煤矿机电设备安全要点探析

摘要：考虑煤矿生产环境的特殊性，需要严格控制煤矿机电设备的设计制造、质量检测及使用管理。从机械安全、配套部件、防爆安全三个主要方面的安全要点入手，着重分析了噪声控制、强度控制、配套部件选型、防爆性能等方面的煤矿机电设备安全性能要求，望对煤矿机电设备管理有所借鉴。

关键词：煤矿机电设备；安全要点；机械安全；防爆安全

随着国内采煤技术和机械制造技术的不断进步，采煤工艺和采煤装备得到长足的发展，煤矿机械化生产普及程度进一步提升。据不完全统计，全国煤矿企业机械化生产程度已经超过82%，这一数字在大型煤矿生产企业更高。煤矿机械化进程的不断推进，大幅度降低了从业人员劳动强度，提升了煤矿生产效率，有力保障了煤矿生产的安全进行。但由于煤矿生产行业的特殊性，其开采环境阴暗潮湿、空间狭窄且具有一定的潜在爆炸性，煤矿生产对于机电设备安全使用有着较高的要求。

1煤矿机电设备机械安全要点

1.1噪声安全要求。在允许范围之内，人体可承受一定的噪声伤害，但如若长时间连续受到高强度噪声，将对人体造成较大的伤害。而煤矿机电设备运转必然会产生噪声，其在密闭空间内的噪声污染更为突出。《煤矿安全规程》中，对于作业人员噪声接触时间和强度有明确规定，连续接触噪声时间在8h以上的，噪声应控制在85dB（A）以内；连续接触噪声不超过8h的，可视情况减少接触时间和控制噪声声级。然而，由于井下机电设备生产功率的不断增加，同时多个设备运转过程中的噪声叠加，使得井下作业人员接触噪声声级普遍超过85dB（A），因此在应用此类设备的过程中应加强对相关作业人员的噪声防护[1]。1.2强度安全要求。煤矿机电设备运行功率往往较大，其对所使用的零部件强度有着较高的要求，以满足设备运行的需求。关键部位零部件强度除满足其使用要求之外，还应具备一定的富裕系数，以应对特殊情况下设备运行的需求。如用于升降人员的提升机钢丝绳，其强度安全系数应超过9，架空乘人装置钢丝绳安全系数应超过6。然而，在设备选型中会遇到法规标准规定不明确的情况，具体选型中需要结合使用工况选择适宜的计算方法。1.3制动安全要求。制动装置是矿井提升系统的重要设备，是保证运输安全的重要保障。不同产品对于制动有着不同需求，包括制动平稳性、安全可靠性、空行时间等。同时，根据运输需求的不同，制动还可分为工作制动和紧急制动，工作制动是正常运行中的运输制动，而紧急制动是满足提升设备在紧急状况下的制动需求。提升机、无轨胶轮车等都具备2套独立的制动系统。1.4安全保护要求。为保证机电设备的高效安全运行，需要对机电设备运行中的相关参数进行监测，包括设备运行参数及其外部环境参数，如某项参数超过安全允许要求，则应采取相应的保护措施。如采煤工作面和掘进工作面施工时，需要对工作面环境瓦斯体积分数进行监测。环境中瓦斯体积分数超过1%时，监控系统发出相应的警报；瓦斯体积分数超过1.5%时，则应立即停止施工。提升机需要具备过卷、过速、松绳等指示装置，当设备运行出现异常时应立即启动相应的保护功能[2]。1.5安全防护要求。机电设备在运转过程中，存在部分危险部位，如联轴器、驱动轮、传送带等旋转部件和容易产生高温的表面，对于这些部位都应该设置相应的安全防护装置。同时，煤矿生产过程中容易出现煤块或矸石飞溅的情况，应该在相应位置安设防护装置，如在钻车操作位置设置顶棚等，保障作业人员和机电设备的安全。1.6速度（加速度）安全要求。煤矿连续生产过程中，需要对人员、物资、煤、矸石等进行大量的运输。考虑到煤矿井下空间狭窄且地形较为特殊，为保障井下运输环节安全，需要对设备移动速度、旋转速度等予以控制，如胶轮车人员运输速度不得超过25km/h，平巷人车运行速度不得超过4m/s。同时，为保障行人运送的安全，对移动设备加速度也要进行明确规定，如摩擦式提升机在运送人员过程中的加速度不得超过0.75m/s2。1.7润滑系统安全要求。润滑系统是煤矿机电设备正常运行的重要保障，其能起到缓冲、清洁和冷却等作用，能有效保障机械设备的运行效率。因此，在使用煤矿机电设备的过程中，应对其润滑系统进行合理的设计，并进行科学的维护保养，确保润滑介质质量和润滑系统的正常运行。润滑系统出现故障后，机电设备运行效率将会发生下滑，甚至引发不必要的故障事故，如润滑不到位导致轴承失效，进而皮带摩擦阻力增加，引起皮带温度急剧增加，有引燃煤尘的隐患。

2煤矿机电设备配套部件安全要点

煤矿机电设备的正常运行需要多个配套部件的协同作用，其中最为主要的就是配套电缆。配套电缆应根据不同的使用特性予以配备，如采煤机使用MC型号电缆、钻车选用MZ型号电缆。同时，部分往复式机电设备连续要配备卷缆器，并使用专用的橡套电缆。卷缆器功能应满足五方面需求：a)卷缆器中应有电源断开装置，以便操作人员在紧急情况下予以紧急断电，停止设备运行；b)选用的卷缆器配套电缆性能应符合要求，其最小弯曲半径不得超过卷缆器卷轴半径；c)电缆使用过程中自身会发热，卷缆器收卷电缆后温度散发不出去，因此卷缆器卷满电缆后的温度不应超过电缆运行允许标准；d)卷缆器应具备防脱缆能力，卷轴没有电缆时应自动切断牵引电机电源；e)具备一定的防过卷能力，当卷缆量超过卷缆器能力标准后应及时切断设备驱动装置电源[3]。

3煤矿机电设备防爆安全要点

3.1电气防爆安全要求。煤矿井下具有潜在爆炸性隐患，《煤矿安全规程》中将其归为Ⅰ类爆炸性环境。因此，煤矿井下在选用电气设备时应注重设备的防爆性能，除了一般电气设备外，井下机电设备及其配套电气部件应进行防爆设计，设计标准应符合相关规定要求，经防爆检验合格后方能获得矿用安全标志。3.2机械防爆安全要求。煤矿机电设备中有相当一部分设备使用了减速器、胶带轮、旋转截割等装置，这些装置在运行过程中处于高速运动状态，极有可能因为碰撞和冲击而产生火花，进而可能引发瓦斯爆炸事故。虽然各设备中都安装了相应的防护装置，但由于都是局部性质的，并不能从根本上解决产生火花的危险。目前，国家对潜在爆炸性环境下的电气设备和非电气设备都制定了相应的标准，以指导煤矿机电设备的设计和检验。如井下设备外露合金部件的金属含量，Al、Mg、Ti、Zr4种元素的总含量应控制在15%以内，同时Mg、Ti、Zr3种元素的总含量不得超过7.5%。3.3表面温度安全要求。机电设备在连续长时间运行之后，其内部温度将会增加，并最终传导至设备表面。设备表面温度增长至瓦斯或煤尘的引燃点时，将对矿井安全生产非常危险。因此，从某种意义上而言，控制机电设备表面温度也是防爆重要内容。《煤矿安全规程》中，针对不同的情况对于设备表面温度有着明确的规定。如果设备表面有煤尘堆积可能时，其表面温度应控制在150℃以内；当设备表面没有煤尘堆积的可能时，其表面温度应控制在450℃以内；但也应按照不同要求设定安全使用条件[4-5]。

4结语

煤矿井下生产环境较为特殊，且具有潜在爆炸性危险，因此对机电设备管理有着更高的要求。煤矿机电设备安全管理覆盖其整个生命周期，从设计环节到使用维护，各个环节都需要按照安全要点进行管理和检验，确保煤矿机电设备全部符合煤矿使用标准。

参考文献：

［1］董丽娟.常村煤矿后勤机电设备安全管理创新模式［J］.煤，2018，27(8)：65-66.

［2］马晓红.煤矿机电设备安全管理措施分析［J］.内蒙古煤炭经济，2018(9)：86.

［3］方文俊.浅析煤矿电气设备的管理要点［J］.山东煤炭科技，2016(6)：92-93.

［4］郭德峰.煤矿机电设备安全管理及维护的要点［J］.黑龙江科技信息，2015(18)：51.

［5］崔诚.煤矿电气设备管理要点分析［J］.中国高新技术企业，2014(22)：97-98.

作者:李德斌 单位:山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司机电设备处