时间：2023-05-29 18:21:48
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇矿井通风设计规范，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
[关键词]供配电系统 计算负荷 变电所 变压器 无功补偿 供电线路
中图分类号：TD61 文献标识码：TD 文章编号：1009914X（2013）34005801
一、项目简介
榆树沟煤矿隶属于河北省张家口市沽源县管辖，矿井设计生产能力为120万t/年。本文对榆树沟煤矿供配电系统进行了配套设计。
二、供电电源
本矿井采用双回35kV电源供电。两回电源线路一回引自沽源110kV变电站35kV母线，该站为本地区的枢纽站，输电距离约35km；另一回引自2012年底建成的自黄盖淖110kV变电站35kV母线，输电距离约45km。
三、供电系统
1 输电线路
矿井35kV母线计算电流Ij=212A。设计按经济电流密度选择导线截面，并按电压损失校验。矿井年最大负荷利用小时数按5000h以上，经济电流密度J=0.9A/mm2，则
S=Ij/（N*J）=212/（1*0.9）=235mm2
若导线截面选为240mm2，线路安全载流量为610A，35kV架空导线LGJ―240在cosφ=0.95时，单位负荷矩电压损失为0.0215%MW-km，沽―榆线路电压损失：
ΔU=0.0215×35×12.22=9.2%
黄―榆线路电压损失：
ΔU=0.0215×50×12.22=13.1%
均不满足要求。为满足电压损失的要求，设计采用LGJ―2×240双分裂导线。经计算，沽―榆线路电压损失ΔU=3.55%；黄―榆线路电压损失ΔU=4.56%；满足矿区高压允许电压损失要求。
本矿位于河北省张家口市塞北管理区，年平均雷暴日数为40.3天，属高雷区，设计输电线路全线架设避雷线。为兼顾电力调度通讯，避雷线采用12芯OPGW光纤复合地线。直线杆采用钢筋砼上字型直线单杆；转角及耐张选用钢筋砼门型双杆，在大档距或交叉跨越处采用自立式铁塔。
2 地面供电系统
（1）地面主变电所设计 矿井地面设一座35/10kV变电所，变电所高、低压主接线均采用单母线分段系统。矿井地面变电所10kV母线补偿后计算有功负荷Pj=12122kW，无功负荷 Qj=3408kvar，视在功率 Sj=12627kVA，功率因数COSφ=0.96。
根据计算负荷结果，设计选用三台SZ11-8000/35、35±3×2.5%/10.5kV、8000kVA主变压器，接线组别Y，d11。为满足节能要求，变电所主变压器采用分列运行方式，两台运行一台备用，主变正常负荷率78.9%，故障保证率100%。
35kV系统按中性点不接地方式设计。矿井初期单相接地电容电流较小，10kV采用中性点不接地系统。矿井后期10k侧总单相接地电容电流约为14.7A，因此变电所预留两套接地消弧线圈安装位置。实测单相接地电容电流超过10A后，应安装两套接地消弧线圈，使得10kV中性点经消弧线圈接地。
由于矿井主、副井提升机采用直流传动系统，并且变频设备使用较多，谐波治理要求较高。本次设计选用静态电容器组和动态补偿组合的方式，设计选用1500kvar的SVG链式逆变器和1200kvar电容器组，既满足矿井无功补偿和滤波的要求，又节约了设备投资。
为防直击雷，35kV变电所设独立避雷针2座。变电站主接地网按不等间距方孔网布置，以水平接地体为主，垂直接地体为辅联合构成，变电站工频接地电阻不大于4Ω。
（2）地面供配电系统 矿井地面一、二级负荷采用双回电源供电，且双回电源直接引自矿井35/10kV变电所不同母线段，当其中一回电源故障时，另一电源可担负供电范围内的全部一、二级负荷用电。三级负荷由一回电源线路供电。由于主、副井提升机、地面空压机功率较大，设计采用10kV电源供电。
根据工业场地负荷分布情况，矿井地面变电所设置两台10/0.4kV动力变压器，负担主副井绞车房低压设备、副井井口房、排矸系统、机电修理间、联合建筑、单身宿舍、换热站、生活水处理等设备。
工业场地另设有通风机房变电所，以10kV向两台主通风机及所内两台动力变压器供电，其0.4kV主要负担括主通风机辅助设备、主井井口房、给水设备、制浆站、水源井泵房等。矿井生产系统变电所以～660V向原煤生产系统设备供电，660V配电系统中性点经电阻接地。铁路装车站变电所以10kV向装车带式输送机及所内两台动力变压器供电。各变电所均由两回10kV电源供电，且两回10kV电源均引自地面主变电所两段不同的10kV母线段。
3 井下供配电系统
井下计算负荷Pj=5234kW、Qj=4816kvar、Sj=7112kVA，计算电流410A。设计采用两回10kV电源向井下供电，双回电源引自矿井地面35/10kV变电所不同母线段，经副井引至井下中央变电所。下井电缆长度为650m。
下井电缆按经济电流密度选择，按载流量及电压损失校验。井下最大负荷利用小时按5000h，J=1.15A/mm2，则
S=In/（N×J）=410/（2×1.15）=178mm2
设计选用两根MYJV42-8.7/10kV、3×240mm2铠装电缆，环境温度为40℃时其载流量为482A，当一回电缆故障时，另一回能负担井下全部负荷的用电。一回路送电时，电压损失为0.52%
井下设中央变电所、石门变电所。井下采用中性点不接地系统。
井下中央变电所主接线为单母线分段。变电所以10kV分别向石门变电所、上仓胶带机头高压配电点、主排水泵供电；以660V向水泵房电动阀门、井底水窝水泵、副井井底机械设备、架线电机车整流装置、定量装载设备等负荷供电。
石门变电所两回10kV电源电缆引自中央变电所不同母线段，石门变电所以10kV向综采工作面移动变电站、掘进工作面移动变电站供电；所内共设5台变压器，其中两台KBSG-500/10、10/1.2kV、500kVA变压器负担移动制氮机组用电；两台KBSG-400/10、10/0.69kV、400kVA变压器以660V向掘进工作面局扇、普掘工作面、轨道上山绞车等负荷供电；一台KBSG-200/10、10/0.69kV、200kVA变压器作为掘进工作面局部通风机专用变压器。掘进工作面配电设备实行风电瓦斯闭锁。
综采工作面皮带顺槽设备由设置在皮带顺槽的移动变电站供电。运输顺槽设备由运输顺槽移动变电站供电。每个综掘工作面配置二台移动变电站，其中一台为掘进机供电，另一台为综掘面其他设备供电。普掘工作面设660V配电点。
参考文献
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本文采用预先危险性分析对煤矿通风系统进行安全预评价，根据预评价结果采取适宜的安全对策措施，以实现煤矿通风安全。
一、矿井通风系统安全预评价
采用预先危险性分析对通风系统的主要危险有害因素及其事故后果进行安全性分析评价。
1、预先危险性分析法
预先危险性分析是在进行某项工程活动（包括设计、施工、生产、维修等）之前，对项目存在的各种危险有害因素（类别、分布）出现条件和事故可能造成的后果进行宏观、概略分析的系统安全分析方法。其主要目的是：
①在系统设计审查阶段，或在某项活动之前，大体识别系统可能存在的主要危险。
②鉴别产生危险的原因。
③预测危险出现可能对系统造成的影响。
④判定已识别的危险性等级，提出相应的消除或控制危险性的措施。
2、预先危险性分析程序和内容
①通过经验判断、技术诊断或其它方法调查确定危险源，对所需分析系统的生产目的、物料、装置及设备、工艺过程、操作条件以及周围环境等进行充分详细的了解。
②根据过去的经验教训及同类行业生产中发生的事故（或灾害）情况，对系统的影响、损坏程度，类比判断所要分析的系统中可能出现的情况，查找能够造成系统故障、物质损失和人员伤害的危险性，分析事故（或灾害）的可能类型。
③对确定的危险源分类，制成预先危险性分析表。
④转化条件，即研究危险因素转变为危险状态的触发条件和危险状态转变为事故（或灾害）的必要条件，并进一步寻求对策措施，检验对策措施的有效性。
⑤进行危险性分级，排列出重点和轻、重、缓、急次序，以便处理。
⑥制定事故（或灾害）的预防性对策措施。
采用预先危险性分析进行煤矿通风系统安全性评价详见下表。
根据煤矿的生产系统和生产工艺特点，辨识出本系统的主要危险源的位置及其危险有害因素和事故故障类型，通过上述评价分析，14项主要危险源中危险性等级为Ⅳ级的8项，危险性等级为Ⅲ级的有3项，危险性等级为Ⅱ级的有3项，说明通风系统是煤矿安全工作的重点之一。
二、 矿井通风系统安全对策措施
根据上述对矿井通风系统预先危险性分析，预测危险出现可能对系统造成的影响，判定已识别的危险性等级，提出相应的消除或控制危险性的对策措施如下：
1、要有足够的通风能力，保证有效通风
① 矿井应有足够的通风能力，满足各个用风地点的风量要求，严禁超通风能力生产。在设计时矿井需要风量计算应根据《规程》和《煤炭工业矿井设计规范》（GB50215-94）的规定要求进行合理取值和设计，科学确定矿井通风井巷经济断面，控制矿井的通风费用。矿井主要通风机应选择高效防爆节能型的矿用通风机，且按有关规范标准的要求安装使用保养和性能检测。
② 按规定进行通风网络解算，预测风量分配和阻力分布，合理进行通风机的选型。设计的矿井通风等积孔小于1.0m2时，应考虑采取减阻措施。投产前必须进行一次通风阻力测定，以后每3年至少进行一次。
③ 经常检查矿井供风量、漏风量大小及其漏风分布情况，使矿井的有效风量率和外部漏风率均控制在矿井通风质量标准规定的范围内。
④ 在设计过程应充分考虑自然风压的影响，并根据气候条件的变化情况及时调节主要通风机工况，以保证主要通风机高效运行。同时，主要通风机应按《煤矿安全规程》规定每5年进行一次通风机性能测试。
⑤ 生产布局合理，加强回风巷维护和通风构筑物保护措施，减少通风阻力，使通风系统处于最佳状态。矿井初期与后期通风系统转换应采取有效的通风安全技术措施。
2、要有稳定的通风网络结构，保证风流稳定
① 采煤工作面、掘进工作面应采用独立通风。如果确因条件限制布置独立通风有困难需串联通风时，一定要按《规程》第一百一十四条的规定执行，以保证风流质量和防止发生事故时灾害烟流危及下风侧工作面或绞车房等机电硐室。
② 在布置通风系统时要尽量避免和减少角联风道，特别是采煤工作面不允许布置在角联风道上，以保证风流的稳定。对存在角联通风的巷道必须采取有效的风流稳定控制措施。
③ 矿井不应多水平同时开采。机电硐室应独立通风，且风量符合要求。井下火药库应有单独的进风道，回风必须直接引入矿井主要回风道或独立回风，且保证有足够的新鲜风流。
3、要有可靠的通风设施和装备，保证正常通风时期有效控制风流并符合抗灾救灾能力的要求
① 根据矿井通风网络的布置与结构，合理布置通风设施和通风构筑物，且尽量做到数量少位置正确和质量可靠。风门的结构应牢固耐用，质量符合有关要求，设置的位置应避开有漏风的区域（如采空区、封闭区、巷道围岩破碎带等）和车辆与人员频繁通过的地点。实现有效控制风流、减少漏风和风流短路，保证通风的稳定性。
② 矿井要有完善的反风装置。主要通风机的反风装置和通风系统中的反风门等设施必须是完整无缺、动作灵活可靠，以保证发生事故时正确控制灾变风流而有效控制灾情。
③ 风硐必须按规定安装防爆门。
4、建立完善的矿井通风管理制度和通风管理机构，并配足人员。严格执行井下动火安全技术措施的审批制度。局部通风机专人管理，制定专项措施，保证工作面的风量风速满足要求；对有毒有害气体浓度按规定进行监测。
5、加强职工教育和培训工作，提高职工、工程技术人员的通风管理水平和技术素质，推行全面质量管理，使矿井通风更有效更安全。
[关键词] 矿井通风 通风设计 通风设施
中图分类号 ： TD 725 文献标识码 ： A 文章编号 ：
1 矿井通风系统的概述
1.1 通风系统的组成及意义
所谓矿井通风系统，就是由向井下各作业地点供给新鲜空气并排出污浊空气的通风动力、通风网络和通风控制设施等构成体系的总称。矿井通风系统是由通风机和通风网络两部分组成。
矿井通风方法以风流获得的动力来源不同，可分为自然通风和机械通风两种。①机械通风：利用通风机运转产生的通风动力，致使空气在井下巷道流动的通风方法叫做机械通风。采用机械通风的矿井，自然风压也是始终存在的，并在各个时期内影响着矿井的通风工作，在通风管理工作中应给予充分重视，特别是高瓦斯矿井尤应注意。②自然通风：利用自然气压产生的通风动力，致使空气在井下巷道流动的通风方法叫做自然通风。
矿井通风系统的基本任务：①调节井下气候，创造良好的工作环境。②冲淡井下有毒有害气体和粉尘，保证安全生产。③供给井下足够的新鲜空气，满足人员对氧气的需要。
1.2通风系统的特点
（1）复杂性。矿井通风系统是受诸多因素影响的一个复杂系统。矿井通风网络是矿井通风系统的重要组成部分， 而矿井通风网络图是矿井通风网络分析的重要依据， 由点的集合和分支的集合所组成。就大型矿井而言， 网络分支多者在100条以上， 网络节点也可在300个以上， 用风地点一般也有15-40个。
（2）动态性。矿井通风系统结构随着煤矿生产的进行而不断地发生变化。采掘工作面不断推进、接替， 采区的准备、投产、结束与接替， 矿井开拓延伸等工程的不断进展， 使通风系统在网络结构上随时发生变化， 同时引起通风系统正常运行的各个因素， 如瓦斯、温度、煤尘等发生变化， 也会使系统的通风参数发生变化， 而且各种参数的变化是随机的。可见通风系统是一个动态的系统。
2 生产矿井通风设计
2.1矿井通风设计的要求
矿井通风设计是整个矿井设计内容的重要组成部分，生产矿井的通风设计，涉及范围较广，例如增设新采区、开拓新水平、改变主要通风机的工作方法，改变矿井的通风系统、扩大矿井通风能力等，都要进行通风设计。因此，必须周密考虑，精心设计，力求实现预期效果。
矿井通风设计的基本任务是建立一个安全可靠、技术先进和经济的矿井通风系统。矿井通风设计分为新建与改建或扩建矿井通风设计。无论新建、改建或扩建矿井的通风设计，都必须遵照国家颁布的矿山安全规程、技术操作规程、设计规范和有关的规定。
2.2矿井通风设计的基本内容和步骤
要根据在通风设计的服务期限以内，通风困难和通风容易两个时期，分别按以下内容和步骤进行具体设计。
1）拟定矿井通风系统
在生产矿井的通风设计中，通风系统的变化幅度很不相同。例如需要增加新采区，但瓦斯变化不大、增产任务不大时，矿井的通风系统不会有太大的变化，也不致增开新风井。但如果新开的采区在边远地区或在较深的水平，而且产量和瓦斯量有较大的增加，现有的通风能力不能满足时，或者因为井田重新划分、井型变化时，矿井通风系统往往发生较大的变化，可由中央并列式变为中央并列和中央分列混合式，或由中央并列式变为中央并列和两翼对角混合式，或由一个通风系统分成两个独立的通风系统等。
2）计算与分配矿井总风量
生产矿井总风量是各采煤、掘进工作面，硐室及其它巷道等用风地点所需风量的总和。每个采掘工作面实际需风量按照瓦斯、二氧化碳和其它有害气体产生量以及工作面气温、风速和人数规定分别进行计算，然后取其中最大值。井下硐室所需风量按照矿井各个独立通风硐室实际需要风量总和来计算。其它井巷实际需要风量按照矿井其它巷道用风量的总和计算。所以，生产矿井通风设计中风量计算与分配，可以先计算各个用风地点的有效风量，然后由里往外推算进风路线上的风量和回风路线上的风量，有时还要计算某些网路内的自然分配风量。
3）计算矿井通风总风阻
矿井总风阻表示矿井通风的难易程度，是评价矿井通风系统经济性的一个重要指标，也是衡量一个矿井通风安全管理水平的重要尺度。对于一个确定的矿井通风网络，其总风阻值就叫做矿井通风总风阻。当矿井通风网络的风量分配后，其总风阻值就是由网络结构、各支路风阻值所决定的。矿井总风阻与矿井总阻力、矿井总风量是有一定关系的。为了计算各条风路的通风阻力，正在生产的老矿井，各风路的风阻值应该用实测数据，设计中的新矿井风路，可参考与老矿井相同风路的数据，新矿井每条风路做成后要实测它的风阻值，为修改没计使用。通过这项计算，要把通风困难和通风容易两个时期的矿井通风总阻力和总风阻都定出来。
4）主扇的选择
根据风量及通风阻力的计算结果，选择合理的风机。现用主扇的能力，如果能够适应设计的要求，就只需要调整它的工况点，并验算其电动机能力。如果不能适应要求，就得新选主扇，各台主扇在通风困难和通风容易两个时期的工况点，都要落在各主扇特性曲线的合理工作范围内。
3 井下通风设施
由于通风设施的作用不同可以分为引导风流设施和隔断风流设施两类。
3.1引导风流的设施
引导风流的设施主要由风硐、风桥、风窗、风障、导风板等组成。
（1） 风硐指的是链接风井和风机装置的一段通道。一般情况下是用混凝土、砖块等建筑材料浇筑成的圆柱形的通道，这是由于风硐自身的特点决定的。由于风硐的通风量很大，加上内外悬殊的压力，所以其设计以及施工都有非常高的要求，加上风硐使用年限比较长，所以要用混凝泥土砖石浇筑而成。
（2） 风桥指的是隔开新鲜风流以及污浊风流的隔离设施，一般情况下也用混凝土砖石浇筑而成，或者用铁风筒、开掘顶板绕道的方式替代，根据其结构的不同可以分为混凝土风桥、铁筒风桥、绕道式风桥。
（3） 风窗实质是在巷道内墙上或者门上留出一个可调空间的窗口，通过对这个窗口的调节可以达到调节控制风量的目的。此种装置在矿井的通风系统中具有比较重要的作用，他直接决定着矿井内输送空气的多少，一般来说，需要根据瓦斯与空气的额定比值来加以确定，因此对于矿井的安全管理人员来说，保证风窗设施的正常运行可以有效地保证煤矿的生产安全。
（4） 风障主要作用是处理落山角、高冒出堆积的瓦斯，利用巷道内的木板、苇席等做起布障以引导风流，使堆积的瓦斯、煤尘在风流的作用下带走。
（5） 导风板。导风板有三种： 引风导风板、降阻导风板和汇流导风板。引风导风板就是在压入式通风井中，设置在进风的石门与巷道交叉处的，主要通过风流流动的方向性，改变风流的配置，以防在井底车场发生漏风。降阻导风板一般被设置在风量较大的直角转弯处，主要目的是降低通风的阻力。
3.2隔断风流的设施
隔断风流的设施主要有风门、挡风墙（ 密闭） 等组成。
（1） 风门的作用是行人行车能过巷道，但不允许风流通过。按照结构可以分为普通风门和自运风门。如果有些巷道需要少量风流通过，可以在风墙或者风门上安装风窗，以调节风流。按照风向，风门还可以分为正向风门和方向风门两类。
（2） 风墙：风墙还被称作为密闭。是用来隔断风流或者封闭采空区的构筑物。一般用料石、砖块砌筑而成，现在有些矿井在实际封堵工程中也会采用添加水玻璃的喷射混凝土，利用水玻璃的喷射混凝土进行封堵相对于采用对采空区封堵的效果更佳。但是在采取封堵材料是也应该考虑到风墙的实际应用情况，一般临时风墙对于漏风率的要求不是十分严格，因此对于封堵材料要求也不高，但是对于永久风墙，就需要选择良好的封堵材料进行施工。
4 结语
通风是关系到煤矿生产安全的重要环节。在生产时期其任务是， 利用各种动力以最经济的方式向井下各用风地点提供足够的新鲜空气， 稀释并排除瓦斯等各种有害物质， 减少热害， 给井下工人创造良好的工作环境；发生事故时，有效地控制风流方向和大小， 与其他措施相结合， 防止灾害的扩大， 进而达到消灭事故的目的。
参考文献：
[1] 宁战杰. 矿井通风安全控制中的影响因素分析[J]. 企业技术开发
[2] 陈少千，俞龙华. 矿井通风设计浅析[J]. 科技论坛
论文参考文献的撰写是要有真实的科学依据的，如果参考文献没有科学依据，那么就不算是科学论文，我们在论文的写作过程当中不能忽略了科学的继承性，这是反映作者科学作风和态度的表现。下面是千里马网站小编整理的关于煤矿论文参考文献，供大家阅读赏析。
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关键词：煤矿 晋城 掘进技术
中图分类号：TD263 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）10（a）-0061-01
综采设备问世后，世界上采煤发达国家普遍推广使用。发展高产高效矿井，最大限度地提高矿井经济效益，已成为煤炭企业的主要发展方向，也是衡量一个国家煤炭工业发达程度的重要标志。随着矿井生产技术的发展，矿井开拓、采煤方法、设备选型和配套、劳动组织及矿井通风等方面都发生了较大的变化。
1 矿井大采高开采的条件
1.1 矿井井型大型化
代表现代煤炭生产水平的矿井，主要特点是产量大、效率高，井型是大型或特大型，年生产能力一般为500万吨甚至更高，矿井井田范围也逐渐增大，原规划的几个矿井的井田合并为一个井田开发。代表现代煤炭生产水平的矿井，开拓方式一般是在一个水平开采一个煤层。只要煤层地质条件允许，应尽量采用平硐、斜井或平硐斜井综合开拓方式，以便使用大型带式输送机实现大煤流连续运输。主斜井、副立井的综合开拓方式有较大发展。斜井采用钢丝绳牵引带式输送机和钢芯带式输送机，运输能力大、连续性强。立井断面大、距离短，提升、通风、管线敷设都较方便，节省物料和人员的上下井时间。因此主斜井副立井的综合开拓方式十分有利。矿井要求开拓布置系统尽量简单，一般采取沿煤层布置开拓大巷，沿大巷两侧布置条带工作面。一般情况下只采用一个高产高效工作面、一个掘进工作面和一套连续采煤机完成大型矿井的生产量。
1.2 煤炭生产集中化、设备选型配套合理化
代表现代煤炭生产水平的综采工作面的长度一般在200m以上，推进长度也不断加大，以利于高度集中生产。加长工作面主要是为了减少进刀次数，相对增加工作面有效截割时间，以提高工作面单产；延长工作面走向长度则可减少年度搬迁次数，增加有效生产时间，提高设备利用率。工作面运输平巷和回风平巷采用大断面多巷式布置，一般为双巷或三巷，主要是满足通风和辅助运输的需要。还有采用四巷或五巷布置，实现长壁与短壁工作面相结合的开采方式，这种方式要根据工作面采动矿压显现规律留置安全可靠的护巷煤柱，优点是采准合一，产量大、资源回收率高。由于高产高效工作面推进速度较快，工作面端头支护和巷道维护简单，所以平巷顶板一般以锚杆支护，工作面上、下端头使用加长顶梁的液压支架支护。端头支护方式简化，非生产时间缩短，为工作面实现高产高效创造了条件。
代表现代煤炭生产水平的综采工作面的落煤、装煤、运煤、支护等生产过程是一个系统工程，整个系统的先进性和可靠性不但取决于单个设备的先进性和可靠性，而且同设备的合理配套密切相关。综采面设备选型配套，一般以生产能力和可靠性协调配套为主。一般来说，采煤机、工作面刮板输送机、平巷转载机和平巷带式输送机的生产能力后者应该比前者大10%～20%，以保证工作面稳定持续高产。
1.3 培训管理科学化
近十几年国内外的实践表明，综采工作面要实现高产高效，除了要装备先进的综采设备外，还必须组建经过专业培训的工人和高素质的管理人员队伍。同时合理的劳动组织、科学的设备维护、运行操作规程和安全质量标准化管理制度等也是综采工作面系统工程中的重要环节。在工作面的作业班次上，一般实行“两采一准”和“三采一准”作业制度。多数矿井仍沿用四班作业制，三班生产，一班准备，每班作业时间为6小时。加强机电设备维护运行和安全质量标准化管理，是保证综采工作面的机电设备有较高开机率的重要措施。例如，采用事故因果分析图、超前预测系统管理法等对机电设备运行质量进行定性定量管理，考核评定等级并与分配挂钩，就可提高设备的开机率。
2 大采高开采切眼快速掘进的实现
2.1 严格现场管理
要真正实现快速安全掘进施工，必须强化质量认证，规范职工操作。必须摆正安全与生产之间的关系，决不能片面的追求进度而忽略安全。对工程质量、安全设施必须实行动态管理，发现问题及时解决。要强化现场检查，指定专人对施工质量进行跟踪检查。要求各个班组按照正规循环程序作业，严格执行劳动纪律，杜绝“三违”行为。
2.2 采用光爆锚喷支护技术
采用光爆锚喷支护技术的巷道具有成形好、岩（煤）面平整、轮廓清晰的优点。采用该项技术，半眼率在50%以上，采用锚杆、锚索联合支护时，锚杆紧跟迎头安设，锚索可在距离迎头20m内进行安设，这样为主要工序提供了实施空间。大断面切眼采用锚杆、锚索联合支护时则大断面形成后在小断面可以借鉴炮采工作面的开帮方式，采用两道帮开掘完成。这样可以成倍地提高掘进速度。
3 结论
矿井井型（设计生产能力）是矿井最基本的参数，对矿井的开拓部署与设计和生产效益有决定性意义。决定矿井能力时，单纯地采用“按需定型”或“按量定型”的方法都不全面，前者不顾客观条件，单凭主观需要决定设计生产能力，而盲目加大设计能力却不能达到，会造成许多损失；而后者则单纯按井田可采储量和设计规范规定的各类矿井的服务年限，“对号入座”决定设计能力，忽略生产能力的客观性，也难获得好的效果。对具体井田，在一定的生产技术发展阶段，客观上存在着合理的生产能力，应采取“量力选型”方法，通过分析研究确定合理的设计能力。“量力选型”是在肯定矿井设计能力客观性的同时，还注意其综合性，即受多种客观因素影响。
参考文献
[1] 路瑞恒.低瓦斯矿井高瓦斯区瓦斯分源分抽治理技术[J].中州煤炭，2012（2）.
[2] 刘斌.高瓦斯矿井“三步揭煤法”防突技术的应用[J].中州煤炭，2011（10）.
[3] 宋学保，张海永，郭志刚.赵家寨煤矿煤层瓦斯压力的测定[J].中州煤炭，2010（3）.
关键词：局部通风机 供电方式 双风机双电源 电源改进
中图分类号：TD635 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）06（c）-0123-01
《煤矿安全规程》第一百二十八条（三）规定：“高瓦斯矿井、煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井、低瓦斯矿井中高瓦斯区的煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷掘进工作面正常工作的局部通风机必须配备安装同等能力的备用局部通风机，并能自动切换。正常工作的局部通风机必须采用三专（专用开关、专用电缆、专用变压器）供电，专用变压器最多可向4套不同掘进工作面的局部通风机供电；备用局部通风机电源必须取自同时带电的另一电源，当正常工作的局部通风机故障时，备用局部通风机能自动启动，保持掘进工作面正常通风”。
《煤矿井下供电设计规范》第2.0.6项（3）规定：煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井、瓦斯喷出区域、掘进工作面的局部通风机应采用双电源供电。其中，主供电源应采用“三专”供电，备供电源允许引自其他动力变压器的低压母线段。但其供电回路应采用装有选择性漏电保护的专用开关和专用线路供电。
以上规定实施后，确实加强了局部通风机供电系统的可靠性，改变了以往由于局扇只用一趟电源、一台开关控制，如果局部通风机本身故障或局部通风机控制开关故障，就会引起的局部通风机停电停风及瓦斯超限事故的发生。但是，由于矿井井下环境恶劣、阴冷潮湿等因素影响，局部通风机本身故障、局部通风机控制开关故障、专用线路故障等都能引起了掘进工作面停风，进而导致瓦斯积存、瓦斯爆炸爆炸事故的发生。所以，因局部通风机无计划停电停风而使得瓦斯超限事故仍然屡屡发生。
1 双风机双电源自动切换技术的引用
如何消除不利因素影响，实现采掘工作面的连续供风？因此，提出了局部通风机双风机双电源自动切换技术。即在每个掘进工作面配备两套风机，一套使用，一套备用；每套风机都有自己独立的电源、开关、供电线路（一般备用风机电源采用生产设备使用的动力电源），每套风机都有自己的风电闭锁装置，同时又能与瓦斯电闭锁，两套风机之间安装自动切换装置，这样当主运行风机因故障停电时，自动切换到备用风机，两台局扇互为备用，杜绝停风事故，实现采掘工作面的连续供风。如图1。
其运行方式为：正常情况下，主局部通风机运行，副局部通风机处于热备用，一旦主局部通风机有故障停止运转时，能自动切换到副局部通风机，同时断开掘进工作面的工作电源。主、副局部通风机的自动切换是通过在主、副局部通风机的控制开关中加装的一套双风机双电源自动切换装置实现的，对双风机双电源自动切换装置要求是：当主局部通风机系统出现故障时，能自动启动副局部通风机，当副局部通风机需倒回到主局部通风机运行时，须手动操作。副局部通风机运行期间，要能够便于检修主局部通风机系统设备。
这种方案的实施，解决了由于局部通风机本身故障，控制开关故障和专用线路故障造成的掘进工作面停风导致的瓦斯超限现象，基本上保证了掘进工作面通风的连续性。但是，采掘工作面电源和专用变压器的电源均取自中央变电所，如果中央变电所因工作面设备故障越级跳闸而失电，这时主、副局部通风机就都不能运转，就会导致瓦斯超限事故的发生。
2 局扇专供电源的改进
为了进一步提高掘进工作面局部通风机供电的可靠性，最大限度地减少掘进工作面无计划停风现象，需要对高瓦斯矿井的井下采掘工作面局部通风机“三专”供电实施方案做进一步的改进。如我公司在左权县的两座高瓦斯矿井都在地面建成了35 kV变电站，由10 kV母线的Ⅰ段和Ⅱ段分别引出一条专线到井下采区变电所，作为井下局部通风机的专供电源线路。这样很好的保证了主供电源的可靠性，即使工作面设备故障产生越级跳闸使得中央变电所失电，也不会引起局扇电源断电。另外，为了进一步保证供电线路的可靠性，主、备通风机全部采用“三专”供电，备用局部通风机也与生产电源独立分开，这样不会因生产线路停电而导致备用通风机无法正常运转。具体见图2。
此供电方式虽然减少了由于掘进工作面电气设备故障而引起的局部通风机停电停风及瓦斯超限事故发生的次数。但是，由于局部通风机本身故障造成的掘进工作面长时间停风，或是局部通风机控制开关故障、风筒破损等造成采掘工作面不能正常通风的现象还是不可避免。
3 “机、三电源、双风筒、一专人”的引进
针对上述情况，为了进一步消除安全隐患，提高供电系统的可靠性，避免因风机专线双回路停电造成局扇停风，减少因工作面施工意外损坏风筒导致的工作面停风现象的发生。我公司某矿以150103运输顺槽、回风顺槽为试点，在工作面新增两台风机、1套风筒和一台风机开关，并配有专人看管。具体见图3。
具体方式：由采区变电所两趟风机专线为工作面两台风机提供主供电源、工作面动力变压器提供风机备用电源，主、副风机通过双风机双电源切换开关进行切换，正常情况主局部通风机正常运行，备用局部通风机备用，当主风机开关或者风机本事故障时可自动切换到备用风机。另外，当一处风筒破损时，另外一趟风筒可继续向工作面供风，通过新增风筒、风机、开关等形成井下“机、三电源、双风筒、一专人”系统，从而增加掘进工作面通风可靠性，为工作面正常通风提供了可靠的保障。目前，这种“机、三电源、双风筒、一专人”的供电方式在我公司高瓦斯矿井中已推广使用，改进后至今没有发生过因生产线路故障而影响到局部通风机的运行。
4 结语
随着煤矿建设的集约化、高效化、智能化，必然要求矿井生产的安全保障体系更加安全可靠，对于局部通风机供电系统而言，通过不断的优化改造，可以逐步降低无计划停电停风事故发生的概率。
参考文献
关键词：辅助运输；单轨吊；换装站；直达运输；立井；
0 引言
随着当今矿山机械设备的快速发展和矿井安全要求，以及自动化程度的提高，煤矿辅助运输系统要求达到安全、高效、连续化的目标。单轨吊运输系统可实现地面到井下的直达运输，但一般在斜井中运用较好。国内立井开拓的矿井大部分只在采区范围内使用单轨吊设备，大巷运输仍采用传统的地轨列车运输，并需在采区附近进行一次换装后，由单轨吊运至工作地点。无法发挥单轨吊运输系统连续化运输的优势，矿井地轨与吊轨运输系统共存，即不便于管理，又增加了运营成本。本文推荐立井底进行换装后，整个矿井全部采用单轨吊运输系统实现设备运输。文章以某矿井新水平的辅助运输系统设计方案为例，简要的说明了单轨吊系统在立井矿井中的应用。
1 矿井概况
某矿二水平采用副立井（装备矸石箕斗及罐笼）、暗主斜井的延深开拓方式，由于新增设副立井使二水平井下辅助运输系统相对独立于矿井一水平，为整个矿井辅助运输的多样化及新水平采用高效运输方式创造了条件。
自井底车场分别向两翼布置四条主要水平大巷，即主运输胶带输送机大巷、辅助运输大巷、回风大巷和矸石胶带输送机大巷。
2 辅助运输系统方案
2.1 矸石运输系统
本矿井岩石巷道掘进以综掘为主，掘进出矸从掘进头掘进机经转载机及掘进头后配套的矸石胶带输送机直接与水平大巷矸石胶带输送机搭接，由大巷矸石胶带输送机输送到井底矸石仓，由副井矸石箕斗提升到地面处理。
2.2材料、设备运输系统方案
参考国内矿井情况，设备和材料辅助运输系统可提出以下4个方案：
①水平大巷采用蓄电池电机车，上山及斜巷采用绞车，顺槽采用无极绳连续牵引车。
②大巷和采区内均采用单轨吊运输方式
③水平大巷保留蓄电池电机车运输，进入采区采用单轨吊的运输方式
④采用卡轨车运输方式
从以上方案可知，卡轨车运行速度慢，对底板要求高等因素表现出较明显的缺点。方案②和方案③相同点在于采区内均采用单轨吊运输，不同点是：方案②大巷与采区均采用单轨吊，实现连续运输；方案③大巷采用蓄电池机车牵引矿车运输。方案②的主要优点是：可实现从井底到工作面的材料、设备和人员的连续运输，无需中间转载，效率相对较高；仅在井底设集中换装站，换装工程量较小；缺点：单轨吊在大巷内运行速度相对较慢。方案③优点为：大巷水平布置时，适应蓄电池机车运输，机车运行速度较快，能力较大；井底车场调车便利。方案③的主要缺点是：不能实现井下连续运输，各采区均需设换装站。
比较可见，方案②总投资低，且能实现连续运输，环节少、效率高。因此认为，方案②相对优于方案③。方案二②与方案①相比，主要优点为：运输系统单一化，环节少，设备数量少，用人少、效率高，安全性较好，可实现连续运输。缺点为：初期投资较大，主要增加的设备投资较高。综合比较后，推荐方案②。
2.3人员运输
大巷和采区内部均采用单轨吊连续运输方式，人员运输有以下方式可供选：
方式一：在矸石胶带输送机大巷内，布置架空乘人装置运送人员。目前架空乘人装置有低速和高速两种类型，由于后期运输人员较多、距离较长，根据比选采用低速（1.2m/s）架空乘人装置比较适宜。
方式二：采用单轨吊运送人员。单轨吊运输人员具有一次运输人员多、可实现连续运输的优点。缺点是运行速度较慢，且由于单轨吊机车本身重量大、运行阻力较大，能耗和运输成本较高。
以上可见，大巷内人员运输宜采用架空乘人装置，采区内宜采用单轨吊的运输方式。
综上所述，矸石采用胶带输送机运输，其它材料采用单轨吊运输，人员运输以架空乘人装置运送为主。
3 井底车场及硐室
3.1井底车场布置
井底车场采用卧式环形车场，选用柴油机机车顶推调车，实现地轨车辆在车场及换装站之间的进出。于井底车场出车侧布置单轨吊换装站。换装站巷道采用双线布置，分别布置双地轨和双吊轨，在换装线位置地轨中线与天轨中线重合。
3.2主要辅助运输系统硐室
井底车场内设置的辅助运输系统硐室主要有：单轨吊机车加油、检修硐室及柴油机地轨机车维修间，列车存放库等。
4 大巷布置
由于采用了单轨吊设备作为大巷运输方式，该大巷可根据煤层开采需要布置成带有一定倾角的倾斜巷道，或起伏巷道。为满足单轨吊运送大型设备，轨道大巷最大倾角按8°考虑。
5 主要巷道断面布置
5.1断面形式
综合考虑井下围岩条件及服务年限等条件，主要巷道多采用半圆拱型断面，轨道大巷受单轨吊运输设备影响，为提高断面利用率，缩小掘进面积等因素，采用三心拱断面形式。回采巷道采用矩形或梯形断面。
5.2断面尺寸
根据《煤矿井下辅助运输设计规范》、《煤矿巷道断面和交岔点设计规范》及单轨吊运输设备尺寸，确定巷道断面尺寸。
（1）巷道断面宽度
①单行巷道：B≥b1+b2+b3+0.15+0.4=0.7+1.75+1+0.15+0.4=4.0m
考虑到通风掘进等因素，取5.2m。
②双行巷道：
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。
式中参数详见《煤矿井下辅助运输设计规范》13.3.1；0.15、0.3为附加的单轨吊车侧向的摆动幅度；0.4为管线及敷设装置宽度。
（2）巷道断面高度
运送液压支架时，H=h1+h2+h3+0.2=0.655+3.2+0.3+0.2=4.355m
式中参数详见《煤矿井下辅助运输设计规范》13.3.1
6 单轨吊及配套设备
6.1运输容器与起吊梁选型
选用单轨吊专用自卸式集装箱（材料箱）运送物料，部分设备材料采用整体起吊打运。每个集装箱、每辆人车配用一根GHB60-3400轻型起吊梁与机车相联，自重750kg，最大载重6t。较大设备配用SLG-4.4中型起吊梁，能够满足起吊运输16t有效载荷。整体运输液压支架配用重型起吊梁。
6.2机车选型
6.2.1机车类型选择
单轨吊主要有防爆特殊型蓄电池与防爆柴油机两种不同驱动模式。本矿井倾斜巷道及联络巷道较多，运输距离较长，且后期运送的液压支架等大型设备较重。因此，推荐井下采用防爆柴油机单轨吊机车。
主要掘进巷道内配合使用压缩空气传动的单轨吊机车和自动化掘进作业线来满足掘进面的作业要求。
6.2.2机车型号选型
①牵引力
F =（P+Q）（ωgcosθ +g sinθ+γa）
式中： P―吊车整备质量（含吊梁）；
Q―有效载荷质量；
ω―运行阻力系数，取0.06；
θ―单轨坡度（巷道倾角）；
γ―惯性系数；
a―运行加速度。
经计算，见表6-2-1和表6-2-2。
表6-2-1 单轨吊机车运载物料工况参数表
巷道坡度
项 目 坡度0° 坡度5° 坡度8° 坡度12° 坡度15° 坡度19°
吊车整备质量 DZ1500 3+2机车10160kg DZ2200 3+2机车12160kg
有效吊运载荷 四箱物料 两箱物料
货物总质量 17280kg 8640kg
DZ1500 需牵引力 19.4kN 42.8kN 56.7kN 75.0kN 88.5kN 66.6kN
运行速度 1.6m/s 1.0m/s 0.7m/s 0.51m/s 0.4m/s 0.55m/s
DZ2200 需牵引力 20.8kN 45.9kN 60.8kN 80.5kN 94.9kN 76.2kN
运行速度 2.0m/s 1.27m/s 1.03m/s 0.72m/s 0.7m/s 0.75m/s
表6-2-2 单轨吊机车运载人员工况参数表
巷道坡度
项 目 坡度0° 坡度5° 坡度8° 坡度12° 坡度15° 坡度19°
吊车整备质量 DZ1500 3+2机车10160kg DZ2200 3+2机车12160kg
有效吊运载荷 三辆满载人车 一辆人车
货物总质量 11400kg 3800kg
DZ1500 需牵引力 15.3kN 33.6kN 44.5kN 58.9kN 69.5kN 47.9kN
运行速度 1.6m/s 1.0m/s 0.83m/s 0.68m/s 0.6m/s 1.2m/s
DZ2200 需牵引力 16.7kN 36.8kN 448.7kN 64.4kN 76.0kN 57.5kN
运行速度 2.5m/s 1.76m/s 1.27m/s 1.03m/s 1.0m/s 1.5m/s
②单轨吊型号的确定
DZ1500 3+2防爆柴油机（牵引力100KN）基本能满足坡度15°以下运送货物和人员的要求。DZ2200 3+2型单轨吊（牵引力100KN）虽然运行速度较快，但由于自重大，能耗较高，投资也较大。在最大倾角15°时，DZ1500 3+2型牵引力富裕系数约12%，而DZ2200 3+2型牵引力富裕系数仅约5%。考虑到初期巷道最大倾角为8°，绝大部分巷道倾角均在5°以下，DZ1500 3+2运行速度一般能达1m/s以上。因此，推荐选用配备DZ1500 3+2防爆柴油机单轨吊机车。
③后期运输液压支架时，单轨吊机车选型
按整体运输液压支架要求，对DZ2200（132kW）单轨吊车和DZ1800（84kW）单轨吊车进行计算比较。计算结果见表6-2-3。
表6-2-3 单轨吊机车运载32t支架工况参数表
巷道坡度
项 目 坡度0° 坡度5° 坡度8° 坡度12°
吊车整备质量 DZ1800 4+4机车15700kg DZ2200 4+4机车16700kg
有效吊运载荷 一部32t液压支架
货物总质量 32000kg
DZ1800 所需牵引力 33.8kN 74.4kN 98.6kN 130.3kN
运行速度 0.9m/s 0.65m/s 0.4m/s 0.3m/s
DZ2200 所需牵引力 34.5kN 76.0kN 100.6kN 133.1kN
运行速度 1.3m/s 1.2m/s 0.9m/s 0.6m/s
选用DZ2200 4+4防爆柴油机八驱动单轨吊机车，主机功率130kW，额定牵引力192kN，配1根SLG 16.2型起吊梁，每次运送1部液压支架。
6.2.3机车运行台数计算
机车运行台数与用料地点距离，用料点数量和机车运行速度有关。本文不再例举。
6.3单轨吊轨道
单轨吊轨道按照载重的不同分为轻轨I140E和重轨I140V两种，每个吊挂点的最大静拉力分别为50KN、100KN。井底车场巷道、换装站和轨道大巷直轨采用2m/根的I140V重轨，配合以1m/根的弯轨以及过渡轨、对称道岔。其他巷道及硐室直轨采用2.4m/根的I140E轻轨，配合以2m/根的弯轨以及过渡轨、对称道岔。
7 投资概况
矿井采用单轨吊作为辅助运输设备后，本文所例举的设备投资在2900万左右，相比传统的地轨蓄电池机车运输系统增加较大。但从整个矿井来看省去了大量的传统斜巷绞车及大量操作人员。从长远看，利益显注。
8 结论
对于立井矿井而言，井筒形式限制了单轨吊的直达式运输。但随着辅助运输设备的多样性和先进性，煤矿井下运输不应停留在传统的运输方式下，应积极采用先进设备改善井下运输环境，提高安全水平。本文通过矿井实例，阐述了单轨吊运输系统在立井煤矿中仍可最大程度的发挥其连续性、系统性的优点，是能够满足立井煤矿井下辅助运输需要的。
参考文献：
1.王东 新阳能源单轨吊运输网络建设与实施 《山东煤炭科技》，2012年，03期，
2.李建升； 单轨吊运输在综采综掘工作面的应用实践； 煤炭工程；2011年09期
关键词:安全 生产 自动化 管理
开滦北阳庄矿井为设计能力1.80Mt/a的低瓦斯大型现代化矿井,煤层具有二类自燃发火倾向性。根据矿井设计能力、开采技术条件、机械化装备水平等因素和《煤矿安全规程》、《煤炭工业矿井设计规范》等的要求,为了实现整个矿井的现代化综合管理,本矿井设计配备全矿井综合自动化系统。该系统由生产管理及信息系统、安全生产监测监控系统、计算机网络系统、程控调度通信系统及经营管理系统五个单元组成。
设计选用本安型矿井综合监控系统,使矿井在采、掘、运、风、水、电、安全等环节全面实现信息化。该系统通过主备二条光纤环路,组成双纤自愈环,实现光纤链路或设备故障时的快速保护倒换,确保系统的可靠性。在井下发生灾变时也能及时将矿井的各种监测数据传回地面。矿井内部设置计算机局域网,在调度指挥中心设WEB服务器和数据库服务器及两台工控机,各职能部门设置终端工作站,进行经营管理、技术管理、能源管理、事务管理和企业信息管理,实现矿井办公自动化。矿井设置KJ32型光纤工业电视系统,调度指挥中心设置两台视频服务器,及大屏幕显示系统。设计选用KJ95安全监控系统,实现矿井生产安全监控,该系统在矿井调度指挥中心设置两台监控主机。
作为全矿井综合自动化系统的一部分,矿井安全、生产监控系统通过防火墙与矿局域网连接,达到在地面调度室对全矿各生产环节的“三遥”,并通过矿局域网与各级管理系统进行信息交换,实现矿井管控的一体化。
矿井综合监控系统设置两回电源,并设置UPS不间断电源作为应急电源。
1、安全监控
KJ95型煤矿综合监测监控系统中心站设于矿调度指挥中心,设有两台监控主机,实现矿井安全监测。由于该矿井煤层具有二类自燃发火倾向性,设计另设一套SG－2003型火灾束管监测系统实现防灭火信息监测。
1.1 安全监测、监控
井下在中央变电所、采煤工作面、掘进工作面、各胶带机机头硐室、采区变电所、各测风站等处共设16台分站。依照矿井的灾害种类及灾害程度,本系统对瓦斯、一氧化碳、温度、风速、粉尘、烟雾、风门开关、水位、煤位、主要设备的开停等参数进行监测监控。回采工作面及其回风巷、掘进工作面、采区回风巷、南翼回风巷、总回风巷等处设置瓦斯传感器。在回采工作面、掘进工作面及煤流转载点等处设置粉尘传感器。井下回采工作面、带式输送机机头硐室、回采工作面、掘进工作面设置温度和烟雾传感器,防止发生火灾。矿井采区进回风巷总回风巷及主通风机风硐设置风速和负压传感器。局扇设置开停传感器。地面在扇风机房设一台分站,井下所有胶带输送机均设自动灭火洒水装置。
井下安全生产监控系统形成独立环网,通过地面交换机接入矿井综合监控系统双光纤环网。安全监测、监控系统主传输采用MGTJS－4B1型光缆,各分站通过光纤网络适配器连接。
1.2 火灾束管系统
北阳庄煤矿煤层具有二类自燃发火倾向性,设计选用SG-2003型火灾束管监测系统。SG－2003型火灾束管系统由抽气“束管”、抽气泵、采样柜、控制箱、地面工作站组成。“束管”敷设至工作面隅角、采空区、密闭等处,对井下气体成分含量连续循环监测,通过计算及时预测预报发火点的温度变化,预报煤层自然发火,一旦发现有关指标超过或达到临界值等异常变化时立即发出预报,为煤矿自燃火灾和矿井瓦斯事故的防治提供科学依据。地面工作站接入矿井安全、生产监控系统。
2、生产监控系统
生产监控系实现矿井井下工作面、井上下煤流、地面生产和辅助生产系统的实时在线监测,与矿井综合信息网络连接。为实现对矿井各主要生产环节的实时在线监测控制及变电所的综合自动化,设置矿井生产监测监控系统。矿井地面变电所、生产系统控制、锅炉房热控、主井提升机、副井提升机、矿井排水控制均采用综合自动化系统,各系统设置工控机作为监控主机,接入生产安全监测监控系统。
2.1 工业电视系统
设计选用KJ32型光纤工业电视监视系统。该系统主要由视频服务器、大屏幕显示系统、主控计算机、视频矩阵切换器、视频中心光接收机、摄像仪等设备组成。
井下在井地车场主井装卸载点、主胶带机机头、综采工作面设置光纤隔爆摄像仪,地面在副井井口房、生产系统的主要环节、扇风机房等处设置摄像仪,矿调度指挥中心设置大屏幕,对主要设备的生产安全状态进行室时监测。在矿井主要生产环节如扇风机房、上下井口、综采工作面、生产系统内等设置摄像仪,系统采用光缆传输,不但具有可远距离监视的优点,还可提高系统防雷、抗干扰性能。矿井工业电视系统接入矿井综合监控系统双光纤环路,各摄像仪通过交换机接入环网。
2.2 井下生产监控
井下采用微机控制的生产环节可通过交换机接入环网系统,实现对生产环节的实时监控。井下部分生产监控与安全监控共用KJ95系统。通过设置设备开停传感器,监控采煤机和掘进机、局部扇风机、井下胶带机等设备的开停。设计分别在井下中央变电所、大巷皮带机机头变电所、采区变电所设置电力监控分站,通过交换机接入井下环网,监控变电所内配电设备的运行状态。主要风门设置风门开关传感器,监测风门开关状态,各煤仓设置煤位传感器。各传感器均就近接入相应的分站。通过井筒光缆接入地面监控主机,实现在地面调度中心对井下生产状态进行实时监控。
关键词：锅炉房；设计；布置；矿井
中图分类号：X752 文献标识码：A
1 引言
锅炉房是供热之源，是工厂及企业的重要组成部分。对于矿井而言，锅炉房设计的正确、合理与否，直接关系到整个矿井能否顺利投产以及投产后能否获得预想的经济效益，甚至还将影响到周围的环境。因此我们必须十分重视和认真的做好锅炉房的设计工作，以便对整个矿井生产以及节约能源起到应有的积极作用。本文就矿井锅炉房设计与布置中应注意的几点问题进行探讨。
2 矿井锅炉房的设计
众所周知，一个正确的设计，必须符合国家的方针政策和地方的有关法规，这也是鉴别、评价设计质量的重要条件。
(1)对于矿井锅炉房设计，除了必须贯彻有关基本建设的方针政策外首要的是严格执行国家的能源政策。为全面贯彻落实国家现行节能目标，应当从矿井实际出发，锅炉选型应适合本矿井的煤种及煤质，因为矿井锅炉房所使用燃料为自产自用，煤种比较单一，若所选锅炉炉型与燃用煤种不符，就会造成锅炉出力严重不足、热效率低、能源浪费大。因此应针对本矿的煤种及煤质特点选择炉型，这样不但保障了锅炉额定出力，而且还减少燃料运输费用,为国家减轻交通运输压力。依据煤种及煤质选择锅炉型号是锅炉经济运行节约能源的基础，应引起高度重视。如某矿井的锅炉改造，首先，在锅炉选型上严格依照国家发改委的指示，突出资源综合利用。考虑到目前洗煤厂采用重介洗煤，洗矸的发热量非常低，已无燃烧价值，而每年洗煤产出的10.8万吨尾煤泥却白白浪费掉，而且对周围环境还造成污染。基于此情况，在锅炉选型上采用能燃烧煤矸石混合燃料又能燃烧煤泥的40t/h煤泥循环流化床锅炉。这样既能解决目前洗煤厂洗矸和尾煤泥外排占用耕地，又可减少煤炭废弃物对环境的污染问题，符合国家资源综合利用的规定，还能减免部分税收。
（2）在工艺设计中，还应充分注意废热、余热的回收利用以及尽可能选用高效节能辅助设备。例如热管是一种利用管内工作流体的相变，以潜热为主进行传热的高效传热元件。用热管技术生产的锅炉省煤器取代传统的铸铁省煤器就是一种很好的节能措施，热管省煤器重量轻安装方便传热性能好，能有效地利用锅炉尾部的烟气余热，比传统的铸铁省煤器具有更明显的节能效益。
（3）锅炉台数及锅炉容量的匹配必须合理，如果匹配不合理，会造成锅炉房投资增加、运行管理不便、负荷难以调整、浪费燃料、甚至危及安全生产。矿井锅炉台数不应少于2台，不宜超过4台。锅炉房总容量应满足最大的热负荷及最小热负荷下锅炉运行负荷率不应低于额定出力50%的要求。在锅炉房设计时，当热负荷确定后，锅炉台数及锅炉容量有多种匹配方式，应通过方案对比，从中选择最佳匹配方式。
矿井热负荷主要来源于井筒防冻、浴室供热和建筑物采暖三部分。其特征是采暖期负荷大，非采暖期负荷小，两者负荷相差4倍至多。建筑物采暖热媒一般为热水，井筒防冻和浴室供热有高温热水或蒸汽两种热媒可选择，若以高温水为热媒对井筒防冻和浴室进行供热，锅炉房内为单一热水锅炉，锅炉台数及容量的匹配比较简单。值得一提的是，前几年矿井投入运行的高温水供热系统，由于管理水平所限，运行并不理想，没有达到设计温度的要求，给井筒防冻安全生产带来隐患。为安全起见，目前多数矿井仍采用蒸汽热媒对井筒防冻和浴室进行供热，这就需要锅炉房供热水和蒸汽两种热媒。为满足热用户对热媒需求，锅炉房内的炉型匹配方式有两种，其一为蒸汽锅炉房，采暖热水热媒通过热交换获取，换热器宜选用热效率高的板式换热器；其二为锅炉房设置蒸汽和热水两种锅炉，蒸汽锅炉供井口防冻和浴室供热，热水锅炉供建筑物采暖。对于一个矿井采取哪种匹配方式比较好，可用蒸汽和热水负荷率以及所选设备投资运行经济分析确定。依笔者所见，中型矿井可考虑蒸汽、热水两种锅炉的匹配方式，其蒸汽锅炉应选两台，即其中一台发生故障时，另一台能确保井口供热。小型矿井热负荷较小，从锅炉运行经济性和互备性考虑，宜采用单一蒸汽锅炉。
（4）在锅炉房设计过程中，还必须严格遵守锅炉监察和有关安全规程，切实做好环境保护、努力改善劳动条件和积极采用成熟可靠、行之有效的先进科学技术，力求使设计做到切和实际，技术先进、经济合理、安全可靠。
（5）矿井锅炉房设计，还应根据矿井总体规划，做到近期与远期相结合，以近期为主，并适当为将来生产发展留有扩建的余地，以便节约资金和材料，更好的发挥投资的经济效益。
3 矿井锅炉房的布置
锅炉房布置是锅炉房设计中最关键的一项工作，布置的合理与否，对整个锅炉房的基建投资、占地面积、能源消耗以及经常运行的安全性和经济性有重要关系。因此，在设计时应认真、谨慎对待。
（1）区域布置
锅炉房是供热之源，也是一个散发煤灰、烟尘和噪声的环境污染源。对于一个矿井来说，锅炉房在总平面上的位置至关重要。它位置选择的适当与否，将直接影响周围正常的生产和生活环境，影响厂区面积的有效利用、热力管线的布置以及维修工作量和原材料消耗等。所以设计时一般应会同总图、工艺等有关专业人员和建设单位共同研究提出方案，从占地面积、运输条件、室外管线、环境保护、维修运行等多种角度进行综合分析比较后确定。
一般情况下，锅炉房设计在临近厂区运输干线，然后协调锅炉房与邻近建筑物、构筑物和堆场之间的相对位置，最后进行锅炉房附属设施如煤场、输煤设备、渣场、除尘装置、烟道等等的合理布置。
锅炉房的朝向，即司炉操作一端应尽量避免向西，宜加强自然通风以改善劳动条件。司炉操作端或锅炉房辅助间，通常布置为面临厂区干道，以便于出入和增加美观。对于易造成环境污染的除尘装置、烟囱、沉渣池等设施，一般布置在锅炉房后侧，起到遮蔽作用。锅炉房的区域布置，应尽量缩短流程和管线。
（2）锅炉房工艺布置
锅炉房的工艺布置除了满足设计规范规定之外，应尽量做到如下几点：
首先，设备的布置应尽量顺其工艺流程，使蒸汽、给水、空气、烟气等介质和燃料、灰渣等物料的流程简短、畅通，减少流动阻力和动力消耗，便于运输。
其次，锅炉房布置时，应根据矿井生产规模的近、远期规划，以近期为主，统筹安排，留有扩建的余地，设备选择和布置，应有一次设计分期建设的可能。如辅助间设于固定端，另一端使其能自由发展（扩建）而不影响或少影响主要设备及管道的工作。当发展端的外墙拆除时，应不影响锅炉房建筑的整体结构，同时又方便扩建时汽水管道、运煤出渣等运输线以及电线电缆的连接；当锅炉房内要设置不同类型的锅炉时，为了将来扩建的方便，还应把容量较大的锅炉布置在发展端一侧。
第三，对于连接设备的各种管道的布置，主要决定于设备的位置。布置时，管道应尽量沿柱子和墙敷设，且大管在内，小管在外；保温管在内非保温管在外。这样，既便于安装，支撑和检修，又比较整齐美观。但管道与管道，管道与梁、柱、墙和设备之间要留出一定的距离，以满足焊接、装置仪表、附件和保温结构等的施工安装、运行、检修和热胀冷缩的要求。
4结束语
锅炉房在矿井的生产过程中占有比较重要的位置，因此要求我们在锅炉房设计及布置时，在满足国家现行规范、标准和规程的同时，根据矿井的实际情况，尽可能周密地综合考虑各方面的问题，确定合理、经济的方案。在此基础上，设计出符合安全生产、技术先进、经济合理的锅炉房。
参考文献：
[1] GB50041-2008 锅炉房设计规范，北京：中国计划出版社，2008
[2] 锅炉房实用设计手册（第二版），北京：机械工业出版社，2001.1
关键词：七预管理 机电设备 预防故障
1.前言
近年来义煤集团为现实机电设备运转安全零事故目标，全面、强力推行机电设备安全运转隐患治理的“七预管理”。将事故隐患消除在形成之前，真正实现本质安全型矿井。为保证“七预管理”有序顺利开展，集团公司成立以机电副总经理为组长的机电设备安全运转隐患治理“七预管理”领导小组。依据《河南省煤矿机电装备及管理水平考核评价标准》、《煤矿安全规程》、《煤矿质量标准化标准》、《五优矿井标准》等与机电有关的管理标准。通过机电系统及相关专业全员参与的预想、预查、预测、预报、预研、预警、预处理七个环节的运行，确保了机电运输设备安全运转。
2.“七预管理”的内容
“机电设备安全运转隐患”是指有缺陷的或者有可能发展成为有缺陷的设备、线路、设施；不符合煤矿质量标准化标准及其它规程或规定要求的设备、线路、设施；有可能影响机电设备安全运转的设备、线路、设施，不符合煤矿三大规程之一或有可能影响机电设备安全运转的设计、措施、规定、办法、环境、行为等。
预想：是指根据各自所处工作性质、工作范围、工作环境、以往的工作经验及现场了解掌握的情况，预先想象、猜测、估计、判断何时、何地、何设备（线路、设施等）、何种行为存在隐患或有可能发展成为隐患；
预查：是指按照相关规程及标准，预先制定措施、计划，定期、不定期对所辖设备（线路、设施等）、操作行为等进行详细、深入、细致的排查，查出和发现各类隐患；
预测：是指按照规程及相关检测检验标准的要求，预先制定措施、计划，定期、不定期用仪器、仪表对所辖设备（线路、设施等）进行检测、试验，查出和发现各类隐患；
预报：是指各单位都要建立完善的事故隐患汇报制度，对预想、预查、预测发现的问题及时落实，切实掌握所管辖范围内设备及系统安全状况，对各类隐患（分已处理和未处理）按规定建档备案并同时向上级汇报；改扩建矿井结合安全生产发展情况，对综采纵掘生产能力预测、预报，制定措施、计划、安全生产组织，对运行先进性安全评估，确保正常生产生产条件和安全极限之间的余量，提前做好机电运输系统改扩建，防止前大后小能力不足带来的事故隐患。
预警：是指对预想、预查、预测、预报发现的问题按隐患性质、大小、重要程度、急迫情况、能否处理等进行分类、排队、总结，结合“预测综合化、数据实时化、预警智能化”的矿井综合自动化等高科技手段预警。由不同部门按红、黄、蓝发出相应警示（红色－有可能造成重大事故必须立即停产整改处理的；黄色－有可能造成重大事故但制定并执行相关专门措施可以保证短期内安全运行且必须同时进行整改处理的；蓝色－有可能造成一般性事故可以安排计划进行整改处理的）。
预研：是指各单位对已知的各类隐患，特别是对发出红、黄预警的重大隐患，要召开专门会议，组织专业人员参加，进行详细、认真的研究、论证，充分考虑设备及系统可靠性、有效性、耐久性及环境因素、人员素质，拿出科学合理、切实可行的解决方案，供决策部门参考；
预处理：是指对预知的隐患按轻重缓急，排出计划，制定措施，依据预先制定的方案，尽快处理，消除隐患。对难以解决的可以立项组织攻关或报上级部门协助解决。
“七预管理”既是一个相互关联的整体，又有各自的侧重点。预想、预查、预测，主要是强调提前掌握设备及系统的原始、基础资料和数据，参与的主体是在现场工作的基层员工及技术人员，中高层领导作为补充；预报是资料整理和上下沟通的一个重要的中间环节；预警和预研是查处隐患进行决策前的一个中间过程，处于关键的环节，其参与的主体是中高层领导及专业技术人员，基层员工作为补充；预处理是整个活动的结果，其终极目标是杜绝事故的发生，其它各项都是为此作准备。
3.“七预管理”的措施
3.1“七预管理”范围：凡是采购、使用、维修、保存、管理机电设备、设施的场所和员工均为本活动的参与范围。
3.2 “七预管理”职责划分：按照各司其职，各尽其责；责任有我，我必负责；尽到责任，则无责任的原则，要求对每台设备、每条线路、每套设施、每个环节逐一明确操作（使用、看管）者、检查者、维修（保养）者、管理者（队、科、处）领导者（队、科、矿、集团公司）的职责，并在现场挂牌显示，在区队科室、活动办公室登记备案。
对集团公司生产处、通风处、安全健康环保部、租赁公司、供应公司、机电处、等相关处室根据业务范围和功能进行职责划分。各基层单位制定本单位机电设备安全运转隐患治理“七预管理”实施办法，提出具体目标，完善各项操作、检查、维修规程（要求）、标准，按操作（八点、四点、零点）、检查（班检、日检、周检、月检、季检、年检）、维修（小修、中修、大修）、管理（设计方案、规程措施制定、措施贯彻、检查落实、提供设备等）、重要领导、主要领导等详细划分各自职责，按活动办法认真、严格组织落实。
3.3“七预管理”的要求：
3.3.1各单位成立相应的组织机构。对现有的各种管理制度做全面梳理，进行修改、补充和完善。提出具体控制目标；详细、认真地划分所有相关人员的职责范围，使每台设备、每条线路、每套设施、每个环节均有明确的负责人，既有操作（使用、维修）负责人，又有管理（制定措施、监管）负责人，还要有领导（直接领导、主要领导、重要领导）负责人，做到一旦发现重大机电隐患或机电事故需要追查时，谁应负什么责任一目了然。
3.3.2宣传贯彻。各单位自上而下，全员发动，开展学习，宣传贯彻，做到人人牢记七预内容，明确自己在七预活动中的角色和职责，以积极向上的精神面貌全身心的投入到七预活动中，以七预活动的开展确保隐患治理活动的顺利进行，确保机电设备运转安全零事故目标的实现。
3.3.3资料汇总和上报管理。各单位都要指定专门人员负责七预活动资料的收集、整理、汇总和上报，上级不予落实可以越级上报。
3.3.4总结及检查验收。各单位在每月底以前将本单位“七预管理”情况上报集团公司“七预管理”办公室，相关处室要以不定期方式进行抽查，了解各岗位人员对七预内容的掌握程度，督导各单位的隐患处理，汇总各单位情况报集团公司分管领导。
3.3.5对查出的重大隐患及时发出红、黄预警信号，召集专业人员、组织专题会议，进行研究和论证，对突出问题组织技术攻关和科研立项。
3.3.6奖惩。各单位“七预管理”办公室结合每季度零事故活动的检查验收，对各种量化指标进行考核、评比。并通报单位及个人奖罚金额。
4.“七预管理”的效果
近年来义马煤业集团股份有限公司通过持之以恒层层把关，建立健全“七预管理“的长效机制，对排查出的各类隐患按照“七预管理”内容进行分析、研究、安排、处理、落实。做到责任到人，严防死守。使故障隐患管理由被动转入主动，实现了隐患查处、安全评估、检修预警、机电运输系统经济安全运行，收到了良好的效果。
参考文献:
[1]煤炭工业设计规范 煤炭工业出版社1997煤矿安全规程
[2]煤炭工业矿井设计规范（GB50215-2005） 中国计划出版社 2006
[3]煤炭工业出版社 2009
关键词：清洁；节能减排；综合治理；利用率
1概述
节能减排作为经济发展过程中不可回避的问题，正在逐渐成为中央政府和社会各界普遍关注的焦点问题。
煤炭行业是我国重点工业污染控制行业之一，煤炭开采最大的问题一是浪费严重, 二是环境成本大。据载, 国有煤矿每采出1 t煤平均要动用2.5 t的煤炭储量, 损耗2.48 t的水资源。如果再加上煤炭燃烧过程中对环境的污染, 煤炭利用成本更高。这样的状况, 本身对中国的经济持续健康发展就造成了很大的破坏。环境也是希缺资源, 在一定意义上讲也具有不可逆性, 破坏之后很难恢复。
我国正处于经济高速发展的工业化阶段，一方面能源资源相对不足，另一方面能耗高、浪费大、效率低下。我国要在21世纪中叶达到中等发达国家的水平，必须一靠开发，二靠节约。
我国是一个以煤炭为主要能源的国家，每年数万名煤矿工人宝贵的生命、数亿t烟尘、煤渣和各类有害气体的排放，支撑着我们国家85％的能源需求，节约能源，在这里不但是为了节约开支，还体现着保护环境和对生命的关爱。节能有助于解决现实污染问题，还能缓解经济发展对能源需求的增长给环境带来的潜在的巨大压力。
设计认真贯彻落实国家节能方针，通过合理采用既节约能源又有经济效益的新技术、新工艺、新产品和新经验，达到以最小的能源消耗取得最大的经济效益之目的。
运河煤矿于1999年5月1日实现投产。2003年11月通过了环保工程专项验收。验收检测结果表明，矿井外排废水及锅炉废气各项监测指标均符合排放标准规定的限值和任城区政府下达的有关总量指标要求。
根据已审批的《唐口矿井环境影响评价报告书》中对该区域所进行的现状调查资料表明，区域内环境空气质量基本符合《环境空气质量标准》中的二级标准值，除TSP超标外，SO2和NOx基本不超标。
运河煤矿以建设资源节约型、环境友好型矿井为目标，围绕矿井提升、排水、通风、运输、采掘、供电、供热等关键环节，深入开展科技攻关和新技术、新设备推广应用，节能减排工作取得了明显成效。一是建立和完善节能减排管理机制，形成了矿、管理部门、基层各区队和车间三级节能减排管理网络和节能减排指标考核体系，将节能目标层层分解落实，逐级考核，实行能耗定额管理制度，有效调动了各方面的工作积极性。二是积极推进节能科技创新。近年来，为突破煤炭企业发展面临的资源、安全、环境等瓶颈问题，提高资源利用效率，不断加大节能技改投入，在革新生产工艺、提高生产系统设备自动化程度下功夫。三是推广应用系统优化改造、变频调速、智能控制、无功功率补偿、绿色照明等节能技术提高了设备效率，大幅度节约了电能。
运河煤矿现已建成3000m3矿井处理站一座，1500m3生活水处理站一座，每天处理矿井水700―800m3，一部分处理水回复到井下循环利用，一部分作为选煤厂生产用水，实现了零排放，年节约水资源费400万元以上。
2009年又对矿井电控系统进行了部分改造，将井下中央泵房、2.5m绞车、主井等电控系统改造成变频调速，每年可节省电费300万元以上。
2运河选煤厂节能减排措施
2.1工艺节能
（1）为了拉长企业产品链条，提高企业效益，运河煤矿建成了60万吨的选煤厂一座，该选煤厂符合国家积极发展煤炭洗选、促进煤炭工业节约、清洁、安全和可持续发展的方针政策。
（2）根据运河煤矿原煤的煤质特点，确定采用先进高效的重介分选工艺。重介分选工艺分选精度高、对煤质变化适应性强，可提高精煤回收率，具有生产低灰精煤等优势。
（3）根据运河煤矿的煤质及今后市场的用户要求，工艺的调节作用大，能均衡地在最小误差范围内达到煤炭质量和数量的调整要求，满足用户。
（4）原煤50～25、25～13mm粒级灰分远高于设计用50~0mm原煤灰分，说明>13mm原煤中矸石含量高，煤质差，设计采用13mm分级入选工艺，可在相同设计规模的前提下，多排矸石，更有效、全面地改善了煤质，减少了矸石无效运输。
（5）根据原煤及浮煤工业分析，原煤全硫为0.61％，浮煤全硫为0.51％，经过洗选可有效降低产品硫含量，减少二氧化硫排放量，降低环境污染。
（6）
（7）
（8）选煤厂布置在运河煤矿工广内，产品储存在原有的煤仓内，便于产品的销售，水源、电源、热源、生活辅助设施依托运河煤矿，降低了选煤厂投资。
（9）选煤厂地面工艺简单，布置紧凑，物料转载环节少、运输距离短。煤泥卸载点位于工广北侧，有利于煤泥从东侧货运门外运；矸石仓位于煤仓西侧，便于矸石通过运河煤矿西门外运，有效缩短了运输距离。
（10）根据运河煤矿煤仓设备布置、使用情况，设计对仓顶室进行改造、加固，将13mm分级筛布置在仓顶室内。原煤分级后，
（11）厂内煤流及煤泥水尽量选择合适角度、坡度，使其自流，降低能耗。浓缩机入料煤泥水应尽可能采用自流方式，车间内的事故放水，跑、冒滴、漏水应自流至集中水池。选煤厂实现洗水一级闭路循环，节约水资源。选煤厂吨煤耗清水0.1m3，满足《煤炭工业节能减排工作意见》中洗选原煤清水耗控制在0.15m3以内的要求。
2.2机械设备节能
（1）无压三产品旋流器自身无动力消耗，节省大量动力消耗。
（2）各种水泵选型做到与工艺数据匹配，达到最低能耗下的工况指标。
（3）磁选机选用国内组装磁选机，6磁极超强磁场，磁场分布均匀，适应于煤泥含量高的工作环境，该设备煤浆通过量大，磁选效率高，磁选精煤回收率可达99.8%以上。
（4）煤泥浓缩机选用了周边传动高效型，处理能力较大，电耗较小。
（5）煤泥压滤机选用快开式隔膜压滤机，处理能力大，煤泥水分低，且设备能耗比较小。
（6）对于浓缩机需要的絮凝剂加药，设置自动加药系统，将药剂用量控制在最佳范围。
（7）路管选用无缝钢管，流速在经济流速2m/s左右；减小管路阻力损失，提高系统效率，减小能耗。管路的敷设在条件具备的场合均采用焊接。
2.3 供电节能
各变电所或组合变电站靠近负荷中心，提高了电压质量，减少了电缆数量和线路损失，节省投资，电能损耗少。
在各变电所或组合变电站设电容器补偿装置，提高功率因数，减少线路损耗、变压器铜损等，从而减少了电能损耗。
旋流器入料泵采用变频器调速，保证入料压力的基本恒定的同时，减少了电机的输出功率，使电能损耗最小。
选煤厂单机设备采用660V供电，选煤厂吨煤电耗6.192kWh/t，满足《煤炭工业节能减排工作意见》中要求的洗选原煤单位能耗不高于8kW的要求。
全厂实现集中控制及单机自动化。
2.4主要污染源及污染物排放状况
运河矿井选煤厂采用动筛排矸无压三产品重介分选工艺，生产过程中产生的主要污染物有动筛煤泥水、重介煤泥水、动筛车间内跳汰机及主厂房内脱介筛等机械设备噪声、原煤输送转载产生的煤粉尘、洗煤的副产品动筛矸石和重介矸石。由于动筛车间已经建成，其煤泥水处理、噪声防治、粉尘治理均已经在矿井设计中考虑，本次设计中针对不同的污染物特性分别采取有效的处理和利用措施。
。
2.5各污染源的治理措施与治理效果
（1）煤尘防治
在原煤仓下给料点、主厂房内落煤点等产尘点分别设置喷雾洒水喷头和自动喷雾控制器，根据煤尘大小调整喷雾洒水装置洒水量，控制作业场所粉尘浓度达到国家卫生标准的要求。
（2）为避免初期堆放矸石产生扬尘对地面的影响，煤泥卸载点、矸石周转场周围按照有关要求建设挡渣围墙，四周布设喷雾洒水装置降低扬尘产生。
采取以上措施后，估算选煤厂工业场地界外颗粒物浓度小于1mg/Nm3，符合《煤炭工业污染物排放标准》（GB20246-2006）对无组织排放颗粒物限值的规定。
（3）生活污水处理
选煤厂生活污水排水量约6m3/d，排入工业场地排水管网，进入矿井生活污水处理站统一处理。矿井建设有处理规模为1500m3/d的生活污水处理站，采用BAF二级生化处理工艺。设计进水水质为：CODCr：170mg/L， SS：100mg/L；出水水质为：CODC≤20mg/L, SS≤10mg/L。符合《山东省南水北调沿线水污染物排放标准》（山东省地方标准DB37/599-2006）中重点保护区标准。
（4）煤泥水处理
选煤厂排放的废水包括两部分：一是洗煤生产废水包括重介系统煤泥水、地板冲洗水和洗煤溢流水，二是主厂房和办公楼内排放的部分生活污水。选煤厂中各生产环节的冲洗水和重介系统煤泥水回收粗精煤泥后进入煤泥浓缩机浓缩，底流经过压滤机压滤，煤泥作为低热值燃料使用，滤液进入循环水池。选煤厂煤泥水实现一级闭路循环，不外排。当生产出现事故，洗水不能闭路循环时，全厂的事故煤泥水由一台事故浓缩机处理，其底流打入压滤机，滤液流入循环水池。
选煤厂输送机走廊冲洗水经过排水管网收集后先进入煤泥水沉淀池沉淀处理，上清液采用潜污泵提升进入矿井水处理站处理。
（5）噪声污染控制
选煤厂机械设备运转噪声是选煤厂的主要污染源之一。其中主厂房内的机械设备比较集中，噪声源强高，对场区及厂界环境影响较大。设计依据《工业企业噪声控制设计规范》（GBJ87－85）、《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB12348－2008）的要求采取以下的综合治理措施：
（6）隔声措施
在主厂房内设置隔声集中控制室，控制室内采取墙面吸声门窗隔声措施，隔声量为25~30dB(A)，控制室室内噪声级低于70 dB(A)。主厂房脱介筛层强噪声源的值班点设置隔声值班间，值班室内噪声级低于75 dB(A)，保护操作人员的身体健康。
（7）主厂房噪声控制
主厂房内主要噪声设备有脱介筛、各种离心机、各种溜槽、带式输送机等，噪声设备较多，布置分散，噪声控制从主要噪声源入手，首先考虑对各种振动弧形筛和直线振动筛采用减振基础和减振弹簧支座，其次采取隔声和吸声措施。在噪声比较严重的脱介筛层，根据设备布置情况在不影响设备检修的前提下，利用组装隔声板将脱介筛分别隔成相对独立的隔声间，隔声板内表面采用穿孔吸声结构，脱介筛层墙壁敷设吸声结构，减少噪声混响。在离心脱水机周围设置移动式隔声屏障；各种皮带输送机的落料口和驱动电机端采用局部敞开式隔声罩降噪；对各种溜槽噪声处理采用阻尼隔振降噪措施，在溜槽的外壁面上利用高强度粘结剂粘贴复合阻尼材料，其平均隔声量在15 dB(A)左右。主厂房朝向场界侧的门窗采用双层玻璃隔声窗和钢制复合隔声门，以降低主厂房内设备运转噪声对厂界的影响。
经过采取以上综合治理措施后，预计各作业场所将达到《工业企业噪声控制设计规范》(GBJ87-85)中的有关要求，厂界噪声将达到《工业企业厂界环境噪声排放标准》(GB12348-2008)中的2类区标准值要求。
2.6固体废物的综合利用与处理措施
运河矿井选煤厂排出的固体废物主要是重介洗选矸石和煤泥，主厂房重介矸石由胶带输送机运往矸石仓储存，再通过汽车运往矸石周转场存放，由汽车运往矿井开采形成的塌陷区内充填复垦，多余部分运往建材厂用于生产矸石砖。煤泥水系统压滤机排出的煤泥落地晾干外销。
煤矸石的利用包括直接利用和综合利用，直接利用主要是作为路基和塌陷区的充填材料；综合利用主要是用于生产各种建筑材料。选煤厂排矸成分主要为砂岩和泥岩，质软具有较好的可塑性，易于加工粉碎，可以用于生产建材。从国内的矸石利用状况来看，矸石生产建材已有比较成熟的应用经验，因此选煤厂投产后可以根据市场发展情况建设矸石建材生产线，利用国家有关废物资源化方面的优惠政策，生产免烧矸石砖或煤矸石轻骨料水泥砌块，既可以消耗掉一部分矸石又可以提高矿井的经济效益，是综合利用煤矸石资源发展循环经济实现煤炭生产可持续发展的重要途径。
按照《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》（GB18599-2001）中的相关规定，运河选煤厂的矸石属于第Ⅰ类一般工业固体废物。矿井主要开采3煤层，含硫量为0.6%，属于低硫份煤，根据济宁矿区生产实际情况，矸石临时堆积不会产生自燃。为了防止矸石临时堆存产生风蚀扬尘影响周围环境，矿井设计时已考虑在矸石周转场设置高压喷雾降尘设施，定时对矸石堆喷雾洒水防止产生扬尘，矸石堆场按照《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》（GB18599-2001）的规定采取防渗措施和淋溶水收集设施。另外根据运河煤矿和济宁矿业集团科美新型建材有限公司签订的矸石利用协议，科美新型建材有限公司已于2004年1月正式投产，年生产50000万标块煤矸石空心砖，主要用于消耗济宁矿业集团周围几个煤矿的煤矸石，每年可消耗煤矸石约1.50Mt，年消耗运河矿井选煤厂0.24Mt煤矸石用于制作矸石砖，可将选煤厂矸石全部消耗掉。
2.7地面建筑节能
选煤厂的工业建筑，在满足工艺要求的前提下，尽量争取布置为良好朝向，尽量缩小其外墙面积与所包围建筑体积的比值，建筑材料优先选用阻燃性能好的轻质材料，建筑物屋面均采取适当的保温措施，既要达一定的保温隔热效果，又要避免过于保守造成浪费，除工艺有特殊要求之外，设计均采用自然采光、自然通风方式，在这一前提下，外墙开窗面积控制在合理的范围内，适当控制窗墙面积比。门窗选型方面也应注意选用气密性保温性能好的产品。以达到节约能源的目的。
2.8综合利用
运河选煤厂洗选加工的副产品为煤泥和矸石。
煤泥年产量为0.02Mt/a，灰分37.58％；矸石年产量为0.24Mt/a，灰分84.97％。
（1）煤泥的综合利用
煤泥主要供山东济宁运河电厂。该电厂隶属于济宁矿业集团有限公司。
该电厂建在运河煤矿工业场地附近，是一座煤矸石综合利用热电厂，以运河煤矿、霄云煤矿等生产的洗混煤、煤泥、洗矸、脏杂煤等低热值燃料做为电厂燃料。其中运河选煤厂每年生产煤泥全部供该低热值燃料电厂作为燃料。
（2）矸石的综合利用
矸石主要作为新型建材厂原料和充填矿井塌陷区。
选煤厂年产生洗选矸石量为0.24Mt/a，通过矸石上仓输送机进入重介矸石仓内储存，除用于充填塌陷区用于土地复垦，其余部分全部用于矿业集团科美建材厂生产矸石砖综合利用。
生产用水由完善的选煤工艺保证洗水闭路循环不外排。
运河选煤厂排出的固体废物主要是重介矸石和煤泥。
选煤厂排出的矸石由胶带输送机运往矸石仓储存，再通过矿车运往矸石周转场存放，由矿井统一处理。
压滤煤泥落地晾干汽车外销。
3选煤厂节水措施
（1）选煤厂供水根据用水地点的不同要求采用分质分压供水方式，生活给水采用地下水，生产补充水及冲洗水全部采用处理后的矿井井下排水，以节约利用水资源，年节约水量6万m3。煤泥水系统采用闭路循环措施，煤泥经过浓缩机浓缩后进入压滤机处理，滤液循环使用。
（2）主厂房内的卫生洁具均选用符合国家节水标准的节水型卫生洁具，所有水龙头均选用陶瓷片密封水龙头，冲洗水箱选用两段式节水水箱。
（3）选煤厂消防室内外给水系统均采用临时高压制灭火，日常供水采用低压给水系统，保证了能源的有效利用。
4结语
运河煤矿选煤厂通过不断强化节能管理，推动节能减排,共建生态文明,逐步形成节约能源资源和保护生态环境的产业结构、增长方式、消费模式,实现人与自然、经济与环境的和谐相处。不断推广应用节能新技术、新工艺，取得了节能减排的实效，产生了巨大的经济和社会效益。
参考文献
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［7］周宏春，对我国节能减排指标的经济学分析[J]，理论前沿，2007年16期
［8］《一般工业固体废物储存、处置场所污染控制标准》（GB18599-2001）中Ⅰ类一般工业废物标准。
［9］废水执行《山东省南水北调沿线水污染物综合排放标准》DB37/599-2006中的重点保护区标准。
［10］选煤废水排放限值执行《煤炭工业污染物排放标准》（GB20426－2006）中表3标准。
关键词：环网 信息监控系统 中心网络 自动化控制
中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1007-3973(2011)003-046-02
为了实行网络操作，实现集控的目的，把各变电所、主副井、通压风、选煤选矸、主运皮带、瓦斯监测、人员定位、斜巷运输等等各子系统的视频、信号集中到一个平台，既方便职工整体操作、减员增效。也方便领导掌握全局情况、协调调度。制定如下的建设方案。
1、安全生产综合信息监控系统环网
1.1 环网设备布置
地面环网：地面现场工业环网选用MCTP矿用多通道工业以太网设备，在地面工厂布置KCTl2(B)小型MCTP设备和KJF45(C)带分站通讯功能的小型MCTP设备，与机房的MCTP―M汇聚设备构成地面工业环网。
井下环网：井下工业环网选用MCTP矿用多通道工业以太网综合接入器，在井下布置KJJ50B井下现场节点设备，每个节点设备上配置一块数据接口模块和一块以太网接口模块。
1.2 环网技术要求
环网的现场节点设备能将井下的音频信号、视频信号、RS232／RS485和以太网信号转换成光信号通过光缆传输到调度指挥控制中心，调度指挥控制中心的主节点设备再将光信号还原成电话信号、视频信号、RS232／RS485和以太网信号；其中除视频信号为由现场至调度指挥控制中心单向传输外，其余信号均须实现双向传输。
主要接点设备可以由多点组成双纤自愈环，当一处光纤出故障时，系统可以自动倒换。倒换时间不超过50ms。
环网的节点设备之间采用光纤传输方式，两站之间无中继传输距离不小于30公里，节点设备在电导上完全隔离，提高系统的抗电磁干扰和防雷击能力。
环网应具有网络管理功能，可以实现对整个传输网络的统一监控和管理。应能反映出整个网络所承载的各种传输业务的运行状况，包括服务质量和网络的利用率，提供对网络进行调整和升级的量化依据。
环网应能提供足够的带宽和Qos保障，使用于监测、监控系统误码率不应大于10-7。
2、子系统改造及接入
原有各子系统可能不同程度地存在不能完全实现远程控制与自动控制的因素，为此各子系统将首先进行改造，完善其自动控制功能或补充其过程控制接口，子系统改造完成后，统一接入MCTP现场环网。
各子系统的接口根据接口类型直接与MCTP矿用本安型多通道工业以太网综合接入器的以太网口、RS485数据口、电话音频接口、视频接口等进行连接，综合接入器的传输模式是隧道形式、透明传输，不与其它系统产生冲突问题，根本上避免了带宽挤占和数据风暴。保证了传输的实时性、可靠性。通过光纤传输，不受矿井环境恶劣、电磁干扰严重的影响，保证话音和图象质量，彻底根除雷电对井下环境安全的影响。
3、安全生产综合信息监控系统中心网络
安全生产综合信息监控中心网络是一个综合运用计算机技术、自动控制技术和通信技术以及现场生产工艺等来完成关联控制任务，实现多系统全过程控制的中枢控制平台系统。
3.1 安全生产综合信息监控中心网络结构
安全生产综合信息监控中心网络分两部分建设，即信息管理网络和综合自动化网络，综合自动化网络由监控管理层、现场控制层组成。
3.1.1 管理信息网络
管理信息网络基于B／S模式，连接在管理信息网络上的个人终端通过赋予一定权限后，以WEB浏览的方式获得权限以内的数据，对综合自动化系统进行监测。信息管理系统必须能够支持远程登录进行数据存取，方便各级领导远程察看综合自动化系统层的监测画面和数据，安全浏览和掌握矿井的生产状况。信息管理网络的访问工具采用微软的IE浏览器。调度指挥子网接入管理信息网络，便于同相关管理部门进行数据交换且保障网络安全，已建成的矿办公局域网也接入管理信息网络网络。
3.1.2 综合自动化网络
综合自动化网络分为综合控制层、分系统控制层两层网络体系结构建设，实现不同现场总线子系统的可靠传输和形成统一的实时数据平台，保障矿井自动化系统的可靠性。
系统实施后，操作员可在集控中心终端上监视和控制矿井安全状态、生产过程，完成对全矿安全、生产及相关环节的“五遥”(即遥测、遥控、遥调、遥信和遥视)，实现矿井的综合自动化。
(1)综合控制层综合控制层完成控制系统综合信息集成、操作和监控全矿的生产和安全。连接监控操作层各个子系统，操控和监视每个子系统的正常运行。连接信息管理层，将监控操作层子系统的全部数据和其他相关数据、图形、报表，经网间单向传送到信息管理层，为信息管理层的提供基础数据。
综含控制层监测人机界面统一采用HMI Web方式。
综合控制层控制人机界面采用C／S模式HMI。
(2)分系统控制层
分系统控制层完成各控制子系统监控操作，连接现场控制层各个子系统及相关音频、视频设备，操控和监视各个子系统的正常运行。连接监控管理层，将现场控制层的各个子系统和其他相关数据、图形、报表，传送到监控管理层。
分系统控制层监测入机界面统一采用HMI Web方式。
分系统控制层控制入机界面采用C／S模式HMI。已建成的矿安全监控系统网络接入综合控制层网络。
3.2 安全生产综合信息监控中心网络布置
信息管理层：布置1台交换机作为全矿网络平台的核心交换机，1台交换机构成调度指挥网络；1台交换机供办公使用；在核心交换机与外网络相连的防火墙上再连接一个交换机用做服务器集群的建设。
在全矿的服务器网络上由两台服务器组成WEB数据库和WEB实时服务器，进行信息。1台视频数据服务器专供视频数据的存贮与调用。另外布置1台文件服务器供矿上进一步使用。
管理信息网络同时安装关系数据库及工业实时数据库，保证监控数据在信息管理层的实时性。
综合自动化网络：采用双机双网模式，布置2台交换机构建综合自动化网络层，在控制层两台服务器和一个磁盘阵列组成互为热备的实时数据库、管控服务器系统，2台服务器及磁盘阵列组成服务器集群，保证系统运行的互备和冗余。
同时，为了保证综合自动化网络与接入的安全监测子网的安全，在安全监测子网接入到综合自动化网络之间放置一台硬件防火墙，保证两个网络之间的安全性。
4、安全生产综合信息监控中心视频信号处理系统整体结构
摄像头采集到的视频信号通过环网视频业务模块传输到机房后经过视频信号处理系统处理后再送到视频显示系统。视频信号到达机房后经过字符发生器进行画面信息的注释，通过视频分配器对信号进行2路分配，其中一路直接到达硬盘录像机进行画面的存储，另外一路经过画面分割器进行画面的组合然后到达视频切换矩阵，通过矩阼对各路视频信号进行切换控制，并将输出送到显示系统。
5、工业电视设备
地面视频传输全部采用视频光端机通过光缆传输回监控中心机房，井下视频利用“三网合一”中的视频传输通道，部分距离较远的采用光传输方式到MCTP节点设备，再视频通过井下光环网传输回地面监控中心机房。
监控系统的两大功能，即现场实时监控和监控录像回放，同时，满足视频画面的实时网络，保证在矿信息管理网内的用户在得到授权情况下，能够实时查看视频画面图象。
参考文献：
[1]矿井安全生产综合信息监控系统按照最新版国家标准(GB)和行业标准执行[S].
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