓總結。1號聯絡巷為傾斜巷道，開關放在聯絡巷的背風側，是瓦斯易積聚區。國家明令淘汰的產品、不合格產品要立即淘汰，堅決杜絕井下失爆。提高安全管理精細化水平。另外，應嚴格按照《煤礦安全規程》，執行將電纜應與瓦斯抽放管路分掛巷道兩側的規定。

3 機電設備集約化管理的途徑

煤礦裝備的集成化、自動化，一方面為提高生產效率提供了充實的保證，另一方面高效生產還需要高素質人員的配備，以及集約化的管理模式。

1）機電設備操作人員崗前培訓制度。有關數據表明，在煤礦機電事故中有70%～80%是由于人員操作不當引起的［8］。機電設備正常運轉的前提是操作人員的正確操作，這就要求操作人員工作前，能夠對設備各項性能熟悉。

建立職工培訓中心，操作人員在地面進行模擬操作，進行崗前培訓，是保證操作人員熟悉設備的一個有效途徑。工種崗位施行責任制，特種設備施行持證上崗制度，也是保證設備安全正常運行的一個重要途徑。

2）機電設備專人負責制度。機電設備在實際生產工作過程不同時期工況會發生改變，如果操作人員頻繁調換，不利于設備的安全運轉和維護。實施設備專人負責制度，可以很大程度上使得操作人員對機器更有適應能力。使設備經常處于最佳的工況區間運轉。

3）機電設備定期檢查維護、更換制度。井下環境不同于地面，設備在不同的工作環境，故障率以及壽命都有可能不同。因此，對井下機電設備進行定期檢查維護就顯得尤為重要。一方面，定期檢查可以及時掌握井下設備狀況，延長設備壽命。另一方面，可以及時發現設備問題，對隱患進行排除。之外，對收集的機電問題，可以記錄表單，有利于以后設備選用，使地面維修以及井下設備的保養工作更有針對性和有效性。

4 結語

當前以綜采裝備為代表的機電設備升級對提高煤礦生產效率有著極其重要的作用。一方面，依靠提升裝備技術水平，配合先進生產工藝是提高煤炭企業競爭力和盈利能力的根本途徑。另一方面，現代化礦井建設離不開完善的制度和先進的管理水平。此外，提高生產效率的前提是安全，只有在機電管理具體細節方面不放過一絲漏洞和緊抓薄弱環節，才能保證安全高效生產。

［1］嚴正方，徐東來.綜采工作面高產途徑探討［J］.1993，9（12）：74－82.

［2］許柏樹.層次分析法原理［M］.天津：天津大學出版社，1988.

［3］揚揚，馮乃琦，余珍友，等.基于層次分析和模糊數學的采空區穩定性綜合評價［J］.有色金屬（礦山部分），2008，60（5）：38－39.

［4］王新民，趙彬，張欽禮.基于層次分析法和模糊數學的采礦方法選擇［J］.中南大學（自然科學版），2008，39（5）：876－878.

［5］虞曉芬，傅玳.多指標綜合評價方法綜述［J］.統計與決策，2004，19（11）：119－121

［6］李殿臣，柴連銀，王月星，等.優化綜放工藝提高工作面單產［J］.煤炭科技，2008，7（7）：61－63.

［7］孫繼平.工礦自動化［J］.煤礦機電及運輸事故防治的緊迫性研究，2011，33（4）：48－51.

［8］吳海軍.科技資訊［J］.我國煤礦機電事故原因分析，2013，10（15）：156－158.