矿井供电交流材料例1

[DOI]10.13939/ki.zgsc.2015.07.037

1 煤矿物料运输系统现状及存在的主要问题

矿井原有运输系统是各个区队的二级库从供应科一级库提取五天内区队所需物料，二级库管理员负责每天井下所需物料的装车、入井。

原有物料运输系统主要存在以下管理弊端：

（1）运输系统复杂且运输路线长，运输效率低。各单位自己领料、装车、下井，无统一管理机构，无法及时定位矿车所处位置，用车单位有时要每个车场、每辆矿车逐一核对，效率极低；粉笔信息易被涂改，造成运输纠纷或矿车长期占用车场，不能正常周转，影响运输效率。

（2）专职下料员较多，人力资源浪费，劳动效率低。各单位下料员少则配一名，多则数名，主要服务于自己区队，矿井无法有效整合人力资源，造成劳力浪费。

（3）由于物资供应的周期性，各单位担心自己所需材料矿井无法及时供应，各自为政，到供应科超量领取物资，矿井规定最多存放五天使用的物资，个别单位领取十天甚至数月的物资，造成一方面自身物资积压，长期存放会锈蚀变质，另一方面其他单位急需而无法及时供应，无法有效整合矿井物流资源。

2 “一体化”物料运输送系统应用研究

2.1 “一体化”物料运输系统的内涵

针对交接单、矿车票等传统物料配送模式存在的种种不足，矿井借鉴现代物流理念，通过建立专门的物料配送队伍和相关配套措施，利用信息化技术对全矿物料和矿车资源统一配置，提高矿车周转率，降低运营成本，减人提效，更好服务生产一线，从而满足矿井安全生产需要。

2.2 “一体化”物料运输系统的应用

矿井成立了专门的攻关小组，由矿长、书记任组长，副矿长任副组长，相关区队、科室任组员，下设物料配送创新办公室，办公室设在企管科。利用研讨会、现场会、现场模拟、定点试验等多种形式，宣传发动，对物料配送各个环节及井下九个车场、九个工作面逐头逐面分析，对物料装、运、卸管理流程进行优化，提炼出“一体化”物料运输系统，并针对以前物料配送中无统一管理机构的现象，成立了专门的配送中心，全面负责矿井各项物料的分拣、装卸和配送工作。

2.2.1 再造流程

矿井以往的物料配送流程如下：区队有自己专门的下料员，负责每天所需物料的开单、审批、领取、装车；下料员提前一天将料单交给运输队，运输队负责物料下井；物料到达指定地点后，各车场把勾工在矿车单上登记，并通知用车单位接车；用车单位收到通知后，来到车场根据车上字迹找车、倒车，将矿车运至工作面卸车；最后空车归还给附近车场。

矿井针对原流程进行了优化再造，提炼出“一体化”物料运输系统，包括三个主要流程：入井物料配送、升井物料配送、周转物料配送，其中周转物料配送包括周转物料调入使用单位配送，周转物料调入物料周转站配送，物料周转站出库物料配送。

2.2.2 明确物料范围

矿井根据物料特点，明确物料装卸范围，理清各单位管理责任。

配送中心独立装卸的物料：

装：U型钢棚梁、腿，工字钢、道轨、各种型号管子，木柿、木靴、钎川、川杆、道板、劈子、长材料、背寨、竹笆、水泥、沙、石子等喷浆料，连接卡缆、连接板、锚网、钢梯、塑编网、砖、机电设备、工具（含风动工具）、电缆、钢丝绳、H架、油脂、抽放管、钻杆、液压单体柱、风门、加工自制物品等；

卸：U型钢棚梁、腿，工字钢、道轨；各区队升井的废劈子、废道板、废钢网、废钢丝绳短节、废胶带短接、废液压管、废竹笆、废塑编网、管子、机电设备、工具、电缆、钢丝绳、H架、液压单体柱、风门以及各车场提升上来的垃圾、矸石。

配送中心与区队共同装卸的物料：支架、综采运输机部件、采煤机部件、综掘机部件、多级泵、40kW以上的电机以及其他长、宽、高超过（1500mm×800mm×500mm）的物件。

2.2.3 分步实施

初步试行阶段。为54辆卡子车安装定位卡，实现了长材（木材、U型钢、工字钢、轻轨、管子等）的集中配送；井下物料超市投用，小型工具、其他材料由超市集中发放。

全面推进阶段。将337辆矿车全部装上了定位卡，实现了喷浆料（水泥、石子、沙）、木制品（木靴、川杆、道板、劈子、背寨、竹笆）、小支护材料（卡缆、锚网、塑编网、锚杆、锚固剂）的集中配送。

2.2.4 配套措施

为保证“一体化”物料运输系统的顺利实施，矿井采取了一系列配送措施，具体如下：

（1）进一步完善了矿井运输市场运行体系，依据用车单位当月完成的工程量，按照材料定额和装车定额测算矿车服务费作为用车单位的收入；以矿车管理系统自动统计矿车费用作为用车单位的支出，配送中心的收入。按照收入减支出核算各单位运输费结余，节超部分按照50%兑现。

（2）针对装车不满、运力浪费的现象，矿井科学测定了装车定额，为运输费考核提供依据，提升运输安全管理水平，矿井对物料捆绑、装车、固定等做了明确规定。

（3）为提高矿车运转效率，服务好生产一线，矿井对各单位用车时间做了明确规定。

（4）针对运输队矿车供应不及时的现象，矿井引入了理赔概念；针对区队接车、还车不及时的现象，矿井引入了延时费概念。

（5）针对以前物料配送中矿车无法准确定位、信息量大、手工不易统计的现象，矿井与重庆煤科院、矿大微星结合开发了矿车管理信息系统，将定位卡固定在矿车上，实现了网上查询、实时监控，严格考核，结算准确，管理规范。

3 运行效果

通过近一年的运行，“一体化”物料配送模式对矿井经济效益和管理水平的提高起到了明显的推动作用。

（1）优化了运转流程，提高了运输效率。矿车周转率从年初的0.67辆/天提高到1辆/天以上，到12月更是达到了1.31辆/天，提高了95.5%；矿车供应数从年初的5200辆提高到8000辆以上，到12月更是达到了8798辆，提高了69%。

（2）精简人员，优化流程，提高工效，降低运输成本。通过组建配送中心，使从事相关业务的人员从28人减至19人，员工效率提高了1/3，在保证物料正常配送的前提下，一年减少人工成本37.8万元；另外，精简人员、优化流程、提高工效，运输队职工收入水平大幅度提高，项目实施前人均工资水平3325元/月，实施后人均工资水平3894元/月，增加569元/月，提高17.1%。

参考文献：

[1] 申纲领.现代物流管理[M].北京：北京大学出版社，2010.

[2] 李柏祥.我国大型物流企业的发展方向[J].物流技术，2000（6）.

[3] 高更君，黄卫.现代物流中心的货物配送问题[J].南京：东南大学学报，2001（11）：31-6.

[4] 汤希峰，余静.煤炭物流系统体系结构的研究[J].物流技术，2004（10）：16-18.

矿井供电交流材料例2

煤矿井下辅助运输系统主要负责除煤炭资源以外的人员、设备设施、材料等所有矿井生产需要资源的运输，是煤矿生产建设的核心服务保障体系，也是保障矿井安全高效生产的重要因素[1]。随着我国经济的不断发展，构建现代化高产高效智能化矿井已经成为煤矿转型发展的必然道路。为了满足矿井发展需要，井下辅助运输系统就必须进行科学合理的优化，提升辅助运输效率，降低运输设备、人员的消耗，提高辅助运输的智能化、科学化管理水平[2]。古城煤矿是潞安化工集团下属的一座特大型现代化高产高效矿井，核定产能800万t/a，主采山西组3#煤层，采用长壁综采放顶煤采煤方法，综合机械化放顶煤工艺。随着矿井从基建矿井向生产矿井的逐渐转变，矿井生产环境和运输条件等也越来越复杂。为了提高矿井辅助运输效率，降低辅助运输事故的发生，矿井引进了井下北斗精准定位安全管理系统，实现了井下辅助运输的精准定位安全管理，提升了矿井辅助运输的智能化管理水平，为矿井的安全高效生产提供了坚实的核心服务保障体系。

1煤矿井下辅助运输概况

古城煤矿采用斜井、立井混合分区开拓方式。主斜井主要担负矿井煤炭提升任务，兼做进风井和安全出口；副立井井筒净直径8.5m，净断面积56.75m2，井深551m，装备两套提升设备，担负全矿井人员、材料、设备及矸石等辅助提升任务。井下辅助运输系统采用以无轨胶轮车运输为主、+420m井底车场蓄电池电机车运输为辅的运输模式，可满足95%工作面运输要求，部分大倾角、小断面斜巷采用小绞车运输。东翼、南翼人员运输主要采用架空乘人装置，辅以无轨胶轮人车。大型设备经副立井由重型平板车下井后，在井底换装站换装至支架搬运车运至工作面，由重型铲运车协助安装。其他超宽超长设备解体后经副立井由重型平板车装运下井，在井底换装站组装后运至安装地点，其中采煤机中间部采用重型铲运车运至工作面。矿井正常生产时，除零星中型设备及管材等采用平板车下井、在井底换装站由WC1.9E、WCJ5E、WC8E胶轮车换装后运送外，一般捆扎材料、散料、普通设备均采用胶轮车装载乘罐笼下井直接送达。工作面安装时，由于宽罐运输紧张，部分一般设备、材料则需改由轨道平板、材料车装载由窄罐下井，在井底换装至胶轮车运送至使用地点。除此之外，部分长距离顺槽、路况不达标范围使用底皮带运输和手推车倒运等方式辅助运输。人员运输主要以无轨胶轮车和架空乘人装置运输为主。现有井下辅助运输系统虽然能够满足矿井生产对人员、材料、设备等材料的运输需求，但井下辅助运输线路较为复杂，运输材料类型多样，运输线路中生产条件时刻变化，再加上井下环境和巷道空间限制，造成矿井辅助运输系统管理不到位，严重制约了矿井安全高效生产。

2古城井下北斗精准定位安全管理系统

井下北斗精准定位安全管理系统，基于井下北斗精准定位平台，由传统区域定位提升为精准的时空定位，可有效在信号遮挡、衰减、干扰等条件下，实现多维精准定位功能，可为矿井人员、材料、设备、车辆等提供实时精准定位，是实施智能化矿井建设的关键技术。系统定位精度可达一维20cm，精度高；系统可用于井下各种工作环境，实现井下工作区域信号的全覆盖，井下移动目标全程、实时、连续、精确的定位跟踪，定位稳定，实时性强；红绿灯能根据附近车辆的行驶状况自动变化，确保不会有多台车辆同时进入路口，同时可灵活设置通行权限，自动化程度高；具有系统闯红灯告警、超速告警等实时提醒功能，保障我部对违章行为的有效监控，且具备最高级，无法修改；具有强大的计划和统计功能，便于我部日常管理工作的电子化。古城井下北斗精准定位安全管理系统分为地面系统和井下系统：（1）地面系统包括软件和硬件。硬件部分地面包含有两台dellR430服务器（可实现双机设备）、一台交换机、一台KVW，都安装于自动化机房。四台pc客户端分别放置在运输调度、运输值班等位置，并配置4台扫描、打印、复印一体机，便于报表打印。选用KJ490井下北斗精准定位车辆管理系统，搭配井下北斗精准定位引擎，井下北斗高精度地图管理系统实现精准定位安全管理功能。（2）井下主要设备包括车辆KJ464-F1矿用本安型读卡分站、KJ490-K(A)矿用本安型车辆识别卡、KZC30/21矿用浇封兼本质安全型电源转换器、DHS18LX矿用本安型信号灯及控制器、KDW660/18B矿用隔爆兼本安型直流稳压电源、PH-12矿用本安型显示器。分站总数安装38套，覆盖井下四个区域：副井底+420m车场、东翼辅运大巷、南翼辅运大巷、桃园井底+312m车场。信号灯安装42台，覆盖22个路口。井下人员乘车点安装了2台LED显示屏，显示安全警示标语及北京时间。车辆定位卡安装了51辆车，实现井下矿属无轨胶轮车、蓄电池电机车全覆盖。

3井下北斗精准定位安全管理系统的功能实现

3.1井下北斗高精度地图管理功能

井下北斗高精度地图管理功能用于井下高精度地图的生成和管理，且地图精度可以达到厘米级别。系统支持空间数据库管理，具备AutoCAD数据入库能力，直接从CAD软件系统中生成定位地图，基于CAD软件平台可以进行地图的点（POI）、线（路线）、面（区域）矢量编辑；支持对POI的增删改查以及属性的定义和修改，支持地图中距离量测和面积量测；通过地图可以以某个点为中心，查找附近n米以内的某类型对象，实现车缓冲区分析；除此之外，地图管理功能支持网络客户端无插件矿井下三维精细场景展示、三维场景车卡定位以及二三维网络地图一体化展示等。

3.2井下北斗精准定位车辆管理基础功能

井下北斗精准定位车辆管理基础功能主要包括精准定位功能、数据报表打印、防误操作、权限管理、授权功能、设备部署、设备显示、分站调整、实时报警功能、网络通信功能、故障自动切换、自诊断、备用电源、误码率和可用性等多项功能。系统可以实现对运行车辆的三维20cm精准定位，对车辆无线监测高精度位置、运行方向等参数，为井下交通控制提供基础数据。系统显示了辅助运输系统中信号灯、读卡分站、通讯分站、电源、传输接口和电缆等设备的设备名称、相对位置和运行状态等，并随矿巷道拓展情况底图更新显示图，并且能够根据矿图更新和部署调整，对分站进行调整和增删。系统根据不同用户配置了不同的管理权限，实现系统的人工干预功能。当巷道内出现某种非正常运行状态，系统管理软件会实时声光报警，通过网络通信功能实现与各级主管部门之间的相关信息共享，并通过授权功能实现对辅助运输系统的人工干预。系统平均故障间隔时间≥50000h，平均修复故障时间≤1h，可以通过自诊断功能对系统运行情况进行检测和诊断，当系统分站、标示卡、传输接口等发生故障时，系统会自动报警并记录故障时间和设备，并且实现故障自动切换。

3.3井下北斗精准定位车辆管理重点业务功能

井下北斗精准定位车辆管理系统重点业务功能包括车辆管理、车辆标识卡管理、标识卡电池管理、车辆实时状态监测、位置查询、实时跟踪、轨迹记录、活动轨迹查询、轨迹回放、交通信号灯自动控制和人工控制、堆放闯红灯提示、车辆违章监控、系统能允许车辆在某一位置长时间停留、运输电子化派单、司机排班、车辆维修保养记录、自动提醒、数据报表和运行参数设置等功能。系统实现了对辅助运输车辆派发、车辆轨迹跟踪查询和记录、车辆运行状态、辅助运输交通管制、车辆违章监控和报警、车辆设备的稳定和维修保养、车辆运营及数据报表打印等功能，真正实现车辆的实时动态定位监测，以及对辅助运输系统的实时管理和调控。

4系统运行总体情况

古城煤矿井下北斗精准定位安全管理系统调试运行以来，系统总体运行情况良好。井下设备运行稳定，相关红绿灯交通控制功能完善，辅助运输系统未出现因系统自身原因造成的运输故障，有力保障了井下运输车辆的有序运行和辅助运输系统的高效运转。但在系统运行过程中，存在一定的不足：（1）目前车辆识别卡不能双供电，电池充电不方便，纯电池不间断供电仅能维持3d，现只能从车辆电源箱内取电直供直流电源，熄火断电后系统记录停电位置；（2）目前井下安装的LED大屏尚未集成到系统软件里，只能使用独立软件设置显示静态内容，无法与车辆定位安全管理系统实现自动更新。

【参考文献】

矿井供电交流材料例3

中图分类号：C35文献标识码： A

前言

矿井水平大巷运输是煤炭生产过程中必不可少的重要生产环节，它主要担负着矿井生产所必需的材料、设备以及井下工作人员的运输，是矿井生产的“动脉”与“咽喉”。在我国水平大巷长距离运输的主要方式是由机车牵引一组矿车在轨道上往返周期性地运送物料及人员。传统的大巷辅助运输为架线电机车牵引矿车或人行车运送物料和人员。架线电机车原理简单，维护方便，并且运输能力较大，运行速度较高，用电效率高，整体的运输成本较低，在我国煤矿井下应用最为广泛。但是，架线电机车需安装整流和架线设施，设备设施及架线的投入及维修费用较大；并且集电弓与架线之间容易产生火花，轨道回流存在杂散电流危害，人员在架线下行走或施工存在重大的安全隐患。为消除架线电机车运输方式存在的各类安全隐患，新矿集团协庄煤矿先后取消了井下架线电机车及供电网路及设备，投入使用蓄电池式电机车，彻底消除了触电安全隐患及杂散电流的危害，并减少了架空线及架空线日常维修费用。

1、协庄煤矿大巷运输简介

协庄煤矿是年产200余万吨的国有大型煤矿企业，该矿井下有三条水平大巷分别为：-300水平大巷2500米、-550水平大巷2500米和-850水平大巷2800米；三条大巷分别担负着本水平所有物料、设备和人员的运输任务。随着矿井机械化水平的不断提高，矿井开采水平的不断提升，原有的架线电机车不能满足现有的生产需要，为此该矿投入使用了蓄电池机车代替架线电机车，将三个水平大巷建设成为快速、灵活、高效的运输通道，提高了矿井的生产效率。

2、蓄电池电机车简介

该矿使用的蓄电池电机车机车车体采用Q235碳素结构钢厚板焊接。整体性好、强度高、不易变形。车架箱体的两端固定着缓冲连接器，在车架箱体内部有二个中间隔板，用以布置司机室、电机室和电器室。采用DXT―140（A）型防爆特殊型电源装置供电，电源输出额定电压为140V，额定容量为440Ah；电流通过隔爆插销连接器供给隔爆变频调速器，经变频调速器主回路逆变成三相交流输出。DTC隔爆变频调速器一拖二，拖动二个隔爆三相异步电动机。DC140V逆变成AC100V供给两个AC100V15kW的隔爆型三相异步牵引电动机。机车的二条轮轴均为主动轮轴，控制方式为变频调速。配套生产的KBPT-44/192Z隔爆型变频调速器在机车上实现交流牵引。变频调速器为逆变、变频、司控一体化，采用DTC零转速满转矩的直接转矩控制技术。进口的全套控制电路可以满足机车低速启动时的最大牵引力。机车的牵引电动机参数以及最大速度限制由键盘输入、设定。双司机室机车增加一个司控器。两个司控器各增加一个干簧管做电气闭锁接点，复位按钮并接。机车照明前后各一个隔爆型子母灯，子母灯由变频调速器供给DC24V电，通过一个隔爆主令开关控制转换，实现机车行进方向照明，后边红尾灯亮警示。双司机室机车副司机室增加一个主令开关，两个主令开关并接。机车警示音响为一个DC24V浇封兼本安电笛，用一个隔爆按钮控制。双司机室机车副司机室增加一个隔爆按钮与主司机室隔爆按钮并接。

3、阀控铅酸蓄电池的应用

由于是长距离的大巷运输，原使用的铅酸蓄电池不同程度的出现了电池容量下降，消耗电解液和蒸馏水量大，寿命短的缺点，给大巷电瓶车运行带来了很多不便，并且，随着铅酸蓄电池的日益老化，无形间增加了两水平充电工作量，并制约电瓶车运输能力。为解决此类问题，该矿投入了阀控式蓄电池，改善了原有铅酸蓄电池的一些弊端，取得了良好的效果。原有铅酸蓄电池充放电时,两极活性物质随着体积的变化而反复膨胀与收缩。两极活性物质中，阴极板之海绵状铅的结合力较强，而阳极板之过氧化铅的结合力弱，因而在充放电之际，会徐徐脱落，此即为铅蓄电池寿命受到限制的原因。老式铅酸蓄电池特点：充电末期水会分解为氢，氧气体析出，需经常加酸、加水，维护工作繁重；气体溢出时携带酸雾，腐蚀周围设备，并污染环境，危害充电工的身体健康。阀控铅酸蓄电池的设计原理是把所需份量的电解液注入极板和隔板中，没有游离的电解液，通过负极板潮湿来提高吸收氧的能力，为防止电解液减少把蓄电池密封，故阀控式铅酸蓄电池又称“贫液电池”。阀控式蓄电池特点：电池为密封结构，不会漏酸，也不会排酸雾，电池盖子上设有单向排气阀(也叫安全阀)，该阀的作用是当电池内部气体量超过一定值(通常用气压值表示)，即当电池内部气压升高到一定值时，排气阀自动打开，排出气体，然后自动关阀，防止空气进入电池内部。使用期间不用加酸加水维护。

4、蓄电池电机车使用后减少架线及供电设备费用计算

4.1敷设架线所需材料费用

协庄煤矿三水平大巷共敷设架线共7800米（其中单轨6000米，双轨1800米）。架空线每5米为一处吊挂点，共6000米/5米/个+（1800米/5米/个）×2=1920个吊挂点，1920个吊挂点需材料为：双线卡1920个、吊线器1920个、绝缘子3840个、花篮螺丝1920个、横拉线9600米。相关材料参数（架线重量：0.89公斤/米；架线单价： 81.12元/公斤；双线卡：4.1元/个；吊线器：13元/个；绝缘子6元/个；花篮螺丝13.09元/个；横拉线3.6元/米）相关材料参数（架线重量：0.89公斤/米；架线单价： 81.12元/公斤；双线卡：4.1元/个；吊线器：13元/个；绝缘子6元/个；花篮螺丝13.09元/个；横拉线3.6元/米）

4.1.1牵引网路系统费用（单轨6000米，双轨1800米）

架空线费用为0.89公斤/米×（6000米+1800×2米）×81.12元/公斤＝69.3万元。

其他配件费用：

1920×4.1+1920×13+3840×6+1920×13.09+9600×3.6=11.52万元

牵引网路系统费用：69.3万元+11.52万元=80.82万元

4.1.2架线每年日常维修费用为8.64万元。

4.1.3硅整流柜、变压器、供电线路等费用约76.8万元。

减少架线及供电设备费用：69.3＋11.52＋8.64+76.8＝166.26万元

结束语

矿井供电交流材料例4

伴随着市场经济的发展以及我国加入WTO，我国企业面临着前所未有的竞争和压力，为了在激烈的市场竞争中求得生存和获得竞争优势，我国企业积极通过企业信息化的手段来提高企业的管理水平，提高自己的社会影响力，降低管理成本。随着Internet在人们生活中的普及应用,以及电子商务技术的发展，很多企业积极建立自己的电子交易平台，通过电子交易来完成自己与外部供应商及客户之间的交易活动。

进入21世纪以来，我国以西山、神华、大同等为代表的一批资源条件好、规模大，有一定影响力的煤炭主体，以资本为纽带，通过兼并、联合、重组，组建了跨地区经营、主业突出、实力雄厚、核心竞争力强的大型煤炭企业集团，成为我国21世纪参与全球煤炭企业市场竞争的主体企业。同时，为了规范煤炭企业的生产管理秩序和保护自然环境，国家出台了一系列针对中小煤炭企业开采的管理措施，这一切都加剧了我国中小煤炭企业参与市场竞争的压力。

一、中小煤炭企业市场竞争力薄弱的原因分析

在市场竞争环境下，与国有煤业集团相比，我国中小煤炭企业具有很大的劣势，其主要体现在：

1.规模小，社会影响力差。煤炭企业属于基础性能源产业，长期以来，我国煤业集团形成了固定的原材料采购渠道和煤产品销售渠道，在社会生产、生活中占有举足轻重的地位，与大的原材料供应商和煤产品客户建有长期的、相对固定的买卖关系。而我国的中小煤炭企业由于规模小，产量有限，开采时间短，资金有限等原因，在社会上没有相对固定的供应商和客户，社会影响力相对较差。

2.生产管理水平落后，生产资源浪费严重。我国煤业集团由于资金雄厚，建矿时间长，拥有一批有经验的企业管理人才和技术人才，矿井有现代化的生产设备，企业机构设置合理有效，煤炭生产能在经济有效的环境下进行。而我国中小煤炭企业由于建矿时间短，规模小，很难留住高素质的管理人才和技术人才，矿井经常没有稳定的管理团队和技术团队，矿井机构建设灵活，生产设备落后，煤炭生产秩序较差，造成人力、物力和财大的很大浪费。

3.企业物流业管理水平落后。煤业集团由于资金雄厚，建矿时间长，在长期的原材料采购以及煤产品销售过程中形成了合理、高效的供应链路，企业物流产业化，大大节约了企业的营销费用。而中小煤炭企业由于资金力量薄弱，建矿时间相对较短，没有固定的采购和销售模式，原材料的采购和煤产品的销售随意性很大，没有形成合理的供应链和良好的物流环境，造成了企业资金和人力的浪费，影响了企业的声誉。

4.信息化程度低。目前，我国煤业集团几乎都建有自己的局域网络，而且通过专线接入了互联网，在煤业集团下属生产矿井建有生产监测系统、财务管理系统、物资管理系统等计算机应用软件，有些煤业集团已经开始通过互联网自己的营销信息，开始尝试借助互联网来实现企业电子商务交易活动。而我国中小煤炭企业由于资金有限，技术人员欠缺，管理水平低，导致信息化建设程度很低，中小煤炭企业很少有组建自己矿井局域网的，也很少有矿井使用计算机管理信息系统来实现矿井管理的，计算机只是企业用来打字、制表的工具，没有与当前企业管理信息化的环境很好地接轨。

我国中小煤炭企业要想在市场竞争的大环境中提高自己的竞争力，就必须提高自己的管理水平，节约成本，借助信息化手段，走科技兴企的新路子。

二、中小煤炭企业电子交易平台构建分析

从目前我国中小煤炭企业的现状来看，要短时间内实现企业内部的信息化明显是不现实的，但由于煤炭企业属于地下开采业，其产品有区别于其他企业的特性，事实上我国的中小煤炭企业是以地理位置相对集中的煤炭企业群 的形式存在的，所以可以考虑在不涉及各中小煤炭企业管理机构变动的情况下实现煤炭企业群整体某一工作流程的信息化。

如果在这一煤炭企业群建立一个电子交易平台，各中小煤炭企业的原材料采购，以及煤产品的销售就可以通过这一电子交易平台来实现。由于各中小煤炭企业职工文化素质较低，信息管理人员相对紧缺，可以考虑在中小煤炭企业群成立一个信息管理中心，由这一信息管理中心来维护这一电子交易平台。为了有效地对各中小煤炭企业的原材料需求及煤产品的销售信息进行管理，各企业需要配备一台电脑，并通过Internet与信息管理中心的电子交易平台相连，同时由信息管理中心给各中小煤炭企业设一名信息管理员，各企业的信息管理员负责使用各企业的电脑通过Internet向信息管理中心的电子交易平台各企业原材料及煤产品的营销信息。这样外部原材料供应商和煤产品需求客户可以通过这一电子交易平台及时地了解该中小煤炭企业群内各企业的营销信息。

通过以上分析，在中小煤炭企业群中搭建的电子交易平台物理环境将包括:各企业用于营销信息的电脑,信息管理中心用于搭建电子交易平台的服务器阵列、交换机、路由器、防火墙等,以及其他所有可能用到的硬件设备。其物理结构图如图1所示。

由于中小煤炭企业员工文化素质相对比较低，现行网络安全隐患很多而针对网络安全的防范措施不利，所以在中小煤炭企业群所建立的电子交易平台可以采用企业与供应商或客户之间通过网上签订合同，网下付款的方式来实现整个交易过程。

为了有效地对中小煤炭企业群内各煤炭企业进行管理，各企业需要通过Internet在信息管理中心所搭建的电子交易平台进行注册，由信息管理中心给各企业分配的信息管理员以会员的身份登录电子交易平台以对本企业的营销信息完成、修改、删除等工作。信息管理中心有关人员对电子交易平台的整体布局进行维护。在中小煤炭企业群建立电子交易平台将会大大提高中小煤炭企业的核心竞争力，主要表现在：

1.简化与供应商和客户之间的联络，减少各企业的营销成本。网络可以拉近人与人之间的距离，简化交易流程，缩短联系和交易的时间，通过电子交易平台供应商和客户可以随时了解中小煤炭企业群内各企业的原材料需求情况和煤产品的供应情况。

2.可以方便供应商和客户与中小煤炭企业群内各企业之间的比较营销，搞活市场机制。通过电子交易平台供应商可以更方便地了解各企业的信誉、原材料需求数量等；客户也可以通过这一平台随时了解各企业煤产品供应数量、型号、价格等信息，实现比较营销。

3.可以方便各中小煤炭企业联合起来通过电子交易平台与供应商和客户之间实现统一采购和统一销售。各企业可以将自己的原材料需求能力与煤产品的供应能力联合起来，统一寻找供应商或客户，扩大整体在市场上的影响力。

4.可以方便各中小煤炭企业寻找潜在的供应商和客户。通过互联网全国各地的供应商和客户都可以了解中小煤炭企业群内各企业的原材料需求情况和煤产品销售情况，方便中小煤炭企业群内各企业寻找新的合作伙伴。

5.可以促使中小煤炭企业获得与煤业集团同等的竞争环境。在互联网环境中，中小煤炭企业的煤产品将会与煤业集团的煤产品同时在网络环境中出售，可以避免传统营销环境下由于中小煤炭企业规模小而在营销过程中被歧视现象的发生。

三、相关物流问题

目前，我国中小煤炭企业的原材料采购一般由企业自己与供应商签订订货合同后由供应商进行供应或通过企业自己的运输工具进行原材料的运输；煤产品的销售一般在企业与客户签订销售合同后由企业自己将煤产品运送到客户处或者由客户自己将煤产品运走。这样每个企业都设有一支庞大的运输队伍，而每个企业运输队伍的利用率却不是很高，造成了企业资源的浪费。

在中小煤炭企业群建立电子交易平台以后，各煤炭企业可能联合起来统一进行原材料的采购或者统一进行煤产品的销售，所以可以考虑在中小煤炭企业群成立一个物流配送中心，物流配送中心的工具是用于为中小煤炭企业进行原材料运输或为客户运送煤产品的车辆。由于物流配送中心可以通过信息管理中心的电子交易平台实时了解中小煤炭企业群各企业的营销情况，同时可以随时与各企业及其供应商和客户进行联系，所以由物流配送中心来集中统一承担原材料或者煤产品的运输可以大大降低各企业的经营成本。

在中小煤炭企业群建立电子交易平台后，由物流配送中心对各企业进行原材料配送的物流过程如图2所示。

由图2可知，中小煤炭企业群物流配送中心承担着煤炭企业群内煤炭企业联合统一向供应商采购原材料的配送，也承担着各煤炭企业单独向供应商采购原材料的配送工作。

在中小煤炭企业群建立电子交易平台后，由物流配送中心承担对客户煤产品的运输工作。其配送的物流过程如图3所示。

由图3可知，中小煤炭企业群物流配送中心承担着煤炭企业群内煤炭企业联合统一向客户销售煤产品的运输，也承担着各煤炭企业单独向客户销售煤产品的运输工作。

四、后记

目前，由于中小煤炭企业管理水平相对落后，管理层次参差不齐，在短时间之内实现中小煤炭企业群电子交易的构想可能还不太现实，但随着电子交易在我国的迅速发展，煤炭企业管理水平的不断提高，相信这一天很快就会来临。

参考文献:

[1]段建军:煤炭企业电子商务发展策略探析[J].中国科技信息，2005年第19期

[2]梁晓玲:计算机技术在煤炭产业物流业的应用[J].山西能源与节能，2004年第1期

矿井供电交流材料例5

【文章摘要】

煤炭是我国的主要能源，在开采的过程中，煤炭的安全生产最为重要，随着我国现代化的不断发展，对煤炭的安全生产提出了“从零开始， 向零奋斗”的口号。一直以来，困扰煤矿安全问题的因素之一就是电磁信号对井下仪器仪表设备的干扰，进而影响井下仪器仪表的正常工作。因此，国家不断加强对矿井仪器仪表安全性的技术改造，并取得了显著的技术成果和经济效益，为了进一步提高煤矿仪器仪表的安全性建设，本文将探讨井下电磁干扰的原因，进而阐述提高井下仪器仪表的抗干扰度的具体方法。

【关键词】

电磁信号；仪器仪表；抗干扰度

1 煤矿井下电磁干扰产生的原因

煤碳生产属于高危行业之一。由于煤矿地理环境复杂，井下作业环境恶劣，存在诸多安全隐患，很容易发生事故。过去采煤的方式一直是炮采，现在我国大中型矿井多采用综采，而综采机的使用功率非常大，尤其在综采机的启动时，需要很大的电功率，煤矿供电网络电压因此产生波动；同时，井下绞车、大型水泵等设备需要进行软启，软启的使用会在矿井供电网络产生脉冲电压，最终这些电磁信号会干扰矿井仪器仪表的正常工作，甚至导致事故的发生。即对井下智能仪器仪表产生电磁干扰的主要原因是煤矿大功率设备的启动和关停所造成电网电压的波动，以及软启的使用，会使矿井设备内部的感性、容性器件产生充、放电，进而产生巨大的峰值脉冲，进而对矿井仪器仪表造成读数误差等的影响。现如今，井下智能设备使用日益频繁，电磁污染已经成为了影响煤矿实现自动化生产的巨大阻碍。

2 煤矿井下电磁干扰产生的危害

首先，电磁干扰会产生电压波动，这种电压的波动会持续数个周期，井下变压器、绞车、大型水泵的使用等都会造成矿井电网电压的波动。煤矿电网电压的波动会导致井下仪器仪表测量产生误差，动作装置产生误动作甚至卡死等现象。电压下降是一种经常遇到的问题。其次，电磁干扰会产生突波，突波会使电网电压突然升高，并且会持续几个周期，例如，当井下的大型用电设备突然停止运转时，输电网络中的电压就会突然增高，形成突波，突波的形成会造成井下仪器仪表的记录数据出现乱码，甚至损坏井下仪器仪表。据统计，井下一半以上仪器仪表故障都是由于受到了突波的干扰；同时，电磁干扰会产生尖波，尖波的形成则主要是因为井下大型用电设备开关以及电弧放电所造成。尖波的电压平均为5kv，持续数0.3-4ms，尖波的危害很大，尖波不仅能够对井下仪器仪表造成干扰，而且能够破坏用电设备的输入滤波器；再者，电磁干扰会造成波形失真，矿用电压波形失真的主要原因是整流器、电子调速装备等的使用所造成的， 同时，二次电源本身也会造成波形的失真，矿用网络波形的失真不仅会造成井下高、低爆开关的误动作，同时会造成仪器仪表，例如瓦斯测量仪、一氧化碳测量仪等仪器的读数出现错误，并且，波形失真会干扰井下通信系统，影响中控室对井下人员命令的传达。最后，电磁干扰会产生接触网干扰，接触网干扰是指井下的岩层中产生的持续不断的脉冲群，接触网干扰产生的原因是井下运料的钢轨车在来回运送物料的时候钢轮与钢轨进行摩擦，产生无序的电流，这些电流在岩层中随机流散，进而对井下的仪器仪表产生脉冲干扰，导致井下仪器仪表读数不准确，严重时会造成仪器仪表的死机。

3 煤矿井下电磁干扰的解决方法

要解决电磁干扰就必须从三个因素入手: 首先，需要降低干扰度；再者，我们需要切断干扰源的传播；最后，我们可以想方设法去提高井下仪器仪表的抗干扰能力；由于井下环境复杂，同时一些电磁干扰源短期内无法根除，例如综采机产生的电磁干扰，因此本文从提高仪器仪表的抗电磁干扰度入手，进而提高井下仪器仪表的抗电磁干扰能力。根据以上电磁干扰的分析，提出以下四点解决方案。

3.1 加装电源滤波器

仪器仪表通过安装电源滤波器能够消除煤矿用电网络中产生的尖波和谐波。这种滤波器的是由线圈、电容等器件构成，亦可以说电源滤波器是由两个相互独立的低通滤波器所构成，这两个低通滤波器一个起着使共模干扰衰减的作用，一个起着使差模干扰衰减的作用，电源滤波器的特点是使仪器仪表避免差模和工模信号的干扰，最终保护井下仪器仪表的正常运转。为了能够保证电源滤波器起到良好的滤波效果，在安装的时候，需要将滤波器进行接地，

同时要保证接地的面积的大小，接地面积一般需和滤波器的外壳相等。滤波器的进线与出线要远离、不能交叉且要贴近金属隔板固定，交流与直流要分开；滤波器的出线到直流、交流转换模块输入端的连线要短并绞织，绞距不大于2cm，多余的要剪掉；滤波器地线要用导线引出至接地线端子，不能用外壳作接地引线；电源板和处理器采集板要分开布置，中间用金属板隔开，金属板要与滤波器外壳接地点保持良好接触。

3.2 加装磁珠

据统计，绝大多数电磁干扰是通过电源线传导的，电源线是电磁干扰出入电气设备的主要通道，也就是说，切断电源线这个干扰传输通道，就可解决大部分电磁干扰问题。磁珠由一些特殊材料合成，通常是采用铁镁合金或铁镍合金材料制成， 磁珠的制造工艺和机械性能与陶瓷相似， 其颜色为灰黑色，其等效电路为电感和电阻组成的串联电路。在高频段，磁珠具有电阻特性；在低频段，磁珠具有电感特性。电源线在穿过磁珠时，干扰的高次谐波分量被磁珠吸收并转换成热能耗散掉，低频谐波分量被反射，从而使干扰受到抑制。加装磁珠时需注意两方面，一方面是加装磁珠时，磁珠要加装在仪器仪表电源滤波器的输入端口，尽量使磁珠靠近电源接线的端子处；另一方面是加装磁珠时，磁珠外要套上热缩套，避免磁珠收到热胀冷缩的影响。

3.3 隔离技术

煤矿仪器仪表采用隔离技术，目的是将井下仪器仪表器件内部电路的输入单元、数据处理器和输出单元之间很好的隔离开来，避免各个单元所产生的电磁信号相互干扰，这样可以降低仪器仪表内部各功能模块的电磁干扰度，从而提高了仪器仪表的抗电磁干扰能力。

3.4 加装信号输入滤波器

这种滤波器内部由片式磁珠组成，片式磁珠是如今广泛采用的一种抗电磁干扰器件，片式磁珠具有高阻抗的性能，能够降低煤矿供电网络中的电磁信号对仪器仪表的电磁干扰，从而提高仪器仪表的抗电磁干扰性能。

4 结语

提高煤矿仪器仪表的电磁抗干扰度是煤矿安全生产的有力保障，本文从加装电源滤波器、加装磁珠、采用隔离技术和加装输入滤波器这几个方面论证了提高煤矿仪器仪表抗电磁干扰度的方法，并实际的运用中取得了很好的效果。总之，期望在不断提高检测设备的工作性能的基础上，确保我国煤矿的安全生产。

矿井供电交流材料例6

1.研究背景

郓城井田位于巨野煤田北部，为巨厚新生界松散层覆盖的全隐蔽煤田，新生界地层厚度472.80～591.30m，平均518.39m。其南以25勘探线与郭屯井田分界，北为人为边界，东界为田桥断层，井田内的煤系含水层与对盘的二叠系地层对口，对盘无强含水层，因此可能是阻水的；西至奥陶系顶界露头，各基岩含水层深埋于巨厚松散层之下，仅接受新生界底部砂砾层水的补给，与大气降水无直接水力联系。

根据本井田已有资料，结合邻区资料综合分析，本井田上组煤直接充水含水层主要为3煤层顶底板砂岩及三灰，富水性弱～中等，地下水补给条件差，因此上组煤水文地质类型为裂隙、岩溶类中等类型。

根据郓城井田勘探报告初期采区开采上组煤的涌水量为416m3/h，最大涌水量为845m3/h，设计考虑井筒淋水和防火灌浆用水，原初步设计矿井设计正常涌水量456m3/h，最大涌水量885m3/h。根据矿井实际生产测定矿井正常涌水量570m3/h，最大涌水量1050m3/h。

1.1郓城煤矿地面供水系统主要由三部分组成

A、110KV变电所南侧水源井，多级深井潜水泵200QJ32-78/6，最小井径200mm、流量32m3/h、扬程78m、功率11KW；

B、制冷机房西侧水源井，多级深井潜水泵200QJ32-78/6，最小井径200mm、流量32m3/h、扬程78m、功率11KW。

以上两处水源井供水经主井供水管路接入井下，实际供水能力只有64m3/h

1.2郓城煤矿矿井生产用水量

郓城煤矿1300工作面生产期间所需水量为60m3/h左右（设备冷却用水、各类喷雾降尘用水、防冲击地压打钻施工降尘用水、煤层注水、高温点处理用水等），其他作业地点所需水量约70m3/h左右，届时矿井总需水供水量达到130m3/h左右，需要新增水量66m3/h。

1.3郓城煤矿清水复用的必要性

矿井水综合利用是矿区循环经济战略思想的重要体现，矿井水资源是解决现阶段郓城煤矿用水短缺和环境污染问题的最佳选择。

随着全矿生产用水的不断增加，特别是首采面的试生产运行，水源井供水日趋紧张，清水复用工程安装势在必行。

2.研究过程

鉴于郓城煤矿实际供水情况，地面建立蓄水池需要时间、人力、物力的投入，而工作面用水又刻不容缓。经过项目处机电室与监方沟通协调研究，过程如下：

2.1拟定项目系统方案

将井下北翼轨道9#交叉点、中央泵房5#壁龛两处矿井涌水利用巷道水平落差通过108PE管统一汇集至5#交叉点北的临时水仓内，临时水仓容积为3300m3，汇集的涌水在临时水仓沉淀后，通过在临时水仓安装多级离心泵将清水打入主供水管路。

2.2优化设计方案

2.2.1选泵型号：

A、水泵必须排水能力计算

5#壁龛两处正常涌水量分别为20m3、70m3，北翼轨道正常涌水量为42m3，共计正常涌水为132m3。

2）水泵型号的选择

根据计算的工作水泵排水能力，初选水泵。从水泵产品目录中选取MD155-67X7多级离心泵，额定流量为155m3/h，额定扬程为469m。则：

工作泵台数 取n1=1

备用水泵台数 取n2=1

因此，共选2台泵。

2.2.2管路的选择

A、管路趟数及泵房内管路布置形式

根据泵的总台数，选用典型二泵二趟管路系统，一条管路工作，一条管路备用。正常涌水时，一台泵向一趟管路供水；当泵出现故障时，选用另外一台进行使用。

B、管材的选择

确定采用无缝钢管。

C、排水管内径

2.3清水复用方案图

2.4具体实施

设备材料计划提报、组织工程施工及配套措施的完善，从方案提报到投入使用用时20天。其中监方负责设备的采购及安装费用，安装工作由我处具体实施。

将井下北翼轨道9#交叉点、中央泵房5#壁龛两处矿井涌水利用巷道水平落差通过108PE管统一汇集至5#交叉点北的临时水仓内，临时水仓容积为3300m3，汇集的涌水在临时水仓沉淀后，通过在临时水仓安装多级离心泵将清水打入主供水管路。离心泵由ZJT2-400/1140（A）矿用隔爆兼本质安全型变频调速装置控制，在主管路安装压力传感器，实现了当管路压力低于3.6Mp，变频器频率升高自动控制水泵运转，管路采用108PE钢丝管，法兰连接。

清水直排系统中增加了输出水压力监测控制、吸水井水位报警控制，确保了系统运行的安全稳定。同时管路敷设方案，选取了最近距离并采用落地安装，既提高了工效，又节省了管路吊挂费用投入；出水管路采用了主井底闲置的高压胶管，既节省材料投入，同时也省去了加工管路过道弯管的麻烦，省工省力又省费用。此方案既可以减轻矿井用水紧张状况，同时又可以减少矿井排水电费。

3.取得效果

郓城煤矿清水复用系统于2014年9月18日正式运行以来效果较好，实现了井下矿井水闭路循环利用，达到了项目的设计目标，节约了大量的地下水资源，降低了生产成本，现就节约水源一项说明如下：

通过对9月份下半个月矿井水源井泵出水情况进行分析，没有投入清水复用系统前，每小时矿井供水量约为70m3/h 左右，投入清水复用系统后，每小时矿井供水量约为150m3/h，矿井清水复用效果明显。减轻了地面水源井供水压力。

清水复用系统减轻和避免淡水资源长距离输水问题，解决矿井严重缺水状况，缓解供水压力，使水资源利用更加以及合理，实现经济效益、环境效益和社会效益的完美统一。

4.效益分析

4.1经济效益

清水复用实际利用井下水80m3/h，如果未投入清水复用而直接排到地面，所需费用为280万元/年。实施清水复用工程后，每年减少排水费用280万元，因此清水复用的经济效益十分可观。

矿井供电交流材料例7

某煤矿三条延深下山在开拓掘进施工至-1000 m水平以下时,底板的涌水量不断的增加,相应的施工难度也在不断加大。排水设施和水泵操作人员的相应增多,给单位带来了人员紧张、工作效率低下等诸多问题。针对实际情况,单位组织人员经过多次实践,煤矿井下自动排水装置终于在该煤矿三条延深下山试验成功。

一、“自动排水装置”的设计安装

在设计初期,该操作装置设计通过矿用隔爆型行程开关的离合来达到排水的目的,但是行程开关在闭合时需要一定的浮力,且水位下降时断开行程开关接点的重力均难以控制,所以在井下实际操作中很难掌握。试验初期经常出现水泵能开不能停,或开、停不够及时等现象。

经过仔细观察和认真思考,使用电磁感应原理来控制排水的理念和设计方案在设计者的脑海中逐渐明朗和成熟。接线电路示意图1所示,实物连接图如图2所示。

矿用隔爆磁性接近开关,不仅体积小、重量轻,接点准确可靠,而且便于现场安装、操作和调试,可以根据现场水仓大小、深浅,随意调整水泵开、停的控制水位。在选材上该矿购进的KGl010G—l型防爆磁性接近开关,只有一对常开接点,没有常闭接点,考虑到操作实际,所以又找来KDD—l型远程断电仪配合起来使用。该远程断电仪为隔爆兼本安型远程低压断电执行装置,采用先进的无源固态继电器技术,具有结构简便,使用安全方便、寿命长、耐震动、性能稳定可靠等特点。通过控制回路与负载回路之间的电隔离及信号耦合,实现无触点通断功能。这样也就等于在防爆磁性接近开关上又增加了一个常闭接点。

在浮力材料的选择上,可以采用全封闭的塑料盒。也可选用报废的矿用隔爆电瓶塑料外壳当浮体。浮体的外壳呈长方体,应具有耐腐蚀、经久耐用等特点,而且要利于安装固定,并能经得起浮力和循环水流的撞击。

“水泵自动排水装置”的构架选用40mmx40mm的角铁制作而成,该构架使浮体在其内部能够随水位的升降而自由上下运动;传感器使用铝板或绝缘板固定在封闭的浮体外壳顶部。

二、“自动排水装置”的工作原理

该装置通过浮力和电磁感应原理达到自动排水的目的。通过浮体上的传感器信号的输出,来达到控制水泵的开、停,当水仓水位上升到一定高度时,安装在浮体顶部传感器发出的磁信号被构架上部的防爆磁性接近开关所接收。上部防爆磁性接近开关36V常开接点闭合,水泵控制开关实现吸合,水泵运行自动排水。当水仓水位下降到一定程度时。浮体顶部传感器发出的磁信号被构架下部的防爆磁性接近开关所接收,下部防爆磁性接近开关36V常闭接点断开,使水泵开关控制电源断开,水泵自动断电停止运行。

三、“自动排水装置”的使用与保养

井下水泵在使用过程中经常会遇到停电等原因造成的停泵,停泵后排水不及时会使井下水仓水位逐渐升高。由于井下水仓设计型号不同,有的水仓水位升高后,会致使仓内浮体超过上部防爆磁性接近开关位置,在这种情况下,即使恢复供电后,传感器传出的信号亦无法被上部矿用隔爆磁性接近开关所接收,因此水泵也无法正常排水。为解决这一问题,设计时使用绝缘材料在构架上部防爆磁性接近开关位置的上方,对浮体进行限位,这样即使停电时间再长、水位上升再高,由于浮体受到限位,恢复供电后也能正常自动排水。

上山排水时。还应在排水管路上安装高压止回阀,防止停泵后管路中的排水倒流。

在现场操作中,为保证水泵正常运转,还应对水仓底部的沉积物经常进行清理,保障水仓内浮体上下自由运动。

四、结语

由于选用了矿用KDD一1型远程断电仪,如果在水仓或水仓附近设置瓦斯传感器,瓦斯分站与KDD—l型远程断电仪的输入端联接,一旦水仓或附近瓦斯超限时,可实现自动断电保护功能。因此,该“水泵自动排水装置”在高瓦斯矿井具有较高的应用价值。低瓦斯矿井在使用时如果选用带有两对触点的KSGl010G--l/220型防爆磁性接近开关,可甩掉KDD—l型远程断电仪不用,这样不仅节约了制造成本,而且便于现场安装。目前,该煤矿井下所有在用水泵,已全部安装了“自动排水装置”,使用一年多以来,每天可以为矿井节约用工30多个,创造了较好的经济效益,促进了矿井安全生产。

参考文献

[1]许力.智能控制与智能系统[M].北京:机械工业出版社.2007.

[2]张化光.智能控制理论及应用[M].北京:机械工业出版杜,2005.

矿井供电交流材料例8

作者简介：高妍（1969-），女，山西太原人，太原理工大学电气与动力工程学院，讲师；

张红娟（1974-），女，山西新绛人，太原理工大学电气与动力工程学院，副教授。

基金项目：本文系太原理工大学2012年度教育教学改革项目“‘矿山供电’教学内容改革及提高供电设计工程实践能力研究”的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）14-0057-02

“矿山供电”是高等院校地下采煤、煤矿机电、矿井建设、矿井通风、矿山机械等专业学生的必修课程，是为矿山培养煤矿采煤、矿井建设等与矿山供电技术相结合的专门性高级专业技术人才所开设的一门重要的专业基础课程。“矿山供电”系统教学内容复杂、知识面广、知识点多、系统性强，再加上实践环节课时短，要想让学生很好地掌握所学理论知识，快速设计出供电系统，并能用于实际生产，对“矿山供电”课程教学内容提出了更高的要求。

一、“矿山供电”课程体系现状

现有的“矿山供电”课程体系内容上与现行标准严重脱节，主要表现在：

第一，现有的矿山供电教材和书籍中的设备、型号落后，大多数已被淘汰，有些内容与现在颁布的《煤炭安全规程》不相符。

第二，教科书中的电气符号采用的还是1996年的图元标准，与现有的电气符合标准不符。

第三，传统的教材中都是通过查表的方法来整定参数，对于《煤炭安全规程》和现有煤矿新增的3300kV供电系统的参数整定，采用查表的方法已不能实现。

第四，现代煤矿供电系统中大量使用了多组合开关、负荷中心、变频器及软启动、功率因数提高等装置，而现有教材缺少这部分内容的介绍。

为了解决上述“矿山供电”教学内容和实际煤炭安全规程不符且与煤炭供电标准脱节的问题，非常有必要对现有的“矿山供电”课程体系教学内容进行改革。

二、“矿山供电”课程体系内容改革

针对现有教材存在的问题，结合最新的煤炭安全规程要求，从以下几方面对“矿山供电”课程体系进行改革和研究。

1.增设矿用隔爆型负荷控制中心内容

随着我国煤矿向一矿一井一面的高产高效集约化生产方向发展，矿井综采连采工作面机电设备装机功率和隔爆移动变电站容量日益增大，传统的由高压负荷开关箱、隔爆干式变压器和低压馈电开关组成的容量为315、500、630kVA的低容量隔爆型移动变电站已不能满足要求，目前大容量移动变电站已超过3000kVA，高压侧电压为10kV、6kV，低压侧电压有3300、1140、660、127V等不同等级，要求电气控制开关设备容量大且具有完善的控制、保护及监测功能，由此推动了由高压配电装置、干式变压器、组合开关构成的负荷控制中心的大量使用。为此在教学内容中需增设多电压等级的矿用隔爆型负荷控制中心的内容。具体包括负荷控制中心的系统组成、结构、功能实现、电气控制原理，以及现有的设备型号、参数、工作原理、连接等内容。

2.增设矿用隔爆兼本质安全型多组合开关内容

矿用隔爆兼本质安全型多组合开关是一种组合电器，主要用于控制煤矿井下综采工作面上搬迁频繁的采煤掘进、运输等成套设备。多组合开关内部装有8台甚至更多驱动器，各驱动装置采用模块化设计及方便的插接技术，每台驱动器的微处理器都由可编程逻辑控制器控制，具备多种完善的保护功能，其工作状态及外部控制电路状态可显示在液晶屏上，并通过本安键盘实现监视选择、故障查询等人机对话功能，多组合开关内设可逆隔离开关、带负荷可闭锁主隔离开关、辅助电源等，其外部控制部分简单，操作方便，多组合开关采用智能先导装置控制驱动器，其程序与智能先导控制转发器的程序相兼容，既可根据电机保护参数进行各种保护设定、选择操作方式，又可对各种运行程序进行控制、监测后被脱扣及运行状态等。多组合开关具有结构简单、占地面积小、生产效率高、节能降耗、供电可靠、安装及维护方便等特点，利用它可以加快工作面的推进速度，降低采煤成本，适应煤矿自动化系统发展的需要。为此教学内容改革中需增设多组合开关的教学内容，包括多组合开关的结构、组成、功能、电气控制原理、综合保护的实现，以及设备型号、连接、控制、应用等。

3.增设矿用隔爆本质安全型变频器及软启动器内容

矿用隔爆兼本质安全型变频器以逆变功率桥臂为核心器件，内置PID控制功能，采用单片机及转矩矢量控制技术，通过改变频率和电压来控制交流电动机转速，对胶带运输机等设备进行调速控制，并提供就地控制和远程控制两种控制模式，三种运行方式：变频运行、变频启动工频运行、工频运行。且在变频运行的方式下，可实现电机的正反转。可调节动力负载并装有综保装置，综合保护器除对电动机提供必要的短路保护、缺相保护、过流保护、漏电保护外，还提供了过压保护、三相电流不平衡保护、掉电保护等，适用于含有瓦斯（甲烷）和粉煤尘爆炸危险的矿井中，用于井下频繁起动的皮带运输、风机、水泵、刮板机等设备，具有技术先进、结构紧凑、输出转矩高、调速范围广、起动平稳、噪音低、工作安全可靠、功能丰富、使用灵活方便、抗干扰能力强、使用寿命长、可自动节能运行等特点，是煤矿井下三相电动机首选的速度控制装置。

矿井综采工作面大多采用鼠笼型电动机，其启动电流是额定电流的4～7倍左右，电机启动时会对井下运输设备造成很强的机械与电气冲击，缩短设备的使用寿命。为了减小启动电流，实现设备的平稳启动，煤矿井下大多采用隔爆兼本质安全型软起动器实现交流电机的软启动。矿用隔爆兼本质安全型软起动器采用先进的微处理器和电力电子控制技术及全数字速度控制，在降低电动机定子电压的同时，调节电动机的工作频率，使电动机的启动电流低于额定工作电流的4倍，对电网的冲击减小，启动速度更加平稳可靠，最大限度地降低了起动时的冲击力，减少了设备的损耗。软启动器既可对需要缓慢启动的电机进行软启动、单机启动、多机顺序启动，又可在停机时对电机改变转向或切断电源，还可对电机实现过载、失压欠压、断相、主回路漏电闭锁等综合保护，并具有分断20倍短路电流的能力，因此在煤矿井下得到广泛应用。

针对教材中这两方面内容的短缺，需要进行相关教学内容改革，主要内容包括：设备的型号、系统组成、功能实现、控制方式及控制原理、保护实现、性能分析、矿用变频器应用与检测、矿用软启动器应用与检测、变频器与软启动器的调试与维护以及变频器的谐波产生、测量、治理及其标准等。

4.增设矿用隔爆型无功功率自动补偿装置内容

煤矿井下电网功率因数严重偏低（0.5～0.65左右），使得发电、变电设备的容量不能充分利用，输电线路和矿山配电线路的功率损耗和电压损失增大。因此电力部门要求煤矿采取措施，使地面总变、配电所6～10kV母线上的功率因数应提高到0.95以上。目前煤矿企业多采用在6～10kV母线上并联移相电容器组进行集中补偿的方法来提高功率因数，但这种方法只能实现有级调节，而无法根据负荷无功功率的需求变化实现连续平滑的自动调节，而且在井下恶劣的环境下电容器容易损坏。

矿用隔爆型无功功率自动补偿装置由隔爆电力电容器箱和隔爆电气控制箱组成，可根据电网功率因数的变化自动决定并执行投入或切除相应容量电力电容器组。隔爆电力电容器箱具有良好的防爆、抗潮和防故障性能，更能适应井下环境，电气控制箱能完成功率因数检测与整定、通道分检、分组投切等功能，并装有相关仪表和投切显示装置，采用自动手动两种投切方式。自动补偿器与变电配电室集中补偿相比，具有投资少、动作灵敏、补偿效果好、配置及操作方便、体积小、维护简便、节电效果显著等优点。补偿器与感性负载相并联，对三相异步电动机进行无功功率补偿，从而将配电系统的功率因数提高到0.95以上，降低变压器损耗，提高变压器带负载能力，降低线路损耗和电压降，减少输电线电流及线路截面积，在改善电动机运行条件的同时还能达到节约电能的目的，因此在煤矿井下得到大力推广应用。为此，教学内容改革中需增设矿用隔爆型无功功率自动补偿装置内容，主要包括：矿用隔爆型无功功率自动补偿装置的型号规格、结构特点、系统组成、功能、工作原理、电气原理图、性能、参数说明、保护实现、使用等。

5.更新设备型号

针对现有教材中设备型号落后10年，大多数已经淘汰和禁止使用的情况，对原教材中高压配电开关、低压配电开关、电力变压器、移动变电站、电缆等电气设备型号进行更新。查阅和调研煤矿井下供电系统所用设备的型号、厂家，参照2010年最新颁布的《煤炭安全规程》，进行一一更改。另外还需增补矿用隔爆型负荷控制中心、矿用隔爆兼本质安全型多组合开关、矿用隔爆本质安全型变频器及软启动器、矿用隔爆型无功功率自动补偿装置等设备的型号和相关资料。

6.供电系统图元标准化

针对原教材中供电系统电气图元画法采用96图元标准、较为落后的问题，对图元进行改革。根据最新2010年“煤矿制图标准化”的要求及标准，重新对整个教材所用的图元进行修订，以满足学生快速适应煤矿发展的需要。

7.增设3300V供电系统内容

近年来，由于煤矿工作面的大型化，大功率电机以其强劲的动力大大提高了工作面的产量。同时，对工作面的供电系统设计提出了更高的要求。常规1140V煤矿综采设备电流大、压降大，影响了生产设备的生产能力，通过采用3300V高压供电系统提高了供电质量，同时也提高了生产效率，因而在煤矿井下得到了大力推广。而现有教材内容缺乏这部分内容，特别是3300V系统、参数值整定，原来的查表法已不再能满足3300V系统的要求。为此，需要增设3300V供电系统设计、参数的计算、设备的选型、电缆的计算和选型、短路电流整定、动热稳定校验，综采工作面供电系统升压技术、综采工作面3300V高压远距离供电技术等。

8.在原有内容上增设最新设备

在教材原有的高压配电装置、干式变压器、移动变电站、低压馈电开关、磁力启动器、照明保护等相关内容上增设对最新型设备的介绍。

三、结束语

“矿山供电”课程体系内容的改革，一方面要注重煤矿供电基础理论知识，另一方面还要与最先进的综连采设备技术紧密结合，拓宽知识面，适应当前煤矿井下供电系统设计的人才需求，此外还要加强实践环节，注重专业技能训练，提高学生的动手能力和实际设计能力，培养熟悉煤矿供电系统、综合素质好、适应21世纪我国煤炭行业发展需要、具有国际竞争能力的采矿、电气高级复合型人才。

参考文献：

[1]郭海，穆连生，等.高产高效综连采电气技术[M].北京：煤炭工业出版社，2005.

[2]穆连生，郭增军，邸满田.煤矿综连采实用电工技术[M].北京：煤炭工业出版社，2006.

矿井供电交流材料例9

煤矿井下空气比较潮湿,电气设备和电缆的绝缘容易受潮,再加上井下空间相对狭窄,掩饰（煤块）垮落和矿车掉道时有发生,电气设备和电缆的绝缘也易遭到机械损伤,因而发生漏电和触电的可能性远比地面大。漏电的存在不仅会增加触电的危险,而且是引起井下沼气煤尘爆炸、提前引爆电雷管以及酿成井下电火灾的重要原因之一。由此可见,为确保煤矿安全生产,对井下的触电和漏电,必须有完善的防护措施。

1、煤矿井下电网漏电的原因

煤矿井下漏电主要是交流电网漏电和直流杂散电流,此两种漏电造成的危害最大。

1.1 交流漏电的原因

井下产生交流漏电的根本原因是由于电网绝缘电阻降低所造成的,具体来说主要有以下几个方面的原因:

(1)对电气设备、电缆的检查维护部及时,使用操作不当。1)电缆在井下被砸,过分弯曲而使电缆外皮出现裂隙。2)开关、电动机受潮或进水,而使绝缘降低。3)设备、电缆不能定期升井检修干燥,常年在井下使用使绝缘降低。

(2)电气设备、电缆选择不合适,造成长期过负荷而发热使绝缘下降。

(3)两台变压器并联,电缆线路长度太长,开关、电动机等设备台数很多也会使绝缘电阻下降。

1.2 直流杂散电流的产生的原因

煤矿井下杂散电流分为直流和交流两种,但以直流杂散电流较严重。直流杂散电流主要是由电机车的牵引网络所致。

在电机车牵引网路中,轨道是作为回电的导电体,处负荷状态。即电流时通过牵引变流所得正极,流向架空线,经电机车流向轨道,返回牵引变流所的负极,构成牵引网路的供电回路。因为轨道与大地是接触的,轨道之间也有接头间隙、井下的路基及空气较为潮湿,所以总有一部分电流流向巷道的四面八方。而管路和电缆与大地也不是绝对的绝缘。所以它们就构成了牵引网路外的导电体,也经管线和电缆返回牵引变流所的负极,即整个井下大巷是一个空间电流场,这些经管路、电缆外皮及大地流回牵引变流所的电流即为杂散电流。

2、漏电的危害

电网漏电又分为集中性漏电和分散性漏电。集中性漏电,是指在变压器中性点不接地的电网中,由于电网某处（或某点）的绝缘损伤而发生的漏电。分散性漏电则是由于整条线路或整个电网的绝缘水平降低,而沿整条线路或整个电网发生的漏电。无论是集中性漏电或是分散性漏电,漏电电流增大,都会增加人身触电和引起沼气煤尘燃烧爆炸的危险。长期漏电,会使绝缘发热、老化,进而扩大成两相短路。此外,漏电发生在爆破作业的工作面附近,由于漏电电流在它通过的路径上要产生电压降,漏电电流越大,电压降也越大,因而当电雷管两端的引爆线不慎与漏电电路上具有一定电位差的两点相接触时,就可能造成电雷管先期爆炸事故。因为井下漏电具有以上各项危害,所以煤矿井下必须要有漏电保护。简单地分为以下几种:

(1)人身触电。当电气设备的外壳受到损坏而不能产生绝缘作用时,而工作人员又接触此外壳时,就可能发生人身触电事故。此时入地电流的一部分将从人体流过,其数值达到一定程度就会给造成工作人员带来伤害,甚至威胁他们的生命。

(2)引起短路事故。据有关部门统计,约有30%的单相接地故障发生为短路,从而造成更大的电气故障。

(3)引爆电雷管。漏电电流在其通过的路径上会产生电位差,如果电雷管两端引线不慎与漏电回路上具有一定电位差的两点相接触,就可能引爆电雷管,发生爆炸事故。

(4)引起瓦斯及煤尘爆炸。我国大部分煤矿都有瓦斯和煤尘爆炸的危险,当井下空气中瓦斯或煤尘达到爆炸浓度且有能量达到或超过0.28mj的点火源时,就会发生瓦斯或煤尘爆炸。

(5)引起火灾。长期存在的漏电电流,尤其是两相经过渡电阻接地的漏电电流,在通过设备绝缘损坏处时将散发出大量的热,使绝缘进一步损坏,甚至使可燃性材料(如非阻燃性套电缆)着火燃烧。

3、预防漏电的措施

(1)加强煤矿井下电气设备的管理和维护,工作人员应定期对电气备进行检查和试验,性能不达标的立即给予更换。确保设备的达标率为100%。

(2)将带电导体、电缆接头和电气元件等,都封闭在坚固的外壳内。在电气设备的外壳与盖子间设置可靠的机械闭锁装置,采取这一措施能有效地防止因带电检修造成的人身触电事故。

(3)对于那些不能封闭在外壳内的带电裸导体,如电机车用的架空导线应按照《煤矿安全规程》第三百六五十条规定:应将其安装在一定的高度,以避免人身接触可能。

(4)加强手持式电动工具把手的绝缘。这类把手在正常时本来是不带电的,但是当带电部分的绝缘损坏时,手便有可能带电而引起触电事故。因此必须在把手上再加一层绝缘套,以形成双重保护。

(5)对人员接触机会较多的电气设备,采用较低的额定电压。例如手持式电钻、 照明设备及信号装置等的额定电压不得超过127V,而井下各种电气控制回路的额定电压则限制在12～42V安全电压内。

(6)井下配电变压器的中性点禁止直接接地,以减小漏电或触电电流。井下若采用中性点直接接地的供电系统,则发生漏电或人身触电的情况就有所不同,此时,漏电或触电电流入地后就直接经过接地极回到变压器的中性点。由于接地极的电阻很小(数欧姆),使得电源相电压几乎全部加在漏电过渡电阻或人体电阻上,危险性极大。

4、结语

总之,煤矿井下电网一旦发生漏电,将会给煤矿带来极大地灾害,必须认清漏电产生的危害,并熟练掌握相关的预防措施,坚持不懈地用用漏电保护装置,以确保井下用电的安全,从而促进煤矿健康、安全、和谐、持续发展。

参考文献

矿井供电交流材料例10

在我国国有大中型煤炭企业中，生产成本构成中的材料成本占较大比重。在煤炭市场化的今天，市场经济竞争体制下，推行严格的材料成本管理制度是企业取胜的关键。因此，在煤炭生产过程中加强材料成本管理，通过降低材料消耗来降低生产成本是煤炭企业生存与发展的必要条件，关系到煤炭企业的市场竞争力和企业未来的再生产。

一、煤炭材料成本特点

1.原材料不构成煤炭产品实体。这一特点使得煤炭生产中消耗的主要材料可以回收复用和替代，并且材料的回收复用和替代影响煤炭成本的变化。如木材、坑木代用品、大型材料、专用工具等都可以多次地进行回收复用。

2.煤炭材料成本水平受地质条件、生产技术条件影响大。地质条件恶劣，材料投入就多；生产技术水平低，材料成本相对也增多；相反材料成本则会降低。

3.在矿井服务年限内，煤炭成本是规律性变化的，煤炭成本是由高到低，由低到高，又由高到低变化的，并且呈现总体上升趋势。

4.煤炭成本中的固定成本和混合成本比重大，可控成本比重小，材料成本是可控成本的重要组成部分，可见材料成本控制的好坏可以直接影响原煤成本水平。

二、影响煤炭企业材料成本的因素

煤炭企业属于地下开采业，成本构成复杂且变化大，与其它产品相比具有特殊性，受多方面因素影响。

1.自然因素。包括矿井资源的自然赋予条件、矿井的开采年限以及矿井的井型规模。例开滦赵各庄矿业有限公司井下开采自然地质条件复杂，属于衰老型矿井，井深巷远，有百年历史，加之生产工艺和技术水平落后，造成材料成本投入大。

2.技术因素。随着煤矿机械化程度的不断提高，原煤生产成本在一定程度肯定受到影响：一是机械化程度的提高，有利于提高劳动生产率，增加原煤产量，降低产品成本；另一方面，机械化程度的提高，机电设备日益增多。使得折旧费、电费、配件消耗等呈逐渐增长的趋势，这又对原煤成本的降低产生不利的影响。

3.管理因素。管理水平越高，全员及采掘效率越高，单位成本负担的人工费用便越低，相反则单位成本越高；管理水平越高，采掘关系衔接越好，采掘设备、巷道等生产因素的利用效率就越高，安全生产系数就越高，单位成本也越低。

三、加强原煤材料成本控制的管理办法

煤炭企业材料成本控制应该采取“ 层层分解、逐级考核”的成本管理模式。首先根据公司的计划指标 （计划产量、计划利润、计划吨煤成本），将成本指标进行层层分解到单位，再按各单位进行成本控制与考核。成本管理的主要内容包括：目标成本的分解、成本指标的分解、月成本计划的制定、审批与控制、成本核算、成本考核与控制。其归口单位有： 财务科、经营部、供应科、内部市场办公室、生产矿长与各生产单位。

1.材料目标成本的分解

目标成本分解的归口单位是财务科，财务科根据公司计划吨煤成本指标、利润指标和产量指标，结合历史成本的构成情况，对吨煤成本进行分解，形成材料成本指标、工资成本指标、水电费指标和其他成本指标。将材料成本指标下达至经营部，进行材料成本指标的分解。财务科成本分解的依据主要是历史成本构成和人为的主观认定。

2.材料成本指标的分解

材料成本指标分解的归口单位是经管部。经管部根据历史数据对财务科分解的材料成本指标进行进一步分解，并进行一定的调整，形成各单位材料成本指标和公司成本指标，经过调整后报矿长审批生效后执行。材料成本指标包括各单位日常生产耗费的物资，日常占用的大型物资由各单位提出申请，报经管部审核，最终经矿长审批后占用公司指标。

3.月材料计划的制定与审批

各单位月底制定下月用料需求计划（必须经单位的主要领导审核），经管部根据各单位计划产量和年度材料成本指标进行审批后生效，占用单位年度材料指标，报送至供应科由计划员进行月份计划制定和内部市场办公室进行成本控制。各单位只能在计划额度内领用物资，材料费超额领用，应该先向公司经管部申请追加材料费指标，对于超额领料、临时用料和大宗材料的领用，必须提交用料计划，经公司经管部审批，再经主管矿长审批后，方可领料。

4.材料成本的控制与考核

成本控制，是指各单位在发生成本时应以月计划成本为标准进行严格控制。材料成本控制就是各单位在支领材料时严格按月计划成本进行控制。各单位领用物资需先填制领料单，经供应科计划员审核与签批，再由市场办公室进行指标审核后才能领料，并与工资挂钩。

材料成本考核方面，经营部和供应科根据各单位领料单对各单位每月实际用料情况进行统计、考核。用各单位的实际产量与计划单位材料成本相乘得出各单位当月应消耗的材料费金额，实际消耗额超出当月应耗额由单位工资扣除；实际消耗额小于应耗额的部分转下月成本指标。