翟振華

（陽泉煤業(yè)集團(tuán)和順新大地煤業(yè)有限公司，山西 陽泉 045000）

引言

目前，我國綜合機(jī)械化開采工藝已經(jīng)取得較大的發(fā)展，綜采工作面的單產(chǎn)也有了很大的突破，很多高產(chǎn)礦井設(shè)一個綜采隊，布置一個綜采工作面就可達(dá)產(chǎn)。綜采工作面單產(chǎn)產(chǎn)量直接影響著礦井的經(jīng)濟(jì)效益。然而綜采工作面單產(chǎn)產(chǎn)量是一個多因素共同作用的復(fù)雜工程系統(tǒng)，除受本身礦井水文、地質(zhì)條件等因素外，綜采機(jī)電設(shè)備以及管理等因素對單產(chǎn)產(chǎn)量的也有很大影響［1］。

根據(jù)綜采隊單產(chǎn)產(chǎn)量多因素定性分析與定量分析相結(jié)合、多目標(biāo)決策的特征，本文采用AHP模型，層次結(jié)構(gòu)分析法對影響綜采工作面單產(chǎn)影響因素進(jìn)行分析，驗證了綜采設(shè)備各項性能指標(biāo)，采煤機(jī)截割能力、液壓支架移架速度是影響工作面單產(chǎn)產(chǎn)量的主要因素。之后，從機(jī)電事故的安全防范以及機(jī)電設(shè)備集約化管理兩個方面，分析了現(xiàn)代化礦井過程中，加強(qiáng)機(jī)電設(shè)備安全防范和實現(xiàn)機(jī)電設(shè)備集約化管理的途徑。

1 機(jī)電設(shè)備對綜采產(chǎn)量的影響分析

1.1 影響因素

AHP首先是將確定影響目標(biāo)的各因素，各因素應(yīng)該具有全面性、細(xì)化性的特點。然后是構(gòu)造層次模型，將之前得到的各因素按層級進(jìn)行歸類。其次，構(gòu)造比較矩陣，按照各個因素的重要性，進(jìn)行比較。之后，構(gòu)造檢驗矩陣對比較矩陣進(jìn)行一次性檢驗，檢驗合格后，確定最底層因素的相對權(quán)重。最后，通過確定的最底層因素的權(quán)重，通過計算得到判斷矩陣［2－5］。

綜采工作面單產(chǎn)影響因素分析，主要從開采機(jī)械設(shè)備、水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)參數(shù)、工作面管理狀況等方面來確定評價對象因素。分層后各層指標(biāo)如下：開采機(jī)械設(shè)備：采煤機(jī)截割（牽引）能力、液壓支架移架速度、輸送機(jī)輸送能力；水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)：工作面采高、工作面傾角、工作面長度、煤層硬度、煤層厚度；工作面管理狀況：各工序的配合、人員分配、人員操作熟練程度；其他因素：設(shè)備故障、煤壁片幫、頂板冒落［6］。

1.2 構(gòu)造層次模型

建立分層次的綜采工作面單產(chǎn)影響程度模型，該框架圖共分為3個層，如下頁圖1所示。

1.3 模型結(jié)果

經(jīng)層次分析模型運算，確定了各因素對工作面單產(chǎn)權(quán)重的大?。ㄒ姳?）。

表1 因素權(quán)重排序表

圖1 框架圖

通過表1可以看出，在井下綜采工作面開采過程中，采煤機(jī)截割能力、液壓支架移架速度對綜采工作面單產(chǎn)的影響較大。

采煤機(jī)截割能力、液壓支架移架速度以及輸送機(jī)輸送能力是制約綜采工作面單產(chǎn)的主要因素，對綜采面單產(chǎn)影響權(quán)重超過50%。提高開機(jī)率和液壓支架移架速度可以在很大程度上提高綜采工作面單產(chǎn)產(chǎn)量?？梢姡?dāng)前以綜采裝備為代表的機(jī)電設(shè)備升級對提高煤礦生產(chǎn)效率有著極其重要的作用。

2 機(jī)電事故的安全防范

機(jī)電事故是指機(jī)電設(shè)備運輸、設(shè)備運轉(zhuǎn)過程中以及輸電網(wǎng)、架空線發(fā)生的觸電事故，是多發(fā)的一類。2005～2010年在煤礦頂板、瓦斯、水災(zāi)、運輸、機(jī)電、爆破事故中，機(jī)電設(shè)備死亡人數(shù)占總?cè)藬?shù)的13.7%，占第5位［7］。其中機(jī)電設(shè)備事故中，又以機(jī)電設(shè)備引發(fā)的瓦斯爆炸事故最為嚴(yán)重。

1）瓦斯爆炸三因素。瓦斯爆炸必備的三個條件，瓦斯?jié)舛龋?%～16%）、引爆溫度（650～750 ℃）、必要的氧氣含量。在采掘工作空間，氧氣作為工人呼吸必備的一個條件存在，因此，控制防止瓦斯爆炸就是控制其他兩個條件，井下高溫?zé)嵩磁c瓦斯?jié)舛取?/p>

如果采煤工作面、掘進(jìn)工作面有微風(fēng)，以及高瓦斯礦井尾巷瓦斯容易積聚，機(jī)電設(shè)備線路絕緣層老化較易引發(fā)瓦斯爆炸事故。另外，在高瓦斯礦井，需要采取區(qū)域防突措施，井下鋪設(shè)的瓦斯抽采管路就是一個瓦斯通道、瓦斯容庫。如果瓦斯抽放管路密閉不嚴(yán)，有瓦斯泄漏，而附近又有機(jī)電設(shè)備局部發(fā)熱或是電源線路短路，就容易引發(fā)爆炸。

2）案例分析。較為典型的一起由機(jī)電設(shè)備引發(fā)的瓦斯爆炸事故是2009年2月22日2時20分山西焦煤集團(tuán)西山煤電公司屯蘭礦發(fā)生的特別重大瓦斯爆炸事故。事故共造成78人死亡，114人受傷（其中重傷5人）的嚴(yán)重后果，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)到2 386.94萬元。

12304工作面采用皮帶巷與軌道巷進(jìn)風(fēng)，尾巷回風(fēng)，即“二進(jìn)一回”的通風(fēng)方式。事故發(fā)生時，1號聯(lián)絡(luò)巷處有兩部2×30kw 局部通風(fēng)機(jī)和4臺風(fēng)機(jī)，向工作面尾巷14 號聯(lián)絡(luò)巷密閉施工點供風(fēng)。在1號聯(lián)絡(luò)巷靠尾巷側(cè)約6m 處設(shè)一料石密閉墻，密閉墻上設(shè)有一個調(diào)節(jié)風(fēng)窗（如圖2所示）。

圖2 工作面1號聯(lián)絡(luò)巷位置

事故調(diào)查組經(jīng)分析認(rèn)定，事故發(fā)生的直接原因：1號聯(lián)絡(luò)巷處于微風(fēng)或無風(fēng)狀態(tài)，造成瓦斯局部瓦斯積聚并達(dá)到了爆炸濃度，位于聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)的背風(fēng)側(cè)的風(fēng)機(jī)開關(guān)失爆產(chǎn)生火花引爆瓦斯。隨后局部的爆炸破壞了瓦斯抽放管路，導(dǎo)致管路內(nèi)瓦斯參與爆炸并沿瓦斯抽放管路傳爆。

經(jīng)現(xiàn)場勘查發(fā)現(xiàn)，12403工作面1號聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)的風(fēng)機(jī)開關(guān)負(fù)荷接線腔接線柱有明顯放電和過火痕跡，隔爆面有從接線腔內(nèi)爆炸生成物和高溫高壓氣體向外噴射的痕跡，電纜外護(hù)套在電纜引入裝置壓線板外爆裂，內(nèi)部芯線沖出電纜外護(hù)套，電纜外護(hù)套無其他外力作用痕跡。

3）教訓(xùn)總結(jié)。1號聯(lián)絡(luò)巷為傾斜巷道，開關(guān)放在聯(lián)絡(luò)巷的背風(fēng)側(cè)，是瓦斯易積聚區(qū)。國家明令淘汰的產(chǎn)品、不合格產(chǎn)品要立即淘汰，堅決杜絕井下失爆。提高安全管理精細(xì)化水平。另外，應(yīng)嚴(yán)格按照《煤礦安全規(guī)程》，執(zhí)行將電纜應(yīng)與瓦斯抽放管路分掛巷道兩側(cè)的規(guī)定。

3 機(jī)電設(shè)備集約化管理的途徑

煤礦裝備的集成化、自動化，一方面為提高生產(chǎn)效率提供了充實的保證，另一方面高效生產(chǎn)還需要高素質(zhì)人員的配備，以及集約化的管理模式。

1）機(jī)電設(shè)備操作人員崗前培訓(xùn)制度。有關(guān)數(shù)據(jù)表明，在煤礦機(jī)電事故中有70%～80%是由于人員操作不當(dāng)引起的［8］。機(jī)電設(shè)備正常運轉(zhuǎn)的前提是操作人員的正確操作，這就要求操作人員工作前，能夠?qū)υO(shè)備各項性能熟悉。

建立職工培訓(xùn)中心，操作人員在地面進(jìn)行模擬操作，進(jìn)行崗前培訓(xùn)，是保證操作人員熟悉設(shè)備的一個有效途徑。工種崗位施行責(zé)任制，特種設(shè)備施行持證上崗制度，也是保證設(shè)備安全正常運行的一個重要途徑。

2）機(jī)電設(shè)備專人負(fù)責(zé)制度。機(jī)電設(shè)備在實際生產(chǎn)工作過程不同時期工況會發(fā)生改變，如果操作人員頻繁調(diào)換，不利于設(shè)備的安全運轉(zhuǎn)和維護(hù)。實施設(shè)備專人負(fù)責(zé)制度，可以很大程度上使得操作人員對機(jī)器更有適應(yīng)能力。使設(shè)備經(jīng)常處于最佳的工況區(qū)間運轉(zhuǎn)。

3）機(jī)電設(shè)備定期檢查維護(hù)、更換制度。井下環(huán)境不同于地面，設(shè)備在不同的工作環(huán)境，故障率以及壽命都有可能不同。因此，對井下機(jī)電設(shè)備進(jìn)行定期檢查維護(hù)就顯得尤為重要。一方面，定期檢查可以及時掌握井下設(shè)備狀況，延長設(shè)備壽命。另一方面，可以及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備問題，對隱患進(jìn)行排除。之外，對收集的機(jī)電問題，可以記錄表單，有利于以后設(shè)備選用，使地面維修以及井下設(shè)備的保養(yǎng)工作更有針對性和有效性。

4 結(jié)語

當(dāng)前以綜采裝備為代表的機(jī)電設(shè)備升級對提高煤礦生產(chǎn)效率有著極其重要的作用。一方面，依靠提升裝備技術(shù)水平，配合先進(jìn)生產(chǎn)工藝是提高煤炭企業(yè)競爭力和盈利能力的根本途徑。另一方面，現(xiàn)代化礦井建設(shè)離不開完善的制度和先進(jìn)的管理水平。此外，提高生產(chǎn)效率的前提是安全，只有在機(jī)電管理具體細(xì)節(jié)方面不放過一絲漏洞和緊抓薄弱環(huán)節(jié)，才能保證安全高效生產(chǎn)。

［1］嚴(yán)正方，徐東來.綜采工作面高產(chǎn)途徑探討［J］.1993，9（12）：74－82.

［2］許柏樹.層次分析法原理［M］.天津：天津大學(xué)出版社，1988.

［3］揚揚，馮乃琦，余珍友，等.基于層次分析和模糊數(shù)學(xué)的采空區(qū)穩(wěn)定性綜合評價［J］.有色金屬（礦山部分），2008，60（5）：38－39.

［4］王新民，趙彬，張欽禮.基于層次分析法和模糊數(shù)學(xué)的采礦方法選擇［J］.中南大學(xué)（自然科學(xué)版），2008，39（5）：876－878.

［5］虞曉芬，傅玳.多指標(biāo)綜合評價方法綜述［J］.統(tǒng)計與決策，2004，19（11）：119－121

［6］李殿臣，柴連銀，王月星，等.優(yōu)化綜放工藝提高工作面單產(chǎn)［J］.煤炭科技，2008，7（7）：61－63.

［7］孫繼平.工礦自動化［J］.煤礦機(jī)電及運輸事故防治的緊迫性研究，2011，33（4）：48－51.

［8］吳海軍.科技資訊［J］.我國煤礦機(jī)電事故原因分析，2013，10（15）：156－158.