浅谈煤矿机电设备选型设计

贾颖 贾风军

摘  要：本文在分析煤矿机电设备选型现状的基础上，结合笔者的实际工作经验，论述了煤矿机电设备选型现存的困难和解决办法。

关键词：煤矿机电设备选型;准则;具体意见

近年来，我国经济蓬勃发展，对煤炭的需求量也在不断的增加。为了确保社会经济持续进步，必须不断提升煤炭企业的工作效率。机电设备是煤礦生产的基础，其选型的合理性一定程度上决定了煤炭的开采量以及生产活动的安全性。二十世纪八九十年代以来，我国的煤矿机电设备迅猛发展，但是与发达国家相比还有着很大的差距。对煤矿机电设备选择恰当的型号，可以提高煤矿生产效率，缩小与发达国家的距离。

1 煤矿机电设备的组成部分

煤矿生产活动用到的煤矿机械设备、电气设备就称为煤矿机电设备。通常所使用的煤矿机电设备有：

1.1开采设备

我国的开采工艺历经了从爆破采煤到普通机械化式采煤，到采煤工作面全部生产过程机械化的进程，自传统工艺至高新综采技术的进步，不论是在技术层面，还是在安全方面，都有了很大的改善。

1.2 运输设备

煤炭运输设备包括刮板输送机，带式输送机，轨道，矿车，矿用机车及辅助运输设备等。

1.3 提升设备

其作用为顺着井筒把所需的物质提到地面，如煤炭、矸子，同时还可以升降人员、设备，把物质下放到井底等。矿井提升设备的构成：提升机、提升用的钢丝绳、提升的容器、天轮、井架和装卸载相关设备。

1.4 排水设备

用途是将矿水及时排送至地面，为井下创造良好的环境，确保安全生产。矿山排水设备的构成：水泵、电动机、启动设备、吸排水管路、和相关测量仪表等。

1.5 通风设备

通风的目的是把清新的空气送至井下，把污风排出去，使工人们在安全的条件下工作。

1.6 压气设备

在生产建设中，压缩空气可作动力使用，用来启动各种风动机械，还可以作为各种气体实验，以及分离气体的原材料。压气设备就是把压缩好的空气经管道送到各个需要用气的场地。

1.7 安全监测监控设备

煤矿重大灾害事故的发生具有突发性、灾难性和破坏性等特点，对煤矿生产活动进行监控管理可以有效预防事故的发生。

1.8 抽取瓦斯的设备

在煤矿的各种灾难事故中，瓦斯爆炸最为严重，百分之七十以上的事故都与瓦斯有关。瓦斯抽放设备就是采用专门的设备把煤层、采空区中的可燃气抽出或排出。

1.9 电气设备

矿用电气设备一般要求具有防爆的性能。对电气设备的其他要求还有密封性好、防水防潮。

1.10 供电设备

煤矿生产供电设备主要由变压器，高低压开关，电缆，移动变电站和磁力启动器等组成。矿井应设置双电源线路，如果其中的一条回路出现问题而不能供电时，那么还可以由另外一条线路承担矿井的供电任务。

煤炭的开采量，社会经济的发展都受煤矿机电设备的影响。机电设备的型号多种多样，并且都成套配置。这意味着机电设施的选型纷繁复杂且变化多端。选择不同的型号，就会带来不一样的生产效果。

2 煤矿机电设备选型遵循的准则

煤矿机电设备选型需要遵循的准则有工艺先进性、生产实用性、成本最低等。

工艺先进性指设备的生产效率是否提高，产品质量是否有所保证，工作年限是否拉长，操作是否安全，以及设备是否满足绿色环保的标准等。

生产实用性指设备是否符合当地的煤炭地质条件，再结合产品的购置要求进行选购。

成本最低指设备在满足生产许可等安全条件下，进行科学实地调查研究后，通过公开招聘的方式决定生产厂家，力求在满足生产安全要求的条件下成本最低。

3 煤矿机电设备选型的具体意见

3.1 煤矿采掘设备选型

3.1.1 掘进设备的选型

为了达到预期的结果，矿用掘进设备的选择务必要恰当。倘若我们选了一个生产能力过大的型号，那么这是一种浪费的现象;倘若我们选了一个生产能力达不到要求的型号，过小，则会完不成生产任务。于是，一般都是在综合考虑矿井、采区的所处境况后，选择一个恰当的设备型号。只有选型的结果恰当了，开采工作才会顺利进行，矿井的生产任务才能完成。一般来讲，工作面的生产能力要比掘进工作面配套设备的生产能力略低。为了使所选的机械设备型号能够保证工作面的快速推进，可以参考我国及外国的先进工作面设计，各掘进设备协调使用确保掘进的需求。

3.1.2 综合机械化采煤成套设备选型

综采成套设备包括采煤机、刮板输送机、液压支架、转载机、破碎机、带式输送机、乳化液泵站及喷雾泵站等。其中采煤机、刮板输送机、液压支架是综合机械化采煤的主要设备。综采设备整体配套的目的，一是要解决各配套设备单机间的生产能力相匹配，以及空间几何关系的配套问题;二是要确保成套设备的性能与采煤工艺互相吻合。因此，设备的配套使用，是完成综合机械化采煤的要求。特别是做好工作面“三机”——采煤机、刮板输送机、液压支架的配套实验，确保各设备能够正常工作、互不影响，所有的综采配套设备到达煤矿后，组装完毕后试着运行一下，发现问题随时和厂家沟通。

3.2 矿山运输设备的选型

矿山运输是煤炭生产过程中特别关键的一环。在矿山运输中，如果运送的是煤炭，则称为主要运输;如果运输的是为煤矿生产服务的，则称为辅助运输。如果按生产的工作方式和环境条件分类，可以分为地面运输和井下运输。运输设备主要有刮板输送机，带式输送机，电机车等。

3.3 矿井提升设备选型设计

提升设备选型设计的主要内容有：第一步，选择提升容器（箕斗、罐笼）;第二步，选择提升钢丝绳（一般选用6×19）;第三步，根据提升机滚筒直径选择提升机;第四步，根据天轮直径选择天轮;第五步，计算提升机的相对位置;第六步，提升设备运动学及动力学计算;第七步，电动机容量的验算;第八步，计算提升设备的电耗。

3.4 矿井排水设备的选型

经过实地的调查煤矿生产的环境条件，选择设计合理的供排水系统方案，然后安装工程所需的供水和排水设备。

3.5 矿井通风设备的选型

通风选型设计的基本目标是选择合理的通风机的型号（叶轮直径），确定电动机的容量及型号，以及计算通风机的工况点等。矿井通风设备的正常工作，一定程度上决定着煤矿能否安全生产，以及矿井的电力电耗和生产成本。

3.6 矿井压气设备选型设计

选择矿山压气设备的原则是务必在矿井的整个工作年限内，为远距离的工作面以及用气量大的工作面提供充足的压力和压缩空气，同时力求在设备的前期投入和工作期间成本最低。

3.7 供电系统设计

3.7.1 供电回路数的拟定

采区机电设备的负荷情况，决定了采区的供电回路数。假如停电后，只是降低了开采量，既不会造成综采面和掘进面机电设备的损坏，也不会给工作人员带来危险，这时就可以选用单回路供电，不用额外配置供电回路，否则应设置两条电源回路。目前一般选用两条电源回路，当其中一条发生故障停止供电时，由另外一条担负矿井的供电任务。

3.7.2 电压等级的拟定

通常，在一个供电系统中，采区变电所的干线电压为6000伏特左右，而支线电压大概在660伏特至1140伏特范围变化。当负荷稍大时，还可以考虑选用1140伏特的电压。如果设备的负荷中等水平，结合操作境况确定。例如内蒙古鄂尔多斯的平安煤矿综采工作面的采煤机电压等级为3300伏特。

4 煤矿机电设备的管理

4.1 全方位提升机电设备的管理

煤矿机电设备的管理应贯彻整个生产过程的始终。从领导层面讲，务必要高度重视机电设备的治理，这是完善机电设备治理的症结所在，建立起一套设备管理理论，并且具备一定的维修能力，力求设备的使用寿命更长、使用维修费用更低;而专业技术人员作为设备治理工作的主体，开展形式多样的业务培训，提升业务管理水平;同时结合企业的经济状况，通过加薪等方式最大程度地调动人员的工作积极性，不断提升机电设备的管理能力。

4.2 建立、完善、贯彻各项规章制度

正所谓国有国法，家有家规，机电设备的管理首先要建立起一套规章制度，给煤矿的生产管理制定一个统一的标准，大力推进煤矿机电标准化工作。完善机电设备的管理，就是要拟定和检察机电设备的使用计划，如更换、购买、转换、维修和配件，坚持全面、全过程管理，这对煤炭企业的发展很有帮助。最后，要把各项规章制度落实到位才能使制度发挥其效用。煤矿机电设备管理的对象是设备，实施规章制度必须以管理、使用、维修设备为出发点。

4.3 不断开拓创新

各机电设备间都是成套组合起来使用。综合机械化采煤机械的使用，需要成熟的生产线，限制煤炭的开采量，提高煤炭的开采质量，同时严防安全事故的发生，使煤矿生产向着更安全、产能更高、效率更高的方向发展。在煤炭生产作业中，优先选用具有先进技术的机电设备，不断开拓创新。

5 结语

内蒙是煤炭大省，全区煤炭保有资源储量为4110.65亿吨，占全国总量的26.24%，居全国第一位。煤炭行业在内蒙古的经济发展中至关重要。但诸多要素制约着内蒙煤炭行业的发展，比如煤矿机电设备的選型问题。本文对煤矿机电设备的选型问题进行了说明概括，从中可以得知，选用科学恰当的煤矿机电设备型号可以促进煤炭行业的发展，我们有必要对机电设备选型问题开展持续性的探究，这具有重要的意义。借鉴国内外先进的机电设备技术，促进内蒙煤炭行业的发展进步，为我国的现代化建设作出贡献。

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作者简介： 贾颖（ 1989—  ） ，女，硕士，内蒙古科技大学矿业与煤炭学院讲师，研究方向： 机械工程; 贾风军（ 1961—  ） ，男，本科，内蒙古科技大学矿业与煤炭学院教授，研究方向： 矿物加工工程。