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開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇礦井通風設計規范，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
[關鍵詞]供配電系統 計算負荷 變電所 變壓器 無功補償 供電線路
中圖分類號：TD61 文獻標識碼：TD 文章編號：1009914X（2013）34005801
一、項目簡介
榆樹溝煤礦隸屬于河北省張家口市沽源縣管轄，礦井設計生產能力為120萬t/年。本文對榆樹溝煤礦供配電系統進行了配套設計。
二、供電電源
本礦井采用雙回35kV電源供電。兩回電源線路一回引自沽源110kV變電站35kV母線，該站為本地區的樞紐站，輸電距離約35km；另一回引自2012年底建成的自黃蓋淖110kV變電站35kV母線，輸電距離約45km。
三、供電系統
1 輸電線路
礦井35kV母線計算電流Ij=212A。設計按經濟電流密度選擇導線截面，并按電壓損失校驗。礦井年最大負荷利用小時數按5000h以上，經濟電流密度J=0.9A/mm2，則
S=Ij/（N*J）=212/（1*0.9）=235mm2
若導線截面選為240mm2，線路安全載流量為610A，35kV架空導線LGJ―240在cosφ=0.95時，單位負荷矩電壓損失為0.0215%MW-km，沽―榆線路電壓損失：
ΔU=0.0215×35×12.22=9.2%
黃―榆線路電壓損失：
ΔU=0.0215×50×12.22=13.1%
均不滿足要求。為滿足電壓損失的要求，設計采用LGJ―2×240雙分裂導線。經計算，沽―榆線路電壓損失ΔU=3.55%；黃―榆線路電壓損失ΔU=4.56%；滿足礦區高壓允許電壓損失要求。
本礦位于河北省張家口市塞北管理區，年平均雷暴日數為40.3天，屬高雷區，設計輸電線路全線架設避雷線。為兼顧電力調度通訊，避雷線采用12芯OPGW光纖復合地線。直線桿采用鋼筋砼上字型直線單桿；轉角及耐張選用鋼筋砼門型雙桿，在大檔距或交叉跨越處采用自立式鐵塔。
2 地面供電系統
（1）地面主變電所設計 礦井地面設一座35/10kV變電所，變電所高、低壓主接線均采用單母線分段系統。礦井地面變電所10kV母線補償后計算有功負荷Pj=12122kW，無功負荷 Qj=3408kvar，視在功率 Sj=12627kVA，功率因數COSφ=0.96。
根據計算負荷結果，設計選用三臺SZ11-8000/35、35±3×2.5%/10.5kV、8000kVA主變壓器，接線組別Y，d11。為滿足節能要求，變電所主變壓器采用分列運行方式，兩臺運行一臺備用，主變正常負荷率78.9%，故障保證率100%。
35kV系統按中性點不接地方式設計。礦井初期單相接地電容電流較小，10kV采用中性點不接地系統。礦井后期10k側總單相接地電容電流約為14.7A，因此變電所預留兩套接地消弧線圈安裝位置。實測單相接地電容電流超過10A后，應安裝兩套接地消弧線圈，使得10kV中性點經消弧線圈接地。
由于礦井主、副井提升機采用直流傳動系統，并且變頻設備使用較多，諧波治理要求較高。本次設計選用靜態電容器組和動態補償組合的方式，設計選用1500kvar的SVG鏈式逆變器和1200kvar電容器組，既滿足礦井無功補償和濾波的要求，又節約了設備投資。
為防直擊雷，35kV變電所設獨立避雷針2座。變電站主接地網按不等間距方孔網布置，以水平接地體為主，垂直接地體為輔聯合構成，變電站工頻接地電阻不大于4Ω。
（2）地面供配電系統 礦井地面一、二級負荷采用雙回電源供電，且雙回電源直接引自礦井35/10kV變電所不同母線段，當其中一回電源故障時，另一電源可擔負供電范圍內的全部一、二級負荷用電。三級負荷由一回電源線路供電。由于主、副井提升機、地面空壓機功率較大，設計采用10kV電源供電。
根據工業場地負荷分布情況，礦井地面變電所設置兩臺10/0.4kV動力變壓器，負擔主副井絞車房低壓設備、副井井口房、排矸系統、機電修理間、聯合建筑、單身宿舍、換熱站、生活水處理等設備。
工業場地另設有通風機房變電所，以10kV向兩臺主通風機及所內兩臺動力變壓器供電，其0.4kV主要負擔括主通風機輔助設備、主井井口房、給水設備、制漿站、水源井泵房等。礦井生產系統變電所以～660V向原煤生產系統設備供電，660V配電系統中性點經電阻接地。鐵路裝車站變電所以10kV向裝車帶式輸送機及所內兩臺動力變壓器供電。各變電所均由兩回10kV電源供電，且兩回10kV電源均引自地面主變電所兩段不同的10kV母線段。
3 井下供配電系統
井下計算負荷Pj=5234kW、Qj=4816kvar、Sj=7112kVA，計算電流410A。設計采用兩回10kV電源向井下供電，雙回電源引自礦井地面35/10kV變電所不同母線段，經副井引至井下中央變電所。下井電纜長度為650m。
下井電纜按經濟電流密度選擇，按載流量及電壓損失校驗。井下最大負荷利用小時按5000h，J=1.15A/mm2，則
S=In/（N×J）=410/（2×1.15）=178mm2
設計選用兩根MYJV42-8.7/10kV、3×240mm2鎧裝電纜，環境溫度為40℃時其載流量為482A，當一回電纜故障時，另一回能負擔井下全部負荷的用電。一回路送電時，電壓損失為0.52%
井下設中央變電所、石門變電所。井下采用中性點不接地系統。
井下中央變電所主接線為單母線分段。變電所以10kV分別向石門變電所、上倉膠帶機頭高壓配電點、主排水泵供電；以660V向水泵房電動閥門、井底水窩水泵、副井井底機械設備、架線電機車整流裝置、定量裝載設備等負荷供電。
石門變電所兩回10kV電源電纜引自中央變電所不同母線段，石門變電所以10kV向綜采工作面移動變電站、掘進工作面移動變電站供電；所內共設5臺變壓器，其中兩臺KBSG-500/10、10/1.2kV、500kVA變壓器負擔移動制氮機組用電；兩臺KBSG-400/10、10/0.69kV、400kVA變壓器以660V向掘進工作面局扇、普掘工作面、軌道上山絞車等負荷供電；一臺KBSG-200/10、10/0.69kV、200kVA變壓器作為掘進工作面局部通風機專用變壓器。掘進工作面配電設備實行風電瓦斯閉鎖。
綜采工作面皮帶順槽設備由設置在皮帶順槽的移動變電站供電。運輸順槽設備由運輸順槽移動變電站供電。每個綜掘工作面配置二臺移動變電站，其中一臺為掘進機供電，另一臺為綜掘面其他設備供電。普掘工作面設660V配電點。
參考文獻
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本文采用預先危險性分析對煤礦通風系統進行安全預評價，根據預評價結果采取適宜的安全對策措施，以實現煤礦通風安全。
一、礦井通風系統安全預評價
采用預先危險性分析對通風系統的主要危險有害因素及其事故后果進行安全性分析評價。
1、預先危險性分析法
預先危險性分析是在進行某項工程活動（包括設計、施工、生產、維修等）之前，對項目存在的各種危險有害因素（類別、分布）出現條件和事故可能造成的后果進行宏觀、概略分析的系統安全分析方法。其主要目的是：
①在系統設計審查階段，或在某項活動之前，大體識別系統可能存在的主要危險。
②鑒別產生危險的原因。
③預測危險出現可能對系統造成的影響。
④判定已識別的危險性等級，提出相應的消除或控制危險性的措施。
2、預先危險性分析程序和內容
①通過經驗判斷、技術診斷或其它方法調查確定危險源，對所需分析系統的生產目的、物料、裝置及設備、工藝過程、操作條件以及周圍環境等進行充分詳細的了解。
②根據過去的經驗教訓及同類行業生產中發生的事故（或災害）情況，對系統的影響、損壞程度，類比判斷所要分析的系統中可能出現的情況，查找能夠造成系統故障、物質損失和人員傷害的危險性，分析事故（或災害）的可能類型。
③對確定的危險源分類，制成預先危險性分析表。
④轉化條件，即研究危險因素轉變為危險狀態的觸發條件和危險狀態轉變為事故（或災害）的必要條件，并進一步尋求對策措施，檢驗對策措施的有效性。
⑤進行危險性分級，排列出重點和輕、重、緩、急次序，以便處理。
⑥制定事故（或災害）的預防性對策措施。
采用預先危險性分析進行煤礦通風系統安全性評價詳見下表。
根據煤礦的生產系統和生產工藝特點，辨識出本系統的主要危險源的位置及其危險有害因素和事故故障類型，通過上述評價分析，14項主要危險源中危險性等級為Ⅳ級的8項，危險性等級為Ⅲ級的有3項，危險性等級為Ⅱ級的有3項，說明通風系統是煤礦安全工作的重點之一。
二、 礦井通風系統安全對策措施
根據上述對礦井通風系統預先危險性分析，預測危險出現可能對系統造成的影響，判定已識別的危險性等級，提出相應的消除或控制危險性的對策措施如下：
1、要有足夠的通風能力，保證有效通風
① 礦井應有足夠的通風能力，滿足各個用風地點的風量要求，嚴禁超通風能力生產。在設計時礦井需要風量計算應根據《規程》和《煤炭工業礦井設計規范》（GB50215-94）的規定要求進行合理取值和設計，科學確定礦井通風井巷經濟斷面，控制礦井的通風費用。礦井主要通風機應選擇高效防爆節能型的礦用通風機，且按有關規范標準的要求安裝使用保養和性能檢測。
② 按規定進行通風網絡解算，預測風量分配和阻力分布，合理進行通風機的選型。設計的礦井通風等積孔小于1.0m2時，應考慮采取減阻措施。投產前必須進行一次通風阻力測定，以后每3年至少進行一次。
③ 經常檢查礦井供風量、漏風量大小及其漏風分布情況，使礦井的有效風量率和外部漏風率均控制在礦井通風質量標準規定的范圍內。
④ 在設計過程應充分考慮自然風壓的影響，并根據氣候條件的變化情況及時調節主要通風機工況，以保證主要通風機高效運行。同時，主要通風機應按《煤礦安全規程》規定每5年進行一次通風機性能測試。
⑤ 生產布局合理，加強回風巷維護和通風構筑物保護措施，減少通風阻力，使通風系統處于最佳狀態。礦井初期與后期通風系統轉換應采取有效的通風安全技術措施。
2、要有穩定的通風網絡結構，保證風流穩定
① 采煤工作面、掘進工作面應采用獨立通風。如果確因條件限制布置獨立通風有困難需串聯通風時，一定要按《規程》第一百一十四條的規定執行，以保證風流質量和防止發生事故時災害煙流危及下風側工作面或絞車房等機電硐室。
② 在布置通風系統時要盡量避免和減少角聯風道，特別是采煤工作面不允許布置在角聯風道上，以保證風流的穩定。對存在角聯通風的巷道必須采取有效的風流穩定控制措施。
③ 礦井不應多水平同時開采。機電硐室應獨立通風，且風量符合要求。井下火藥庫應有單獨的進風道，回風必須直接引入礦井主要回風道或獨立回風，且保證有足夠的新鮮風流。
3、要有可靠的通風設施和裝備，保證正常通風時期有效控制風流并符合抗災救災能力的要求
① 根據礦井通風網絡的布置與結構，合理布置通風設施和通風構筑物，且盡量做到數量少位置正確和質量可靠。風門的結構應牢固耐用，質量符合有關要求，設置的位置應避開有漏風的區域（如采空區、封閉區、巷道圍巖破碎帶等）和車輛與人員頻繁通過的地點。實現有效控制風流、減少漏風和風流短路，保證通風的穩定性。
② 礦井要有完善的反風裝置。主要通風機的反風裝置和通風系統中的反風門等設施必須是完整無缺、動作靈活可靠，以保證發生事故時正確控制災變風流而有效控制災情。
③ 風硐必須按規定安裝防爆門。
4、建立完善的礦井通風管理制度和通風管理機構，并配足人員。嚴格執行井下動火安全技術措施的審批制度。局部通風機專人管理，制定專項措施，保證工作面的風量風速滿足要求；對有毒有害氣體濃度按規定進行監測。
5、加強職工教育和培訓工作，提高職工、工程技術人員的通風管理水平和技術素質，推行全面質量管理，使礦井通風更有效更安全。
[關鍵詞] 礦井通風 通風設計 通風設施
中圖分類號 ： TD 725 文獻標識碼 ： A 文章編號 ：
1 礦井通風系統的概述
1.1 通風系統的組成及意義
所謂礦井通風系統，就是由向井下各作業地點供給新鮮空氣并排出污濁空氣的通風動力、通風網絡和通風控制設施等構成體系的總稱。礦井通風系統是由通風機和通風網絡兩部分組成。
礦井通風方法以風流獲得的動力來源不同，可分為自然通風和機械通風兩種。①機械通風：利用通風機運轉產生的通風動力，致使空氣在井下巷道流動的通風方法叫做機械通風。采用機械通風的礦井，自然風壓也是始終存在的，并在各個時期內影響著礦井的通風工作，在通風管理工作中應給予充分重視，特別是高瓦斯礦井尤應注意。②自然通風：利用自然氣壓產生的通風動力，致使空氣在井下巷道流動的通風方法叫做自然通風。
礦井通風系統的基本任務：①調節井下氣候，創造良好的工作環境。②沖淡井下有毒有害氣體和粉塵，保證安全生產。③供給井下足夠的新鮮空氣，滿足人員對氧氣的需要。
1.2通風系統的特點
（1）復雜性。礦井通風系統是受諸多因素影響的一個復雜系統。礦井通風網絡是礦井通風系統的重要組成部分， 而礦井通風網絡圖是礦井通風網絡分析的重要依據， 由點的集合和分支的集合所組成。就大型礦井而言， 網絡分支多者在100條以上， 網絡節點也可在300個以上， 用風地點一般也有15-40個。
（2）動態性。礦井通風系統結構隨著煤礦生產的進行而不斷地發生變化。采掘工作面不斷推進、接替， 采區的準備、投產、結束與接替， 礦井開拓延伸等工程的不斷進展， 使通風系統在網絡結構上隨時發生變化， 同時引起通風系統正常運行的各個因素， 如瓦斯、溫度、煤塵等發生變化， 也會使系統的通風參數發生變化， 而且各種參數的變化是隨機的。可見通風系統是一個動態的系統。
2 生產礦井通風設計
2.1礦井通風設計的要求
礦井通風設計是整個礦井設計內容的重要組成部分，生產礦井的通風設計，涉及范圍較廣，例如增設新采區、開拓新水平、改變主要通風機的工作方法，改變礦井的通風系統、擴大礦井通風能力等，都要進行通風設計。因此，必須周密考慮，精心設計，力求實現預期效果。
礦井通風設計的基本任務是建立一個安全可靠、技術先進和經濟的礦井通風系統。礦井通風設計分為新建與改建或擴建礦井通風設計。無論新建、改建或擴建礦井的通風設計，都必須遵照國家頒布的礦山安全規程、技術操作規程、設計規范和有關的規定。
2.2礦井通風設計的基本內容和步驟
要根據在通風設計的服務期限以內，通風困難和通風容易兩個時期，分別按以下內容和步驟進行具體設計。
1）擬定礦井通風系統
在生產礦井的通風設計中，通風系統的變化幅度很不相同。例如需要增加新采區，但瓦斯變化不大、增產任務不大時，礦井的通風系統不會有太大的變化，也不致增開新風井。但如果新開的采區在邊遠地區或在較深的水平，而且產量和瓦斯量有較大的增加，現有的通風能力不能滿足時，或者因為井田重新劃分、井型變化時，礦井通風系統往往發生較大的變化，可由中央并列式變為中央并列和中央分列混合式，或由中央并列式變為中央并列和兩翼對角混合式，或由一個通風系統分成兩個獨立的通風系統等。
2）計算與分配礦井總風量
生產礦井總風量是各采煤、掘進工作面，硐室及其它巷道等用風地點所需風量的總和。每個采掘工作面實際需風量按照瓦斯、二氧化碳和其它有害氣體產生量以及工作面氣溫、風速和人數規定分別進行計算，然后取其中最大值。井下硐室所需風量按照礦井各個獨立通風硐室實際需要風量總和來計算。其它井巷實際需要風量按照礦井其它巷道用風量的總和計算。所以，生產礦井通風設計中風量計算與分配，可以先計算各個用風地點的有效風量，然后由里往外推算進風路線上的風量和回風路線上的風量，有時還要計算某些網路內的自然分配風量。
3）計算礦井通風總風阻
礦井總風阻表示礦井通風的難易程度，是評價礦井通風系統經濟性的一個重要指標，也是衡量一個礦井通風安全管理水平的重要尺度。對于一個確定的礦井通風網絡，其總風阻值就叫做礦井通風總風阻。當礦井通風網絡的風量分配后，其總風阻值就是由網絡結構、各支路風阻值所決定的。礦井總風阻與礦井總阻力、礦井總風量是有一定關系的。為了計算各條風路的通風阻力，正在生產的老礦井，各風路的風阻值應該用實測數據，設計中的新礦井風路，可參考與老礦井相同風路的數據，新礦井每條風路做成后要實測它的風阻值，為修改沒計使用。通過這項計算，要把通風困難和通風容易兩個時期的礦井通風總阻力和總風阻都定出來。
4）主扇的選擇
根據風量及通風阻力的計算結果，選擇合理的風機。現用主扇的能力，如果能夠適應設計的要求，就只需要調整它的工況點，并驗算其電動機能力。如果不能適應要求，就得新選主扇，各臺主扇在通風困難和通風容易兩個時期的工況點，都要落在各主扇特性曲線的合理工作范圍內。
3 井下通風設施
由于通風設施的作用不同可以分為引導風流設施和隔斷風流設施兩類。
3.1引導風流的設施
引導風流的設施主要由風硐、風橋、風窗、風障、導風板等組成。
（1） 風硐指的是鏈接風井和風機裝置的一段通道。一般情況下是用混凝土、磚塊等建筑材料澆筑成的圓柱形的通道，這是由于風硐自身的特點決定的。由于風硐的通風量很大，加上內外懸殊的壓力，所以其設計以及施工都有非常高的要求，加上風硐使用年限比較長，所以要用混凝泥土磚石澆筑而成。
（2） 風橋指的是隔開新鮮風流以及污濁風流的隔離設施，一般情況下也用混凝土磚石澆筑而成，或者用鐵風筒、開掘頂板繞道的方式替代，根據其結構的不同可以分為混凝土風橋、鐵筒風橋、繞道式風橋。
（3） 風窗實質是在巷道內墻上或者門上留出一個可調空間的窗口，通過對這個窗口的調節可以達到調節控制風量的目的。此種裝置在礦井的通風系統中具有比較重要的作用，他直接決定著礦井內輸送空氣的多少，一般來說，需要根據瓦斯與空氣的額定比值來加以確定，因此對于礦井的安全管理人員來說，保證風窗設施的正常運行可以有效地保證煤礦的生產安全。
（4） 風障主要作用是處理落山角、高冒出堆積的瓦斯，利用巷道內的木板、葦席等做起布障以引導風流，使堆積的瓦斯、煤塵在風流的作用下帶走。
（5） 導風板。導風板有三種： 引風導風板、降阻導風板和匯流導風板。引風導風板就是在壓入式通風井中，設置在進風的石門與巷道交叉處的，主要通過風流流動的方向性，改變風流的配置，以防在井底車場發生漏風。降阻導風板一般被設置在風量較大的直角轉彎處，主要目的是降低通風的阻力。
3.2隔斷風流的設施
隔斷風流的設施主要有風門、擋風墻（ 密閉） 等組成。
（1） 風門的作用是行人行車能過巷道，但不允許風流通過。按照結構可以分為普通風門和自運風門。如果有些巷道需要少量風流通過，可以在風墻或者風門上安裝風窗，以調節風流。按照風向，風門還可以分為正向風門和方向風門兩類。
（2） 風墻：風墻還被稱作為密閉。是用來隔斷風流或者封閉采空區的構筑物。一般用料石、磚塊砌筑而成，現在有些礦井在實際封堵工程中也會采用添加水玻璃的噴射混凝土，利用水玻璃的噴射混凝土進行封堵相對于采用對采空區封堵的效果更佳。但是在采取封堵材料是也應該考慮到風墻的實際應用情況，一般臨時風墻對于漏風率的要求不是十分嚴格，因此對于封堵材料要求也不高，但是對于永久風墻，就需要選擇良好的封堵材料進行施工。
4 結語
通風是關系到煤礦生產安全的重要環節。在生產時期其任務是， 利用各種動力以最經濟的方式向井下各用風地點提供足夠的新鮮空氣， 稀釋并排除瓦斯等各種有害物質， 減少熱害， 給井下工人創造良好的工作環境；發生事故時，有效地控制風流方向和大小， 與其他措施相結合， 防止災害的擴大， 進而達到消滅事故的目的。
參考文獻：
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[2] 陳少千，俞龍華. 礦井通風設計淺析[J]. 科技論壇
論文參考文獻的撰寫是要有真實的科學依據的，如果參考文獻沒有科學依據，那么就不算是科學論文，我們在論文的寫作過程當中不能忽略了科學的繼承性，這是反映作者科學作風和態度的表現。下面是千里馬網站小編整理的關于煤礦論文參考文獻，供大家閱讀賞析。
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關鍵詞：煤礦 晉城 掘進技術
中圖分類號：TD263 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）10（a）-0061-01
綜采設備問世后，世界上采煤發達國家普遍推廣使用。發展高產高效礦井，最大限度地提高礦井經濟效益，已成為煤炭企業的主要發展方向，也是衡量一個國家煤炭工業發達程度的重要標志。隨著礦井生產技術的發展，礦井開拓、采煤方法、設備選型和配套、勞動組織及礦井通風等方面都發生了較大的變化。
1 礦井大采高開采的條件
1.1 礦井井型大型化
代表現代煤炭生產水平的礦井，主要特點是產量大、效率高，井型是大型或特大型，年生產能力一般為500萬噸甚至更高，礦井井田范圍也逐漸增大，原規劃的幾個礦井的井田合并為一個井田開發。代表現代煤炭生產水平的礦井，開拓方式一般是在一個水平開采一個煤層。只要煤層地質條件允許，應盡量采用平硐、斜井或平硐斜井綜合開拓方式，以便使用大型帶式輸送機實現大煤流連續運輸。主斜井、副立井的綜合開拓方式有較大發展。斜井采用鋼絲繩牽引帶式輸送機和鋼芯帶式輸送機，運輸能力大、連續性強。立井斷面大、距離短，提升、通風、管線敷設都較方便，節省物料和人員的上下井時間。因此主斜井副立井的綜合開拓方式十分有利。礦井要求開拓布置系統盡量簡單，一般采取沿煤層布置開拓大巷，沿大巷兩側布置條帶工作面。一般情況下只采用一個高產高效工作面、一個掘進工作面和一套連續采煤機完成大型礦井的生產量。
1.2 煤炭生產集中化、設備選型配套合理化
代表現代煤炭生產水平的綜采工作面的長度一般在200m以上，推進長度也不斷加大，以利于高度集中生產。加長工作面主要是為了減少進刀次數，相對增加工作面有效截割時間，以提高工作面單產；延長工作面走向長度則可減少年度搬遷次數，增加有效生產時間，提高設備利用率。工作面運輸平巷和回風平巷采用大斷面多巷式布置，一般為雙巷或三巷，主要是滿足通風和輔助運輸的需要。還有采用四巷或五巷布置，實現長壁與短壁工作面相結合的開采方式，這種方式要根據工作面采動礦壓顯現規律留置安全可靠的護巷煤柱，優點是采準合一，產量大、資源回收率高。由于高產高效工作面推進速度較快，工作面端頭支護和巷道維護簡單，所以平巷頂板一般以錨桿支護，工作面上、下端頭使用加長頂梁的液壓支架支護。端頭支護方式簡化，非生產時間縮短，為工作面實現高產高效創造了條件。
代表現代煤炭生產水平的綜采工作面的落煤、裝煤、運煤、支護等生產過程是一個系統工程，整個系統的先進性和可靠性不但取決于單個設備的先進性和可靠性，而且同設備的合理配套密切相關。綜采面設備選型配套，一般以生產能力和可靠性協調配套為主。一般來說，采煤機、工作面刮板輸送機、平巷轉載機和平巷帶式輸送機的生產能力后者應該比前者大10%～20%，以保證工作面穩定持續高產。
1.3 培訓管理科學化
近十幾年國內外的實踐表明，綜采工作面要實現高產高效，除了要裝備先進的綜采設備外，還必須組建經過專業培訓的工人和高素質的管理人員隊伍。同時合理的勞動組織、科學的設備維護、運行操作規程和安全質量標準化管理制度等也是綜采工作面系統工程中的重要環節。在工作面的作業班次上，一般實行“兩采一準”和“三采一準”作業制度。多數礦井仍沿用四班作業制，三班生產，一班準備，每班作業時間為6小時。加強機電設備維護運行和安全質量標準化管理，是保證綜采工作面的機電設備有較高開機率的重要措施。例如，采用事故因果分析圖、超前預測系統管理法等對機電設備運行質量進行定性定量管理，考核評定等級并與分配掛鉤，就可提高設備的開機率。
2 大采高開采切眼快速掘進的實現
2.1 嚴格現場管理
要真正實現快速安全掘進施工，必須強化質量認證，規范職工操作。必須擺正安全與生產之間的關系，決不能片面的追求進度而忽略安全。對工程質量、安全設施必須實行動態管理，發現問題及時解決。要強化現場檢查，指定專人對施工質量進行跟蹤檢查。要求各個班組按照正規循環程序作業，嚴格執行勞動紀律，杜絕“三違”行為。
2.2 采用光爆錨噴支護技術
采用光爆錨噴支護技術的巷道具有成形好、巖（煤）面平整、輪廓清晰的優點。采用該項技術，半眼率在50%以上，采用錨桿、錨索聯合支護時，錨桿緊跟迎頭安設，錨索可在距離迎頭20m內進行安設，這樣為主要工序提供了實施空間。大斷面切眼采用錨桿、錨索聯合支護時則大斷面形成后在小斷面可以借鑒炮采工作面的開幫方式，采用兩道幫開掘完成。這樣可以成倍地提高掘進速度。
3 結論
礦井井型（設計生產能力）是礦井最基本的參數，對礦井的開拓部署與設計和生產效益有決定性意義。決定礦井能力時，單純地采用“按需定型”或“按量定型”的方法都不全面，前者不顧客觀條件，單憑主觀需要決定設計生產能力，而盲目加大設計能力卻不能達到，會造成許多損失；而后者則單純按井田可采儲量和設計規范規定的各類礦井的服務年限，“對號入座”決定設計能力，忽略生產能力的客觀性，也難獲得好的效果。對具體井田，在一定的生產技術發展階段，客觀上存在著合理的生產能力，應采取“量力選型”方法，通過分析研究確定合理的設計能力。“量力選型”是在肯定礦井設計能力客觀性的同時，還注意其綜合性，即受多種客觀因素影響。
參考文獻
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關鍵詞：局部通風機 供電方式 雙風機雙電源 電源改進
中圖分類號：TD635 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）06（c）-0123-01
《煤礦安全規程》第一百二十八條（三）規定：“高瓦斯礦井、煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出礦井、低瓦斯礦井中高瓦斯區的煤巷、半煤巖巷和有瓦斯涌出的巖巷掘進工作面正常工作的局部通風機必須配備安裝同等能力的備用局部通風機，并能自動切換。正常工作的局部通風機必須采用三專（專用開關、專用電纜、專用變壓器）供電，專用變壓器最多可向4套不同掘進工作面的局部通風機供電；備用局部通風機電源必須取自同時帶電的另一電源，當正常工作的局部通風機故障時，備用局部通風機能自動啟動，保持掘進工作面正常通風”。
《煤礦井下供電設計規范》第2.0.6項（3）規定：煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出礦井、瓦斯噴出區域、掘進工作面的局部通風機應采用雙電源供電。其中，主供電源應采用“三專”供電，備供電源允許引自其他動力變壓器的低壓母線段。但其供電回路應采用裝有選擇性漏電保護的專用開關和專用線路供電。
以上規定實施后，確實加強了局部通風機供電系統的可靠性，改變了以往由于局扇只用一趟電源、一臺開關控制，如果局部通風機本身故障或局部通風機控制開關故障，就會引起的局部通風機停電停風及瓦斯超限事故的發生。但是，由于礦井井下環境惡劣、陰冷潮濕等因素影響，局部通風機本身故障、局部通風機控制開關故障、專用線路故障等都能引起了掘進工作面停風，進而導致瓦斯積存、瓦斯爆炸爆炸事故的發生。所以，因局部通風機無計劃停電停風而使得瓦斯超限事故仍然屢屢發生。
1 雙風機雙電源自動切換技術的引用
如何消除不利因素影響，實現采掘工作面的連續供風？因此，提出了局部通風機雙風機雙電源自動切換技術。即在每個掘進工作面配備兩套風機，一套使用，一套備用；每套風機都有自己獨立的電源、開關、供電線路（一般備用風機電源采用生產設備使用的動力電源），每套風機都有自己的風電閉鎖裝置，同時又能與瓦斯電閉鎖，兩套風機之間安裝自動切換裝置，這樣當主運行風機因故障停電時，自動切換到備用風機，兩臺局扇互為備用，杜絕停風事故，實現采掘工作面的連續供風。如圖1。
其運行方式為：正常情況下，主局部通風機運行，副局部通風機處于熱備用，一旦主局部通風機有故障停止運轉時，能自動切換到副局部通風機，同時斷開掘進工作面的工作電源。主、副局部通風機的自動切換是通過在主、副局部通風機的控制開關中加裝的一套雙風機雙電源自動切換裝置實現的，對雙風機雙電源自動切換裝置要求是：當主局部通風機系統出現故障時，能自動啟動副局部通風機，當副局部通風機需倒回到主局部通風機運行時，須手動操作。副局部通風機運行期間，要能夠便于檢修主局部通風機系統設備。
這種方案的實施，解決了由于局部通風機本身故障，控制開關故障和專用線路故障造成的掘進工作面停風導致的瓦斯超限現象，基本上保證了掘進工作面通風的連續性。但是，采掘工作面電源和專用變壓器的電源均取自中央變電所，如果中央變電所因工作面設備故障越級跳閘而失電，這時主、副局部通風機就都不能運轉，就會導致瓦斯超限事故的發生。
2 局扇專供電源的改進
為了進一步提高掘進工作面局部通風機供電的可靠性，最大限度地減少掘進工作面無計劃停風現象，需要對高瓦斯礦井的井下采掘工作面局部通風機“三專”供電實施方案做進一步的改進。如我公司在左權縣的兩座高瓦斯礦井都在地面建成了35 kV變電站，由10 kV母線的Ⅰ段和Ⅱ段分別引出一條專線到井下采區變電所，作為井下局部通風機的專供電源線路。這樣很好的保證了主供電源的可靠性，即使工作面設備故障產生越級跳閘使得中央變電所失電，也不會引起局扇電源斷電。另外，為了進一步保證供電線路的可靠性，主、備通風機全部采用“三專”供電，備用局部通風機也與生產電源獨立分開，這樣不會因生產線路停電而導致備用通風機無法正常運轉。具體見圖2。
此供電方式雖然減少了由于掘進工作面電氣設備故障而引起的局部通風機停電停風及瓦斯超限事故發生的次數。但是，由于局部通風機本身故障造成的掘進工作面長時間停風，或是局部通風機控制開關故障、風筒破損等造成采掘工作面不能正常通風的現象還是不可避免。
3 “機、三電源、雙風筒、一專人”的引進
針對上述情況，為了進一步消除安全隱患，提高供電系統的可靠性，避免因風機專線雙回路停電造成局扇停風，減少因工作面施工意外損壞風筒導致的工作面停風現象的發生。我公司某礦以150103運輸順槽、回風順槽為試點，在工作面新增兩臺風機、1套風筒和一臺風機開關，并配有專人看管。具體見圖3。
具體方式：由采區變電所兩趟風機專線為工作面兩臺風機提供主供電源、工作面動力變壓器提供風機備用電源，主、副風機通過雙風機雙電源切換開關進行切換，正常情況主局部通風機正常運行，備用局部通風機備用，當主風機開關或者風機本事故障時可自動切換到備用風機。另外，當一處風筒破損時，另外一趟風筒可繼續向工作面供風，通過新增風筒、風機、開關等形成井下“機、三電源、雙風筒、一專人”系統，從而增加掘進工作面通風可靠性，為工作面正常通風提供了可靠的保障。目前，這種“機、三電源、雙風筒、一專人”的供電方式在我公司高瓦斯礦井中已推廣使用，改進后至今沒有發生過因生產線路故障而影響到局部通風機的運行。
4 結語
隨著煤礦建設的集約化、高效化、智能化，必然要求礦井生產的安全保障體系更加安全可靠，對于局部通風機供電系統而言，通過不斷的優化改造，可以逐步降低無計劃停電停風事故發生的概率。
參考文獻
關鍵詞：輔助運輸；單軌吊；換裝站；直達運輸；立井；
0 引言
隨著當今礦山機械設備的快速發展和礦井安全要求，以及自動化程度的提高，煤礦輔助運輸系統要求達到安全、高效、連續化的目標。單軌吊運輸系統可實現地面到井下的直達運輸，但一般在斜井中運用較好。國內立井開拓的礦井大部分只在采區范圍內使用單軌吊設備，大巷運輸仍采用傳統的地軌列車運輸，并需在采區附近進行一次換裝后，由單軌吊運至工作地點。無法發揮單軌吊運輸系統連續化運輸的優勢，礦井地軌與吊軌運輸系統共存，即不便于管理，又增加了運營成本。本文推薦立井底進行換裝后，整個礦井全部采用單軌吊運輸系統實現設備運輸。文章以某礦井新水平的輔助運輸系統設計方案為例，簡要的說明了單軌吊系統在立井礦井中的應用。
1 礦井概況
某礦二水平采用副立井（裝備矸石箕斗及罐籠）、暗主斜井的延深開拓方式，由于新增設副立井使二水平井下輔助運輸系統相對獨立于礦井一水平，為整個礦井輔助運輸的多樣化及新水平采用高效運輸方式創造了條件。
自井底車場分別向兩翼布置四條主要水平大巷，即主運輸膠帶輸送機大巷、輔助運輸大巷、回風大巷和矸石膠帶輸送機大巷。
2 輔助運輸系統方案
2.1 矸石運輸系統
本礦井巖石巷道掘進以綜掘為主，掘進出矸從掘進頭掘進機經轉載機及掘進頭后配套的矸石膠帶輸送機直接與水平大巷矸石膠帶輸送機搭接，由大巷矸石膠帶輸送機輸送到井底矸石倉，由副井矸石箕斗提升到地面處理。
2.2材料、設備運輸系統方案
參考國內礦井情況，設備和材料輔助運輸系統可提出以下4個方案：
①水平大巷采用蓄電池電機車，上山及斜巷采用絞車，順槽采用無極繩連續牽引車。
②大巷和采區內均采用單軌吊運輸方式
③水平大巷保留蓄電池電機車運輸，進入采區采用單軌吊的運輸方式
④采用卡軌車運輸方式
從以上方案可知，卡軌車運行速度慢，對底板要求高等因素表現出較明顯的缺點。方案②和方案③相同點在于采區內均采用單軌吊運輸，不同點是：方案②大巷與采區均采用單軌吊，實現連續運輸；方案③大巷采用蓄電池機車牽引礦車運輸。方案②的主要優點是：可實現從井底到工作面的材料、設備和人員的連續運輸，無需中間轉載，效率相對較高；僅在井底設集中換裝站，換裝工程量較小；缺點：單軌吊在大巷內運行速度相對較慢。方案③優點為：大巷水平布置時，適應蓄電池機車運輸，機車運行速度較快，能力較大；井底車場調車便利。方案③的主要缺點是：不能實現井下連續運輸，各采區均需設換裝站。
比較可見，方案②總投資低，且能實現連續運輸，環節少、效率高。因此認為，方案②相對優于方案③。方案二②與方案①相比，主要優點為：運輸系統單一化，環節少，設備數量少，用人少、效率高，安全性較好，可實現連續運輸。缺點為：初期投資較大，主要增加的設備投資較高。綜合比較后，推薦方案②。
2.3人員運輸
大巷和采區內部均采用單軌吊連續運輸方式，人員運輸有以下方式可供選：
方式一：在矸石膠帶輸送機大巷內，布置架空乘人裝置運送人員。目前架空乘人裝置有低速和高速兩種類型，由于后期運輸人員較多、距離較長，根據比選采用低速（1.2m/s）架空乘人裝置比較適宜。
方式二：采用單軌吊運送人員。單軌吊運輸人員具有一次運輸人員多、可實現連續運輸的優點。缺點是運行速度較慢，且由于單軌吊機車本身重量大、運行阻力較大，能耗和運輸成本較高。
以上可見，大巷內人員運輸宜采用架空乘人裝置，采區內宜采用單軌吊的運輸方式。
綜上所述，矸石采用膠帶輸送機運輸，其它材料采用單軌吊運輸，人員運輸以架空乘人裝置運送為主。
3 井底車場及硐室
3.1井底車場布置
井底車場采用臥式環形車場，選用柴油機機車頂推調車，實現地軌車輛在車場及換裝站之間的進出。于井底車場出車側布置單軌吊換裝站。換裝站巷道采用雙線布置，分別布置雙地軌和雙吊軌，在換裝線位置地軌中線與天軌中線重合。
3.2主要輔助運輸系統硐室
井底車場內設置的輔助運輸系統硐室主要有：單軌吊機車加油、檢修硐室及柴油機地軌機車維修間，列車存放庫等。
4 大巷布置
由于采用了單軌吊設備作為大巷運輸方式，該大巷可根據煤層開采需要布置成帶有一定傾角的傾斜巷道，或起伏巷道。為滿足單軌吊運送大型設備，軌道大巷最大傾角按8°考慮。
5 主要巷道斷面布置
5.1斷面形式
綜合考慮井下圍巖條件及服務年限等條件，主要巷道多采用半圓拱型斷面，軌道大巷受單軌吊運輸設備影響，為提高斷面利用率，縮小掘進面積等因素，采用三心拱斷面形式。回采巷道采用矩形或梯形斷面。
5.2斷面尺寸
根據《煤礦井下輔助運輸設計規范》、《煤礦巷道斷面和交岔點設計規范》及單軌吊運輸設備尺寸，確定巷道斷面尺寸。
（1）巷道斷面寬度
①單行巷道：B≥b1+b2+b3+0.15+0.4=0.7+1.75+1+0.15+0.4=4.0m
考慮到通風掘進等因素，取5.2m。
②雙行巷道：
B≥b1+2b2+b3+b4+0.3+0.4=0.7+1.75+1+1.48+0.8+0.3+0.4=6.43m，取6.5m。
式中參數詳見《煤礦井下輔助運輸設計規范》13.3.1；0.15、0.3為附加的單軌吊車側向的擺動幅度；0.4為管線及敷設裝置寬度。
（2）巷道斷面高度
運送液壓支架時，H=h1+h2+h3+0.2=0.655+3.2+0.3+0.2=4.355m
式中參數詳見《煤礦井下輔助運輸設計規范》13.3.1
6 單軌吊及配套設備
6.1運輸容器與起吊梁選型
選用單軌吊專用自卸式集裝箱（材料箱）運送物料，部分設備材料采用整體起吊打運。每個集裝箱、每輛人車配用一根GHB60-3400輕型起吊梁與機車相聯，自重750kg，最大載重6t。較大設備配用SLG-4.4中型起吊梁，能夠滿足起吊運輸16t有效載荷。整體運輸液壓支架配用重型起吊梁。
6.2機車選型
6.2.1機車類型選擇
單軌吊主要有防爆特殊型蓄電池與防爆柴油機兩種不同驅動模式。本礦井傾斜巷道及聯絡巷道較多，運輸距離較長，且后期運送的液壓支架等大型設備較重。因此，推薦井下采用防爆柴油機單軌吊機車。
主要掘進巷道內配合使用壓縮空氣傳動的單軌吊機車和自動化掘進作業線來滿足掘進面的作業要求。
6.2.2機車型號選型
①牽引力
F =（P+Q）（ωgcosθ +g sinθ+γa）
式中： P―吊車整備質量（含吊梁）；
Q―有效載荷質量；
ω―運行阻力系數，取0.06；
θ―單軌坡度（巷道傾角）；
γ―慣性系數；
a―運行加速度。
經計算，見表6-2-1和表6-2-2。
表6-2-1 單軌吊機車運載物料工況參數表
巷道坡度
項 目 坡度0° 坡度5° 坡度8° 坡度12° 坡度15° 坡度19°
吊車整備質量 DZ1500 3+2機車10160kg DZ2200 3+2機車12160kg
有效吊運載荷 四箱物料 兩箱物料
貨物總質量 17280kg 8640kg
DZ1500 需牽引力 19.4kN 42.8kN 56.7kN 75.0kN 88.5kN 66.6kN
運行速度 1.6m/s 1.0m/s 0.7m/s 0.51m/s 0.4m/s 0.55m/s
DZ2200 需牽引力 20.8kN 45.9kN 60.8kN 80.5kN 94.9kN 76.2kN
運行速度 2.0m/s 1.27m/s 1.03m/s 0.72m/s 0.7m/s 0.75m/s
表6-2-2 單軌吊機車運載人員工況參數表
巷道坡度
項 目 坡度0° 坡度5° 坡度8° 坡度12° 坡度15° 坡度19°
吊車整備質量 DZ1500 3+2機車10160kg DZ2200 3+2機車12160kg
有效吊運載荷 三輛滿載人車 一輛人車
貨物總質量 11400kg 3800kg
DZ1500 需牽引力 15.3kN 33.6kN 44.5kN 58.9kN 69.5kN 47.9kN
運行速度 1.6m/s 1.0m/s 0.83m/s 0.68m/s 0.6m/s 1.2m/s
DZ2200 需牽引力 16.7kN 36.8kN 448.7kN 64.4kN 76.0kN 57.5kN
運行速度 2.5m/s 1.76m/s 1.27m/s 1.03m/s 1.0m/s 1.5m/s
②單軌吊型號的確定
DZ1500 3+2防爆柴油機（牽引力100KN）基本能滿足坡度15°以下運送貨物和人員的要求。DZ2200 3+2型單軌吊（牽引力100KN）雖然運行速度較快，但由于自重大，能耗較高，投資也較大。在最大傾角15°時，DZ1500 3+2型牽引力富裕系數約12%，而DZ2200 3+2型牽引力富裕系數僅約5%。考慮到初期巷道最大傾角為8°，絕大部分巷道傾角均在5°以下，DZ1500 3+2運行速度一般能達1m/s以上。因此，推薦選用配備DZ1500 3+2防爆柴油機單軌吊機車。
③后期運輸液壓支架時，單軌吊機車選型
按整體運輸液壓支架要求，對DZ2200（132kW）單軌吊車和DZ1800（84kW）單軌吊車進行計算比較。計算結果見表6-2-3。
表6-2-3 單軌吊機車運載32t支架工況參數表
巷道坡度
項 目 坡度0° 坡度5° 坡度8° 坡度12°
吊車整備質量 DZ1800 4+4機車15700kg DZ2200 4+4機車16700kg
有效吊運載荷 一部32t液壓支架
貨物總質量 32000kg
DZ1800 所需牽引力 33.8kN 74.4kN 98.6kN 130.3kN
運行速度 0.9m/s 0.65m/s 0.4m/s 0.3m/s
DZ2200 所需牽引力 34.5kN 76.0kN 100.6kN 133.1kN
運行速度 1.3m/s 1.2m/s 0.9m/s 0.6m/s
選用DZ2200 4+4防爆柴油機八驅動單軌吊機車，主機功率130kW，額定牽引力192kN，配1根SLG 16.2型起吊梁，每次運送1部液壓支架。
6.2.3機車運行臺數計算
機車運行臺數與用料地點距離，用料點數量和機車運行速度有關。本文不再例舉。
6.3單軌吊軌道
單軌吊軌道按照載重的不同分為輕軌I140E和重軌I140V兩種，每個吊掛點的最大靜拉力分別為50KN、100KN。井底車場巷道、換裝站和軌道大巷直軌采用2m/根的I140V重軌，配合以1m/根的彎軌以及過渡軌、對稱道岔。其他巷道及硐室直軌采用2.4m/根的I140E輕軌，配合以2m/根的彎軌以及過渡軌、對稱道岔。
7 投資概況
礦井采用單軌吊作為輔助運輸設備后，本文所例舉的設備投資在2900萬左右，相比傳統的地軌蓄電池機車運輸系統增加較大。但從整個礦井來看省去了大量的傳統斜巷絞車及大量操作人員。從長遠看，利益顯注。
8 結論
對于立井礦井而言，井筒形式限制了單軌吊的直達式運輸。但隨著輔助運輸設備的多樣性和先進性，煤礦井下運輸不應停留在傳統的運輸方式下，應積極采用先進設備改善井下運輸環境，提高安全水平。本文通過礦井實例，闡述了單軌吊運輸系統在立井煤礦中仍可最大程度的發揮其連續性、系統性的優點，是能夠滿足立井煤礦井下輔助運輸需要的。
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關鍵詞:安全 生產 自動化 管理
開灤北陽莊礦井為設計能力1.80Mt/a的低瓦斯大型現代化礦井,煤層具有二類自燃發火傾向性。根據礦井設計能力、開采技術條件、機械化裝備水平等因素和《煤礦安全規程》、《煤炭工業礦井設計規范》等的要求,為了實現整個礦井的現代化綜合管理,本礦井設計配備全礦井綜合自動化系統。該系統由生產管理及信息系統、安全生產監測監控系統、計算機網絡系統、程控調度通信系統及經營管理系統五個單元組成。
設計選用本安型礦井綜合監控系統,使礦井在采、掘、運、風、水、電、安全等環節全面實現信息化。該系統通過主備二條光纖環路,組成雙纖自愈環,實現光纖鏈路或設備故障時的快速保護倒換,確保系統的可靠性。在井下發生災變時也能及時將礦井的各種監測數據傳回地面。礦井內部設置計算機局域網,在調度指揮中心設WEB服務器和數據庫服務器及兩臺工控機,各職能部門設置終端工作站,進行經營管理、技術管理、能源管理、事務管理和企業信息管理,實現礦井辦公自動化。礦井設置KJ32型光纖工業電視系統,調度指揮中心設置兩臺視頻服務器,及大屏幕顯示系統。設計選用KJ95安全監控系統,實現礦井生產安全監控,該系統在礦井調度指揮中心設置兩臺監控主機。
作為全礦井綜合自動化系統的一部分,礦井安全、生產監控系統通過防火墻與礦局域網連接,達到在地面調度室對全礦各生產環節的“三遙”,并通過礦局域網與各級管理系統進行信息交換,實現礦井管控的一體化。
礦井綜合監控系統設置兩回電源,并設置UPS不間斷電源作為應急電源。
1、安全監控
KJ95型煤礦綜合監測監控系統中心站設于礦調度指揮中心,設有兩臺監控主機,實現礦井安全監測。由于該礦井煤層具有二類自燃發火傾向性,設計另設一套SG－2003型火災束管監測系統實現防滅火信息監測。
1.1 安全監測、監控
井下在中央變電所、采煤工作面、掘進工作面、各膠帶機機頭硐室、采區變電所、各測風站等處共設16臺分站。依照礦井的災害種類及災害程度,本系統對瓦斯、一氧化碳、溫度、風速、粉塵、煙霧、風門開關、水位、煤位、主要設備的開停等參數進行監測監控。回采工作面及其回風巷、掘進工作面、采區回風巷、南翼回風巷、總回風巷等處設置瓦斯傳感器。在回采工作面、掘進工作面及煤流轉載點等處設置粉塵傳感器。井下回采工作面、帶式輸送機機頭硐室、回采工作面、掘進工作面設置溫度和煙霧傳感器,防止發生火災。礦井采區進回風巷總回風巷及主通風機風硐設置風速和負壓傳感器。局扇設置開停傳感器。地面在扇風機房設一臺分站,井下所有膠帶輸送機均設自動滅火灑水裝置。
井下安全生產監控系統形成獨立環網,通過地面交換機接入礦井綜合監控系統雙光纖環網。安全監測、監控系統主傳輸采用MGTJS－4B1型光纜,各分站通過光纖網絡適配器連接。
1.2 火災束管系統
北陽莊煤礦煤層具有二類自燃發火傾向性,設計選用SG-2003型火災束管監測系統。SG－2003型火災束管系統由抽氣“束管”、抽氣泵、采樣柜、控制箱、地面工作站組成。“束管”敷設至工作面隅角、采空區、密閉等處,對井下氣體成分含量連續循環監測,通過計算及時預測預報發火點的溫度變化,預報煤層自然發火,一旦發現有關指標超過或達到臨界值等異常變化時立即發出預報,為煤礦自燃火災和礦井瓦斯事故的防治提供科學依據。地面工作站接入礦井安全、生產監控系統。
2、生產監控系統
生產監控系實現礦井井下工作面、井上下煤流、地面生產和輔助生產系統的實時在線監測,與礦井綜合信息網絡連接。為實現對礦井各主要生產環節的實時在線監測控制及變電所的綜合自動化,設置礦井生產監測監控系統。礦井地面變電所、生產系統控制、鍋爐房熱控、主井提升機、副井提升機、礦井排水控制均采用綜合自動化系統,各系統設置工控機作為監控主機,接入生產安全監測監控系統。
2.1 工業電視系統
設計選用KJ32型光纖工業電視監視系統。該系統主要由視頻服務器、大屏幕顯示系統、主控計算機、視頻矩陣切換器、視頻中心光接收機、攝像儀等設備組成。
井下在井地車場主井裝卸載點、主膠帶機機頭、綜采工作面設置光纖隔爆攝像儀,地面在副井井口房、生產系統的主要環節、扇風機房等處設置攝像儀,礦調度指揮中心設置大屏幕,對主要設備的生產安全狀態進行室時監測。在礦井主要生產環節如扇風機房、上下井口、綜采工作面、生產系統內等設置攝像儀,系統采用光纜傳輸,不但具有可遠距離監視的優點,還可提高系統防雷、抗干擾性能。礦井工業電視系統接入礦井綜合監控系統雙光纖環路,各攝像儀通過交換機接入環網。
2.2 井下生產監控
井下采用微機控制的生產環節可通過交換機接入環網系統,實現對生產環節的實時監控。井下部分生產監控與安全監控共用KJ95系統。通過設置設備開停傳感器,監控采煤機和掘進機、局部扇風機、井下膠帶機等設備的開停。設計分別在井下中央變電所、大巷皮帶機機頭變電所、采區變電所設置電力監控分站,通過交換機接入井下環網,監控變電所內配電設備的運行狀態。主要風門設置風門開關傳感器,監測風門開關狀態,各煤倉設置煤位傳感器。各傳感器均就近接入相應的分站。通過井筒光纜接入地面監控主機,實現在地面調度中心對井下生產狀態進行實時監控。
關鍵詞：鍋爐房；設計；布置；礦井
中圖分類號：X752 文獻標識碼：A
1 引言
鍋爐房是供熱之源，是工廠及企業的重要組成部分。對于礦井而言，鍋爐房設計的正確、合理與否，直接關系到整個礦井能否順利投產以及投產后能否獲得預想的經濟效益，甚至還將影響到周圍的環境。因此我們必須十分重視和認真的做好鍋爐房的設計工作，以便對整個礦井生產以及節約能源起到應有的積極作用。本文就礦井鍋爐房設計與布置中應注意的幾點問題進行探討。
2 礦井鍋爐房的設計
眾所周知，一個正確的設計，必須符合國家的方針政策和地方的有關法規，這也是鑒別、評價設計質量的重要條件。
(1)對于礦井鍋爐房設計，除了必須貫徹有關基本建設的方針政策外首要的是嚴格執行國家的能源政策。為全面貫徹落實國家現行節能目標，應當從礦井實際出發，鍋爐選型應適合本礦井的煤種及煤質，因為礦井鍋爐房所使用燃料為自產自用，煤種比較單一，若所選鍋爐爐型與燃用煤種不符，就會造成鍋爐出力嚴重不足、熱效率低、能源浪費大。因此應針對本礦的煤種及煤質特點選擇爐型，這樣不但保障了鍋爐額定出力，而且還減少燃料運輸費用,為國家減輕交通運輸壓力。依據煤種及煤質選擇鍋爐型號是鍋爐經濟運行節約能源的基礎，應引起高度重視。如某礦井的鍋爐改造，首先，在鍋爐選型上嚴格依照國家發改委的指示，突出資源綜合利用。考慮到目前洗煤廠采用重介洗煤，洗矸的發熱量非常低，已無燃燒價值，而每年洗煤產出的10.8萬噸尾煤泥卻白白浪費掉，而且對周圍環境還造成污染。基于此情況，在鍋爐選型上采用能燃燒煤矸石混合燃料又能燃燒煤泥的40t/h煤泥循環流化床鍋爐。這樣既能解決目前洗煤廠洗矸和尾煤泥外排占用耕地，又可減少煤炭廢棄物對環境的污染問題，符合國家資源綜合利用的規定，還能減免部分稅收。
（2）在工藝設計中，還應充分注意廢熱、余熱的回收利用以及盡可能選用高效節能輔助設備。例如熱管是一種利用管內工作流體的相變，以潛熱為主進行傳熱的高效傳熱元件。用熱管技術生產的鍋爐省煤器取代傳統的鑄鐵省煤器就是一種很好的節能措施，熱管省煤器重量輕安裝方便傳熱性能好，能有效地利用鍋爐尾部的煙氣余熱，比傳統的鑄鐵省煤器具有更明顯的節能效益。
（3）鍋爐臺數及鍋爐容量的匹配必須合理，如果匹配不合理，會造成鍋爐房投資增加、運行管理不便、負荷難以調整、浪費燃料、甚至危及安全生產。礦井鍋爐臺數不應少于2臺，不宜超過4臺。鍋爐房總容量應滿足最大的熱負荷及最小熱負荷下鍋爐運行負荷率不應低于額定出力50%的要求。在鍋爐房設計時，當熱負荷確定后，鍋爐臺數及鍋爐容量有多種匹配方式，應通過方案對比，從中選擇最佳匹配方式。
礦井熱負荷主要來源于井筒防凍、浴室供熱和建筑物采暖三部分。其特征是采暖期負荷大，非采暖期負荷小，兩者負荷相差4倍至多。建筑物采暖熱媒一般為熱水，井筒防凍和浴室供熱有高溫熱水或蒸汽兩種熱媒可選擇，若以高溫水為熱媒對井筒防凍和浴室進行供熱，鍋爐房內為單一熱水鍋爐，鍋爐臺數及容量的匹配比較簡單。值得一提的是，前幾年礦井投入運行的高溫水供熱系統，由于管理水平所限，運行并不理想，沒有達到設計溫度的要求，給井筒防凍安全生產帶來隱患。為安全起見，目前多數礦井仍采用蒸汽熱媒對井筒防凍和浴室進行供熱，這就需要鍋爐房供熱水和蒸汽兩種熱媒。為滿足熱用戶對熱媒需求，鍋爐房內的爐型匹配方式有兩種，其一為蒸汽鍋爐房，采暖熱水熱媒通過熱交換獲取，換熱器宜選用熱效率高的板式換熱器；其二為鍋爐房設置蒸汽和熱水兩種鍋爐，蒸汽鍋爐供井口防凍和浴室供熱，熱水鍋爐供建筑物采暖。對于一個礦井采取哪種匹配方式比較好，可用蒸汽和熱水負荷率以及所選設備投資運行經濟分析確定。依筆者所見，中型礦井可考慮蒸汽、熱水兩種鍋爐的匹配方式，其蒸汽鍋爐應選兩臺，即其中一臺發生故障時，另一臺能確保井口供熱。小型礦井熱負荷較小，從鍋爐運行經濟性和互備性考慮，宜采用單一蒸汽鍋爐。
（4）在鍋爐房設計過程中，還必須嚴格遵守鍋爐監察和有關安全規程，切實做好環境保護、努力改善勞動條件和積極采用成熟可靠、行之有效的先進科學技術，力求使設計做到切和實際，技術先進、經濟合理、安全可靠。
（5）礦井鍋爐房設計，還應根據礦井總體規劃，做到近期與遠期相結合，以近期為主，并適當為將來生產發展留有擴建的余地，以便節約資金和材料，更好的發揮投資的經濟效益。
3 礦井鍋爐房的布置
鍋爐房布置是鍋爐房設計中最關鍵的一項工作，布置的合理與否，對整個鍋爐房的基建投資、占地面積、能源消耗以及經常運行的安全性和經濟性有重要關系。因此，在設計時應認真、謹慎對待。
（1）區域布置
鍋爐房是供熱之源，也是一個散發煤灰、煙塵和噪聲的環境污染源。對于一個礦井來說，鍋爐房在總平面上的位置至關重要。它位置選擇的適當與否，將直接影響周圍正常的生產和生活環境，影響廠區面積的有效利用、熱力管線的布置以及維修工作量和原材料消耗等。所以設計時一般應會同總圖、工藝等有關專業人員和建設單位共同研究提出方案，從占地面積、運輸條件、室外管線、環境保護、維修運行等多種角度進行綜合分析比較后確定。
一般情況下，鍋爐房設計在臨近廠區運輸干線，然后協調鍋爐房與鄰近建筑物、構筑物和堆場之間的相對位置，最后進行鍋爐房附屬設施如煤場、輸煤設備、渣場、除塵裝置、煙道等等的合理布置。
鍋爐房的朝向，即司爐操作一端應盡量避免向西，宜加強自然通風以改善勞動條件。司爐操作端或鍋爐房輔助間，通常布置為面臨廠區干道，以便于出入和增加美觀。對于易造成環境污染的除塵裝置、煙囪、沉渣池等設施，一般布置在鍋爐房后側，起到遮蔽作用。鍋爐房的區域布置，應盡量縮短流程和管線。
（2）鍋爐房工藝布置
鍋爐房的工藝布置除了滿足設計規范規定之外，應盡量做到如下幾點：
首先，設備的布置應盡量順其工藝流程，使蒸汽、給水、空氣、煙氣等介質和燃料、灰渣等物料的流程簡短、暢通，減少流動阻力和動力消耗，便于運輸。
其次，鍋爐房布置時，應根據礦井生產規模的近、遠期規劃，以近期為主，統籌安排，留有擴建的余地，設備選擇和布置，應有一次設計分期建設的可能。如輔助間設于固定端，另一端使其能自由發展（擴建）而不影響或少影響主要設備及管道的工作。當發展端的外墻拆除時，應不影響鍋爐房建筑的整體結構，同時又方便擴建時汽水管道、運煤出渣等運輸線以及電線電纜的連接；當鍋爐房內要設置不同類型的鍋爐時，為了將來擴建的方便，還應把容量較大的鍋爐布置在發展端一側。
第三，對于連接設備的各種管道的布置，主要決定于設備的位置。布置時，管道應盡量沿柱子和墻敷設，且大管在內，小管在外；保溫管在內非保溫管在外。這樣，既便于安裝，支撐和檢修，又比較整齊美觀。但管道與管道，管道與梁、柱、墻和設備之間要留出一定的距離，以滿足焊接、裝置儀表、附件和保溫結構等的施工安裝、運行、檢修和熱脹冷縮的要求。
4結束語
鍋爐房在礦井的生產過程中占有比較重要的位置，因此要求我們在鍋爐房設計及布置時，在滿足國家現行規范、標準和規程的同時，根據礦井的實際情況，盡可能周密地綜合考慮各方面的問題，確定合理、經濟的方案。在此基礎上，設計出符合安全生產、技術先進、經濟合理的鍋爐房。
參考文獻：
[1] GB50041-2008 鍋爐房設計規范，北京：中國計劃出版社，2008
[2] 鍋爐房實用設計手冊（第二版），北京：機械工業出版社，2001.1
關鍵詞：七預管理 機電設備 預防故障
1.前言
近年來義煤集團為現實機電設備運轉安全零事故目標，全面、強力推行機電設備安全運轉隱患治理的“七預管理”。將事故隱患消除在形成之前，真正實現本質安全型礦井。為保證“七預管理”有序順利開展，集團公司成立以機電副總經理為組長的機電設備安全運轉隱患治理“七預管理”領導小組。依據《河南省煤礦機電裝備及管理水平考核評價標準》、《煤礦安全規程》、《煤礦質量標準化標準》、《五優礦井標準》等與機電有關的管理標準。通過機電系統及相關專業全員參與的預想、預查、預測、預報、預研、預警、預處理七個環節的運行，確保了機電運輸設備安全運轉。
2.“七預管理”的內容
“機電設備安全運轉隱患”是指有缺陷的或者有可能發展成為有缺陷的設備、線路、設施；不符合煤礦質量標準化標準及其它規程或規定要求的設備、線路、設施；有可能影響機電設備安全運轉的設備、線路、設施，不符合煤礦三大規程之一或有可能影響機電設備安全運轉的設計、措施、規定、辦法、環境、行為等。
預想：是指根據各自所處工作性質、工作范圍、工作環境、以往的工作經驗及現場了解掌握的情況，預先想象、猜測、估計、判斷何時、何地、何設備（線路、設施等）、何種行為存在隱患或有可能發展成為隱患；
預查：是指按照相關規程及標準，預先制定措施、計劃，定期、不定期對所轄設備（線路、設施等）、操作行為等進行詳細、深入、細致的排查，查出和發現各類隱患；
預測：是指按照規程及相關檢測檢驗標準的要求，預先制定措施、計劃，定期、不定期用儀器、儀表對所轄設備（線路、設施等）進行檢測、試驗，查出和發現各類隱患；
預報：是指各單位都要建立完善的事故隱患匯報制度，對預想、預查、預測發現的問題及時落實，切實掌握所管轄范圍內設備及系統安全狀況，對各類隱患（分已處理和未處理）按規定建檔備案并同時向上級匯報；改擴建礦井結合安全生產發展情況，對綜采縱掘生產能力預測、預報，制定措施、計劃、安全生產組織，對運行先進性安全評估，確保正常生產生產條件和安全極限之間的余量，提前做好機電運輸系統改擴建，防止前大后小能力不足帶來的事故隱患。
預警：是指對預想、預查、預測、預報發現的問題按隱患性質、大小、重要程度、急迫情況、能否處理等進行分類、排隊、總結，結合“預測綜合化、數據實時化、預警智能化”的礦井綜合自動化等高科技手段預警。由不同部門按紅、黃、藍發出相應警示（紅色－有可能造成重大事故必須立即停產整改處理的；黃色－有可能造成重大事故但制定并執行相關專門措施可以保證短期內安全運行且必須同時進行整改處理的；藍色－有可能造成一般性事故可以安排計劃進行整改處理的）。
預研：是指各單位對已知的各類隱患，特別是對發出紅、黃預警的重大隱患，要召開專門會議，組織專業人員參加，進行詳細、認真的研究、論證，充分考慮設備及系統可靠性、有效性、耐久性及環境因素、人員素質，拿出科學合理、切實可行的解決方案，供決策部門參考；
預處理：是指對預知的隱患按輕重緩急，排出計劃，制定措施，依據預先制定的方案，盡快處理，消除隱患。對難以解決的可以立項組織攻關或報上級部門協助解決。
“七預管理”既是一個相互關聯的整體，又有各自的側重點。預想、預查、預測，主要是強調提前掌握設備及系統的原始、基礎資料和數據，參與的主體是在現場工作的基層員工及技術人員，中高層領導作為補充；預報是資料整理和上下溝通的一個重要的中間環節；預警和預研是查處隱患進行決策前的一個中間過程，處于關鍵的環節，其參與的主體是中高層領導及專業技術人員，基層員工作為補充；預處理是整個活動的結果，其終極目標是杜絕事故的發生，其它各項都是為此作準備。
3.“七預管理”的措施
3.1“七預管理”范圍：凡是采購、使用、維修、保存、管理機電設備、設施的場所和員工均為本活動的參與范圍。
3.2 “七預管理”職責劃分：按照各司其職，各盡其責；責任有我，我必負責；盡到責任，則無責任的原則，要求對每臺設備、每條線路、每套設施、每個環節逐一明確操作（使用、看管）者、檢查者、維修（保養）者、管理者（隊、科、處）領導者（隊、科、礦、集團公司）的職責，并在現場掛牌顯示，在區隊科室、活動辦公室登記備案。
對集團公司生產處、通風處、安全健康環保部、租賃公司、供應公司、機電處、等相關處室根據業務范圍和功能進行職責劃分。各基層單位制定本單位機電設備安全運轉隱患治理“七預管理”實施辦法，提出具體目標，完善各項操作、檢查、維修規程（要求）、標準，按操作（八點、四點、零點）、檢查（班檢、日檢、周檢、月檢、季檢、年檢）、維修（小修、中修、大修）、管理（設計方案、規程措施制定、措施貫徹、檢查落實、提供設備等）、重要領導、主要領導等詳細劃分各自職責，按活動辦法認真、嚴格組織落實。
3.3“七預管理”的要求：
3.3.1各單位成立相應的組織機構。對現有的各種管理制度做全面梳理，進行修改、補充和完善。提出具體控制目標；詳細、認真地劃分所有相關人員的職責范圍，使每臺設備、每條線路、每套設施、每個環節均有明確的負責人，既有操作（使用、維修）負責人，又有管理（制定措施、監管）負責人，還要有領導（直接領導、主要領導、重要領導）負責人，做到一旦發現重大機電隱患或機電事故需要追查時，誰應負什么責任一目了然。
3.3.2宣傳貫徹。各單位自上而下，全員發動，開展學習，宣傳貫徹，做到人人牢記七預內容，明確自己在七預活動中的角色和職責，以積極向上的精神面貌全身心的投入到七預活動中，以七預活動的開展確保隱患治理活動的順利進行，確保機電設備運轉安全零事故目標的實現。
3.3.3資料匯總和上報管理。各單位都要指定專門人員負責七預活動資料的收集、整理、匯總和上報，上級不予落實可以越級上報。
3.3.4總結及檢查驗收。各單位在每月底以前將本單位“七預管理”情況上報集團公司“七預管理”辦公室，相關處室要以不定期方式進行抽查，了解各崗位人員對七預內容的掌握程度，督導各單位的隱患處理，匯總各單位情況報集團公司分管領導。
3.3.5對查出的重大隱患及時發出紅、黃預警信號，召集專業人員、組織專題會議，進行研究和論證，對突出問題組織技術攻關和科研立項。
3.3.6獎懲。各單位“七預管理”辦公室結合每季度零事故活動的檢查驗收，對各種量化指標進行考核、評比。并通報單位及個人獎罰金額。
4.“七預管理”的效果
近年來義馬煤業集團股份有限公司通過持之以恒層層把關，建立健全“七預管理“的長效機制，對排查出的各類隱患按照“七預管理”內容進行分析、研究、安排、處理、落實。做到責任到人，嚴防死守。使故障隱患管理由被動轉入主動，實現了隱患查處、安全評估、檢修預警、機電運輸系統經濟安全運行，收到了良好的效果。
參考文獻:
[1]煤炭工業設計規范 煤炭工業出版社1997煤礦安全規程
[2]煤炭工業礦井設計規范（GB50215-2005） 中國計劃出版社 2006
[3]煤炭工業出版社 2009
關鍵詞：清潔；節能減排；綜合治理；利用率
1概述
節能減排作為經濟發展過程中不可回避的問題，正在逐漸成為中央政府和社會各界普遍關注的焦點問題。
煤炭行業是我國重點工業污染控制行業之一，煤炭開采最大的問題一是浪費嚴重, 二是環境成本大。據載, 國有煤礦每采出1 t煤平均要動用2.5 t的煤炭儲量, 損耗2.48 t的水資源。如果再加上煤炭燃燒過程中對環境的污染, 煤炭利用成本更高。這樣的狀況, 本身對中國的經濟持續健康發展就造成了很大的破壞。環境也是希缺資源, 在一定意義上講也具有不可逆性, 破壞之后很難恢復。
我國正處于經濟高速發展的工業化階段，一方面能源資源相對不足，另一方面能耗高、浪費大、效率低下。我國要在21世紀中葉達到中等發達國家的水平，必須一靠開發，二靠節約。
我國是一個以煤炭為主要能源的國家，每年數萬名煤礦工人寶貴的生命、數億t煙塵、煤渣和各類有害氣體的排放，支撐著我們國家85％的能源需求，節約能源，在這里不但是為了節約開支，還體現著保護環境和對生命的關愛。節能有助于解決現實污染問題，還能緩解經濟發展對能源需求的增長給環境帶來的潛在的巨大壓力。
設計認真貫徹落實國家節能方針，通過合理采用既節約能源又有經濟效益的新技術、新工藝、新產品和新經驗，達到以最小的能源消耗取得最大的經濟效益之目的。
運河煤礦于1999年5月1日實現投產。2003年11月通過了環保工程專項驗收。驗收檢測結果表明，礦井外排廢水及鍋爐廢氣各項監測指標均符合排放標準規定的限值和任城區政府下達的有關總量指標要求。
根據已審批的《唐口礦井環境影響評價報告書》中對該區域所進行的現狀調查資料表明，區域內環境空氣質量基本符合《環境空氣質量標準》中的二級標準值，除TSP超標外，SO2和NOx基本不超標。
運河煤礦以建設資源節約型、環境友好型礦井為目標，圍繞礦井提升、排水、通風、運輸、采掘、供電、供熱等關鍵環節，深入開展科技攻關和新技術、新設備推廣應用，節能減排工作取得了明顯成效。一是建立和完善節能減排管理機制，形成了礦、管理部門、基層各區隊和車間三級節能減排管理網絡和節能減排指標考核體系，將節能目標層層分解落實，逐級考核，實行能耗定額管理制度，有效調動了各方面的工作積極性。二是積極推進節能科技創新。近年來，為突破煤炭企業發展面臨的資源、安全、環境等瓶頸問題，提高資源利用效率，不斷加大節能技改投入，在革新生產工藝、提高生產系統設備自動化程度下功夫。三是推廣應用系統優化改造、變頻調速、智能控制、無功功率補償、綠色照明等節能技術提高了設備效率，大幅度節約了電能。
運河煤礦現已建成3000m3礦井處理站一座，1500m3生活水處理站一座，每天處理礦井水700―800m3，一部分處理水回復到井下循環利用，一部分作為選煤廠生產用水，實現了零排放，年節約水資源費400萬元以上。
2009年又對礦井電控系統進行了部分改造，將井下中央泵房、2.5m絞車、主井等電控系統改造成變頻調速，每年可節省電費300萬元以上。
2運河選煤廠節能減排措施
2.1工藝節能
（1）為了拉長企業產品鏈條，提高企業效益，運河煤礦建成了60萬噸的選煤廠一座，該選煤廠符合國家積極發展煤炭洗選、促進煤炭工業節約、清潔、安全和可持續發展的方針政策。
（2）根據運河煤礦原煤的煤質特點，確定采用先進高效的重介分選工藝。重介分選工藝分選精度高、對煤質變化適應性強，可提高精煤回收率，具有生產低灰精煤等優勢。
（3）根據運河煤礦的煤質及今后市場的用戶要求，工藝的調節作用大，能均衡地在最小誤差范圍內達到煤炭質量和數量的調整要求，滿足用戶。
（4）原煤50～25、25～13mm粒級灰分遠高于設計用50~0mm原煤灰分，說明>13mm原煤中矸石含量高，煤質差，設計采用13mm分級入選工藝，可在相同設計規模的前提下，多排矸石，更有效、全面地改善了煤質，減少了矸石無效運輸。
（5）根據原煤及浮煤工業分析，原煤全硫為0.61％，浮煤全硫為0.51％，經過洗選可有效降低產品硫含量，減少二氧化硫排放量，降低環境污染。
（6）
（7）
（8）選煤廠布置在運河煤礦工廣內，產品儲存在原有的煤倉內，便于產品的銷售，水源、電源、熱源、生活輔助設施依托運河煤礦，降低了選煤廠投資。
（9）選煤廠地面工藝簡單，布置緊湊，物料轉載環節少、運輸距離短。煤泥卸載點位于工廣北側，有利于煤泥從東側貨運門外運；矸石倉位于煤倉西側，便于矸石通過運河煤礦西門外運，有效縮短了運輸距離。
（10）根據運河煤礦煤倉設備布置、使用情況，設計對倉頂室進行改造、加固，將13mm分級篩布置在倉頂室內。原煤分級后，
（11）廠內煤流及煤泥水盡量選擇合適角度、坡度，使其自流，降低能耗。濃縮機入料煤泥水應盡可能采用自流方式，車間內的事故放水，跑、冒滴、漏水應自流至集中水池。選煤廠實現洗水一級閉路循環，節約水資源。選煤廠噸煤耗清水0.1m3，滿足《煤炭工業節能減排工作意見》中洗選原煤清水耗控制在0.15m3以內的要求。
2.2機械設備節能
（1）無壓三產品旋流器自身無動力消耗，節省大量動力消耗。
（2）各種水泵選型做到與工藝數據匹配，達到最低能耗下的工況指標。
（3）磁選機選用國內組裝磁選機，6磁極超強磁場，磁場分布均勻，適應于煤泥含量高的工作環境，該設備煤漿通過量大，磁選效率高，磁選精煤回收率可達99.8%以上。
（4）煤泥濃縮機選用了周邊傳動高效型，處理能力較大，電耗較小。
（5）煤泥壓濾機選用快開式隔膜壓濾機，處理能力大，煤泥水分低，且設備能耗比較小。
（6）對于濃縮機需要的絮凝劑加藥，設置自動加藥系統，將藥劑用量控制在最佳范圍。
（7）路管選用無縫鋼管，流速在經濟流速2m/s左右；減小管路阻力損失，提高系統效率，減小能耗。管路的敷設在條件具備的場合均采用焊接。
2.3 供電節能
各變電所或組合變電站靠近負荷中心，提高了電壓質量，減少了電纜數量和線路損失，節省投資，電能損耗少。
在各變電所或組合變電站設電容器補償裝置，提高功率因數，減少線路損耗、變壓器銅損等，從而減少了電能損耗。
旋流器入料泵采用變頻器調速，保證入料壓力的基本恒定的同時，減少了電機的輸出功率，使電能損耗最小。
選煤廠單機設備采用660V供電，選煤廠噸煤電耗6.192kWh/t，滿足《煤炭工業節能減排工作意見》中要求的洗選原煤單位能耗不高于8kW的要求。
全廠實現集中控制及單機自動化。
2.4主要污染源及污染物排放狀況
運河礦井選煤廠采用動篩排矸無壓三產品重介分選工藝，生產過程中產生的主要污染物有動篩煤泥水、重介煤泥水、動篩車間內跳汰機及主廠房內脫介篩等機械設備噪聲、原煤輸送轉載產生的煤粉塵、洗煤的副產品動篩矸石和重介矸石。由于動篩車間已經建成，其煤泥水處理、噪聲防治、粉塵治理均已經在礦井設計中考慮，本次設計中針對不同的污染物特性分別采取有效的處理和利用措施。
。
2.5各污染源的治理措施與治理效果
（1）煤塵防治
在原煤倉下給料點、主廠房內落煤點等產塵點分別設置噴霧灑水噴頭和自動噴霧控制器，根據煤塵大小調整噴霧灑水裝置灑水量，控制作業場所粉塵濃度達到國家衛生標準的要求。
（2）為避免初期堆放矸石產生揚塵對地面的影響，煤泥卸載點、矸石周轉場周圍按照有關要求建設擋渣圍墻，四周布設噴霧灑水裝置降低揚塵產生。
采取以上措施后，估算選煤廠工業場地界外顆粒物濃度小于1mg/Nm3，符合《煤炭工業污染物排放標準》（GB20246-2006）對無組織排放顆粒物限值的規定。
（3）生活污水處理
選煤廠生活污水排水量約6m3/d，排入工業場地排水管網，進入礦井生活污水處理站統一處理。礦井建設有處理規模為1500m3/d的生活污水處理站，采用BAF二級生化處理工藝。設計進水水質為：CODCr：170mg/L， SS：100mg/L；出水水質為：CODC≤20mg/L, SS≤10mg/L。符合《山東省南水北調沿線水污染物排放標準》（山東省地方標準DB37/599-2006）中重點保護區標準。
（4）煤泥水處理
選煤廠排放的廢水包括兩部分：一是洗煤生產廢水包括重介系統煤泥水、地板沖洗水和洗煤溢流水，二是主廠房和辦公樓內排放的部分生活污水。選煤廠中各生產環節的沖洗水和重介系統煤泥水回收粗精煤泥后進入煤泥濃縮機濃縮，底流經過壓濾機壓濾，煤泥作為低熱值燃料使用，濾液進入循環水池。選煤廠煤泥水實現一級閉路循環，不外排。當生產出現事故，洗水不能閉路循環時，全廠的事故煤泥水由一臺事故濃縮機處理，其底流打入壓濾機，濾液流入循環水池。
選煤廠輸送機走廊沖洗水經過排水管網收集后先進入煤泥水沉淀池沉淀處理，上清液采用潛污泵提升進入礦井水處理站處理。
（5）噪聲污染控制
選煤廠機械設備運轉噪聲是選煤廠的主要污染源之一。其中主廠房內的機械設備比較集中，噪聲源強高，對場區及廠界環境影響較大。設計依據《工業企業噪聲控制設計規范》（GBJ87－85）、《工業企業廠界環境噪聲排放標準》（GB12348－2008）的要求采取以下的綜合治理措施：
（6）隔聲措施
在主廠房內設置隔聲集中控制室，控制室內采取墻面吸聲門窗隔聲措施，隔聲量為25~30dB(A)，控制室室內噪聲級低于70 dB(A)。主廠房脫介篩層強噪聲源的值班點設置隔聲值班間，值班室內噪聲級低于75 dB(A)，保護操作人員的身體健康。
（7）主廠房噪聲控制
主廠房內主要噪聲設備有脫介篩、各種離心機、各種溜槽、帶式輸送機等，噪聲設備較多，布置分散，噪聲控制從主要噪聲源入手，首先考慮對各種振動弧形篩和直線振動篩采用減振基礎和減振彈簧支座，其次采取隔聲和吸聲措施。在噪聲比較嚴重的脫介篩層，根據設備布置情況在不影響設備檢修的前提下，利用組裝隔聲板將脫介篩分別隔成相對獨立的隔聲間，隔聲板內表面采用穿孔吸聲結構，脫介篩層墻壁敷設吸聲結構，減少噪聲混響。在離心脫水機周圍設置移動式隔聲屏障；各種皮帶輸送機的落料口和驅動電機端采用局部敞開式隔聲罩降噪；對各種溜槽噪聲處理采用阻尼隔振降噪措施，在溜槽的外壁面上利用高強度粘結劑粘貼復合阻尼材料，其平均隔聲量在15 dB(A)左右。主廠房朝向場界側的門窗采用雙層玻璃隔聲窗和鋼制復合隔聲門，以降低主廠房內設備運轉噪聲對廠界的影響。
經過采取以上綜合治理措施后，預計各作業場所將達到《工業企業噪聲控制設計規范》(GBJ87-85)中的有關要求，廠界噪聲將達到《工業企業廠界環境噪聲排放標準》(GB12348-2008)中的2類區標準值要求。
2.6固體廢物的綜合利用與處理措施
運河礦井選煤廠排出的固體廢物主要是重介洗選矸石和煤泥，主廠房重介矸石由膠帶輸送機運往矸石倉儲存，再通過汽車運往矸石周轉場存放，由汽車運往礦井開采形成的塌陷區內充填復墾，多余部分運往建材廠用于生產矸石磚。煤泥水系統壓濾機排出的煤泥落地晾干外銷。
煤矸石的利用包括直接利用和綜合利用，直接利用主要是作為路基和塌陷區的充填材料；綜合利用主要是用于生產各種建筑材料。選煤廠排矸成分主要為砂巖和泥巖，質軟具有較好的可塑性，易于加工粉碎，可以用于生產建材。從國內的矸石利用狀況來看，矸石生產建材已有比較成熟的應用經驗，因此選煤廠投產后可以根據市場發展情況建設矸石建材生產線，利用國家有關廢物資源化方面的優惠政策，生產免燒矸石磚或煤矸石輕骨料水泥砌塊，既可以消耗掉一部分矸石又可以提高礦井的經濟效益，是綜合利用煤矸石資源發展循環經濟實現煤炭生產可持續發展的重要途徑。
按照《一般工業固體廢物貯存、處置場污染控制標準》（GB18599-2001）中的相關規定，運河選煤廠的矸石屬于第Ⅰ類一般工業固體廢物。礦井主要開采3煤層，含硫量為0.6%，屬于低硫份煤，根據濟寧礦區生產實際情況，矸石臨時堆積不會產生自燃。為了防止矸石臨時堆存產生風蝕揚塵影響周圍環境，礦井設計時已考慮在矸石周轉場設置高壓噴霧降塵設施，定時對矸石堆噴霧灑水防止產生揚塵，矸石堆場按照《一般工業固體廢物貯存、處置場污染控制標準》（GB18599-2001）的規定采取防滲措施和淋溶水收集設施。另外根據運河煤礦和濟寧礦業集團科美新型建材有限公司簽訂的矸石利用協議，科美新型建材有限公司已于2004年1月正式投產，年生產50000萬標塊煤矸石空心磚，主要用于消耗濟寧礦業集團周圍幾個煤礦的煤矸石，每年可消耗煤矸石約1.50Mt，年消耗運河礦井選煤廠0.24Mt煤矸石用于制作矸石磚，可將選煤廠矸石全部消耗掉。
2.7地面建筑節能
選煤廠的工業建筑，在滿足工藝要求的前提下，盡量爭取布置為良好朝向，盡量縮小其外墻面積與所包圍建筑體積的比值，建筑材料優先選用阻燃性能好的輕質材料，建筑物屋面均采取適當的保溫措施，既要達一定的保溫隔熱效果，又要避免過于保守造成浪費，除工藝有特殊要求之外，設計均采用自然采光、自然通風方式，在這一前提下，外墻開窗面積控制在合理的范圍內，適當控制窗墻面積比。門窗選型方面也應注意選用氣密性保溫性能好的產品。以達到節約能源的目的。
2.8綜合利用
運河選煤廠洗選加工的副產品為煤泥和矸石。
煤泥年產量為0.02Mt/a，灰分37.58％；矸石年產量為0.24Mt/a，灰分84.97％。
（1）煤泥的綜合利用
煤泥主要供山東濟寧運河電廠。該電廠隸屬于濟寧礦業集團有限公司。
該電廠建在運河煤礦工業場地附近，是一座煤矸石綜合利用熱電廠，以運河煤礦、霄云煤礦等生產的洗混煤、煤泥、洗矸、臟雜煤等低熱值燃料做為電廠燃料。其中運河選煤廠每年生產煤泥全部供該低熱值燃料電廠作為燃料。
（2）矸石的綜合利用
矸石主要作為新型建材廠原料和充填礦井塌陷區。
選煤廠年產生洗選矸石量為0.24Mt/a，通過矸石上倉輸送機進入重介矸石倉內儲存，除用于充填塌陷區用于土地復墾，其余部分全部用于礦業集團科美建材廠生產矸石磚綜合利用。
生產用水由完善的選煤工藝保證洗水閉路循環不外排。
運河選煤廠排出的固體廢物主要是重介矸石和煤泥。
選煤廠排出的矸石由膠帶輸送機運往矸石倉儲存，再通過礦車運往矸石周轉場存放，由礦井統一處理。
壓濾煤泥落地晾干汽車外銷。
3選煤廠節水措施
（1）選煤廠供水根據用水地點的不同要求采用分質分壓供水方式，生活給水采用地下水，生產補充水及沖洗水全部采用處理后的礦井井下排水，以節約利用水資源，年節約水量6萬m3。煤泥水系統采用閉路循環措施，煤泥經過濃縮機濃縮后進入壓濾機處理，濾液循環使用。
（2）主廠房內的衛生潔具均選用符合國家節水標準的節水型衛生潔具，所有水龍頭均選用陶瓷片密封水龍頭，沖洗水箱選用兩段式節水水箱。
（3）選煤廠消防室內外給水系統均采用臨時高壓制滅火，日常供水采用低壓給水系統，保證了能源的有效利用。
4結語
運河煤礦選煤廠通過不斷強化節能管理，推動節能減排,共建生態文明,逐步形成節約能源資源和保護生態環境的產業結構、增長方式、消費模式,實現人與自然、經濟與環境的和諧相處。不斷推廣應用節能新技術、新工藝，取得了節能減排的實效，產生了巨大的經濟和社會效益。
參考文獻
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［8］《一般工業固體廢物儲存、處置場所污染控制標準》（GB18599-2001）中Ⅰ類一般工業廢物標準。
［9］廢水執行《山東省南水北調沿線水污染物綜合排放標準》DB37/599-2006中的重點保護區標準。
［10］選煤廢水排放限值執行《煤炭工業污染物排放標準》（GB20426－2006）中表3標準。
關鍵詞：環網 信息監控系統 中心網絡 自動化控制
中圖分類號：TP3 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3973(2011)003-046-02
為了實行網絡操作，實現集控的目的，把各變電所、主副井、通壓風、選煤選矸、主運皮帶、瓦斯監測、人員定位、斜巷運輸等等各子系統的視頻、信號集中到一個平臺，既方便職工整體操作、減員增效。也方便領導掌握全局情況、協調調度。制定如下的建設方案。
1、安全生產綜合信息監控系統環網
1.1 環網設備布置
地面環網：地面現場工業環網選用MCTP礦用多通道工業以太網設備，在地面工廠布置KCTl2(B)小型MCTP設備和KJF45(C)帶分站通訊功能的小型MCTP設備，與機房的MCTP―M匯聚設備構成地面工業環網。
井下環網：井下工業環網選用MCTP礦用多通道工業以太網綜合接入器，在井下布置KJJ50B井下現場節點設備，每個節點設備上配置一塊數據接口模塊和一塊以太網接口模塊。
1.2 環網技術要求
環網的現場節點設備能將井下的音頻信號、視頻信號、RS232／RS485和以太網信號轉換成光信號通過光纜傳輸到調度指揮控制中心，調度指揮控制中心的主節點設備再將光信號還原成電話信號、視頻信號、RS232／RS485和以太網信號；其中除視頻信號為由現場至調度指揮控制中心單向傳輸外，其余信號均須實現雙向傳輸。
主要接點設備可以由多點組成雙纖自愈環，當一處光纖出故障時，系統可以自動倒換。倒換時間不超過50ms。
環網的節點設備之間采用光纖傳輸方式，兩站之間無中繼傳輸距離不小于30公里，節點設備在電導上完全隔離，提高系統的抗電磁干擾和防雷擊能力。
環網應具有網絡管理功能，可以實現對整個傳輸網絡的統一監控和管理。應能反映出整個網絡所承載的各種傳輸業務的運行狀況，包括服務質量和網絡的利用率，提供對網絡進行調整和升級的量化依據。
環網應能提供足夠的帶寬和Qos保障，使用于監測、監控系統誤碼率不應大于10-7。
2、子系統改造及接入
原有各子系統可能不同程度地存在不能完全實現遠程控制與自動控制的因素，為此各子系統將首先進行改造，完善其自動控制功能或補充其過程控制接口，子系統改造完成后，統一接入MCTP現場環網。
各子系統的接口根據接口類型直接與MCTP礦用本安型多通道工業以太網綜合接入器的以太網口、RS485數據口、電話音頻接口、視頻接口等進行連接，綜合接入器的傳輸模式是隧道形式、透明傳輸，不與其它系統產生沖突問題，根本上避免了帶寬擠占和數據風暴。保證了傳輸的實時性、可靠性。通過光纖傳輸，不受礦井環境惡劣、電磁干擾嚴重的影響，保證話音和圖象質量，徹底根除雷電對井下環境安全的影響。
3、安全生產綜合信息監控系統中心網絡
安全生產綜合信息監控中心網絡是一個綜合運用計算機技術、自動控制技術和通信技術以及現場生產工藝等來完成關聯控制任務，實現多系統全過程控制的中樞控制平臺系統。
3.1 安全生產綜合信息監控中心網絡結構
安全生產綜合信息監控中心網絡分兩部分建設，即信息管理網絡和綜合自動化網絡，綜合自動化網絡由監控管理層、現場控制層組成。
3.1.1 管理信息網絡
管理信息網絡基于B／S模式，連接在管理信息網絡上的個人終端通過賦予一定權限后，以WEB瀏覽的方式獲得權限以內的數據，對綜合自動化系統進行監測。信息管理系統必須能夠支持遠程登錄進行數據存取，方便各級領導遠程察看綜合自動化系統層的監測畫面和數據，安全瀏覽和掌握礦井的生產狀況。信息管理網絡的訪問工具采用微軟的IE瀏覽器。調度指揮子網接入管理信息網絡，便于同相關管理部門進行數據交換且保障網絡安全，已建成的礦辦公局域網也接入管理信息網絡網絡。
3.1.2 綜合自動化網絡
綜合自動化網絡分為綜合控制層、分系統控制層兩層網絡體系結構建設，實現不同現場總線子系統的可靠傳輸和形成統一的實時數據平臺，保障礦井自動化系統的可靠性。
系統實施后，操作員可在集控中心終端上監視和控制礦井安全狀態、生產過程，完成對全礦安全、生產及相關環節的“五遙”(即遙測、遙控、遙調、遙信和遙視)，實現礦井的綜合自動化。
(1)綜合控制層綜合控制層完成控制系統綜合信息集成、操作和監控全礦的生產和安全。連接監控操作層各個子系統，操控和監視每個子系統的正常運行。連接信息管理層，將監控操作層子系統的全部數據和其他相關數據、圖形、報表，經網間單向傳送到信息管理層，為信息管理層的提供基礎數據。
綜含控制層監測人機界面統一采用HMI Web方式。
綜合控制層控制人機界面采用C／S模式HMI。
(2)分系統控制層
分系統控制層完成各控制子系統監控操作，連接現場控制層各個子系統及相關音頻、視頻設備，操控和監視各個子系統的正常運行。連接監控管理層，將現場控制層的各個子系統和其他相關數據、圖形、報表，傳送到監控管理層。
分系統控制層監測入機界面統一采用HMI Web方式。
分系統控制層控制入機界面采用C／S模式HMI。已建成的礦安全監控系統網絡接入綜合控制層網絡。
3.2 安全生產綜合信息監控中心網絡布置
信息管理層：布置1臺交換機作為全礦網絡平臺的核心交換機，1臺交換機構成調度指揮網絡；1臺交換機供辦公使用；在核心交換機與外網絡相連的防火墻上再連接一個交換機用做服務器集群的建設。
在全礦的服務器網絡上由兩臺服務器組成WEB數據庫和WEB實時服務器，進行信息。1臺視頻數據服務器專供視頻數據的存貯與調用。另外布置1臺文件服務器供礦上進一步使用。
管理信息網絡同時安裝關系數據庫及工業實時數據庫，保證監控數據在信息管理層的實時性。
綜合自動化網絡：采用雙機雙網模式，布置2臺交換機構建綜合自動化網絡層，在控制層兩臺服務器和一個磁盤陣列組成互為熱備的實時數據庫、管控服務器系統，2臺服務器及磁盤陣列組成服務器集群，保證系統運行的互備和冗余。
同時，為了保證綜合自動化網絡與接入的安全監測子網的安全，在安全監測子網接入到綜合自動化網絡之間放置一臺硬件防火墻，保證兩個網絡之間的安全性。
4、安全生產綜合信息監控中心視頻信號處理系統整體結構
攝像頭采集到的視頻信號通過環網視頻業務模塊傳輸到機房后經過視頻信號處理系統處理后再送到視頻顯示系統。視頻信號到達機房后經過字符發生器進行畫面信息的注釋，通過視頻分配器對信號進行2路分配，其中一路直接到達硬盤錄像機進行畫面的存儲，另外一路經過畫面分割器進行畫面的組合然后到達視頻切換矩陣，通過矩阼對各路視頻信號進行切換控制，并將輸出送到顯示系統。
5、工業電視設備
地面視頻傳輸全部采用視頻光端機通過光纜傳輸回監控中心機房，井下視頻利用“三網合一”中的視頻傳輸通道，部分距離較遠的采用光傳輸方式到MCTP節點設備，再視頻通過井下光環網傳輸回地面監控中心機房。
監控系統的兩大功能，即現場實時監控和監控錄像回放，同時，滿足視頻畫面的實時網絡，保證在礦信息管理網內的用戶在得到授權情況下，能夠實時查看視頻畫面圖象。
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