煤礦機電運輸系統設備選型要點及適應性改造研究

＊杜文華

（山西省節能中心有限公司 山西 030045）

1.煤礦機電與運輸

(1)煤礦機電與運輸系統

煤礦機電與運輸，分礦山供電和礦山運輸兩大部分。在煤礦生產中，機電設備需要擔負輸煤的任務、運輸物資（如錨桿，錨索，需管炸藥等）和人員的任務。運輸過程中，運輸系統配合完成運輸任務，并形成多個運輸子系統，不同的子系統之間聯系緊密，進入一個更大的系統。在同級別子系統之間存在水平鏈路，使不同層次的子系統之間存在著垂直關聯，形成了復雜的運輸網絡。因此，有必要以集中的方式監控生產過程中的各子系統。

(2)機電運輸系統運行環境相對惡劣

煤礦在開采的過程中，機電運輸系統運行環境相對惡劣，加強電氣設備安全性能管理相當重要。采煤作業過程中，各環節的礦用產品必須嚴格把控，必須符合安全標準，杜絕使用淘汰和殘次的機電設備、電纜。因此，提高煤礦的供電安全保障水平，煤礦企業要保證供電可靠，供電不少于兩回路，對低壓饋電開關的漏電、過電流和接地保護等多種排查監管維護，實驗記錄要存檔備查。

2.煤礦機電運輸系統設備應用

(1)井下防排水裝置

在煤礦開采過程中，底層開采與地下水流入，容易發生突水事故，帶來經濟損失和人員的安全事故，因此，需要安置井下排水裝置，及時把流入巷道和工作面的積水排出地表。在礦井開采生產中，礦井必須配備3臺水泵用于工作備用和維護。排水設備必須滿足以下要求：①規定工作水泵的排水能力，在20h內排除礦井24h的正常涌水量，保證水泵的能力是正常涌水量的1.2倍；②配置工作排水管和備用排水管，排水管能力容量應與之匹配；③工作水泵排澇時備用水管的容量應與工作水泵和備用水泵的排量相匹配，礦井每年應進行1次性能試驗。目前，新型的煤礦機械針對技術方面有很大的進步，礦井下自動排水控制裝置近一步的完善了礦井下的排水系統，能夠對地下水位檢測，并對閥體進行自動開關完成礦井下自動排水。

(2)提升運輸機配電設備的能力

煤礦運輸中，煤礦機械、電氣設備和設施是煤礦生產的基礎。礦井開采工作，提升機電設備主要包括供電及電氣設備，其作用直接聯系井下的開采生產與運作。礦井運輸機電設備必須安裝保險裝置和提升機后備保護裝置。提升機電氣控制系統、液壓機械制動系統必須可靠，各種鎖緊關系正確，制動能力滿足操作要求。特種升降機和混合提升系統應每年進行一次設備性能測試，提升系統至少每三年進行一次性能測量。保險裝置必須符合下列要求：①防止過卷裝置；②防止超速裝置；③過載和欠壓保護；④限速裝置；⑤深度指示器故障保護裝置。

3.煤礦機電運輸設備適應性技術改造

為進一步提高經濟效益與綜合競爭力，現代煤礦生產企業不僅需要提高煤礦產量、擴大生產規模，同時還應加快機電運輸設備的技術改造，優化機電運輸設備的結構。從經濟合理、專業科學的角度，制定、設計相應的技術改造方案與計劃，淘汰款式老舊、性能差、有損壞的機電運輸設備，結合市場選擇相應先進的設備作為補充。

加快機電運輸設備信息化建設。設備的選型、安裝和調試以及設備的使用和維護都要進一步信息化，進行包機責任制的制度。設備維護與質量監控系統的建設。作為煤礦生產的基本保障，應逐步建立起機電運輸設備運行維護的相應保障體系，形成一套系統完善的工作流程和業務標準，奠定好的運行基礎。

4.煤礦機電運輸設備系統選型要點

(1)煤礦井下皮帶輸送機選型

帶式運輸機由運輸帶、滾筒、拉緊裝置等部分組成，運輸帶主要是運行運輸，完成物品的裝置輸送任務。煤礦井在煤礦的加工作業過程中，帶式輸送機已經得到廣泛應用，但其安全生產以及能給企業帶來的經濟損耗問題較為突出。因此，在設備的配置選型中，機電功率設計要求重視輸送帶的安置、連接調試等環節。根據其地質條件和巷道參數進行設計。其選型設計主要分析掌握對應的原則和計算方法；根據已知的工作條件和原始數據設計計算及驗算，帶速與寬度、輸送能力、物料性質、寬度和輸送線路等考慮輸送機裝置類型。計算帶速較高的選擇為輸送量大、帶速寬的設備；在選擇帶式輸送時，考慮物料和環境條件、人工配料稱重、犁式卸料使用等工作條件。

圖1

另外還應保證設備的安全性能、使用壽命、產品特性以及接頭性能，通過阻燃、靜電、防水等測試，保證安全系統性能和高效運作能力。運輸過程中，了解工況并計算阻力，包括卸料車、輸送帶翻轉、犁式卸料器等多種阻力計算設計選擇，利用簡便規范的公式計算，減少錯誤出現。帶式輸送機拉緊裝置的位置，決定輸送帶在拉緊滾筒兩端的張力。

(2)礦井電機車的選型設計

礦井電機車是煤礦生產必備的基礎設備，也是礦井生產系統重要機電設備之一。其煤礦井主要使用的電機車分為：架線式電機車和蓄電池電機車兩種供電類型，根據礦井運輸的實際情況，從成本高低、設備適用性能、用電效率情況、故障維修等方面對比，兩種設備都具備不同的優劣勢之分，使用較為廣泛的還是架線式電機車。除此之外，礦井輸送過程中，礦車也是使用數量大的設備，礦用機電車包括電氣和機械兩大部分，可細分為車架、軸箱和輪對、彈簧托架、撒沙系統、制動裝置、連接緩沖裝置等組成。在滿足礦井的運輸需要時，礦井軌道線路鋪設對礦井開采作業的限制及生產能力有著很大的影響，因此，礦井軌道鋪設需要考慮電機車在生產過程中的運行是否符合承受力和路基行車等要求，按標準的規定設計礦井軌道組成質量，保證礦井軌道的安全管理。隨著煤礦生產的不斷發展，機械化程度的提高，機電設備的使用在煤礦開采生產中占據重要地位，為保證煤礦機電運輸系統的穩定高效運行，需要定期安排礦用機電車輛的維護排查及故障處理。

(3)礦井提升機選型設計

礦井提升機設備，是煤礦開采運輸中最重要的核心設備，也是礦井下開采與地面運輸工作聯系的主要工具。

圖2

煤礦作業大都在戶外特殊環境下進行，礦井設備的選型與礦井位置、交通氣象、地形地貌、水文地質、地質構造等有密切相關的聯系。需要精密計算和考察測量，根據實際情況探測礦井可采層和儲量，規劃礦井開采方式，開采水平及開采方法。現階段主要使用礦井提升機，按照《煤礦安全規程》選擇提升容器的容量大小，是確定鋼絲繩子、提升機、電動機的主要參數，需要估計提升時間，計算單次提升和容量容器，提升鋼絲繩的安全系數。提升機的選擇除了確認滾筒直徑、對無尾繩系數最大張力、最大靜張力差外，還需要估算電動機功率、電壓及轉速都是否滿足需求。提升機與井筒的位置安裝，需確認提升機軸線與井筒中心線的距離，算出井架的高度，使提升機的能力不斷提高。

5.結語

隨著煤炭工業的快速發展，機電設備在煤礦中的應用將越來越普及，煤礦對于我國的國民經濟越來越重要。隨著社會的發展，煤礦機械化程度會越來越高，設備管理也越來越必要。機械設備的投入和集約化管理不僅帶來了效率，且大大降低了工人的勞動強度，改善了煤礦生產的新環境，提高了工作效率。