在煤炭開采與運輸的復雜體系中，煤倉扮演著舉足輕重的角色。它猶如一個關鍵的樞紐，連接著煤炭生產的各個環節。從采煤工作面開采出的煤炭，首先會被輸送至煤倉進行暫時儲存，其存在有效解決了煤炭生產過程中不同運輸環節運量不平衡的現象，通過存儲實現運量緩沖，比如采煤機高速作業時的出煤量與后續運輸設備的運輸量往往存在差異，煤倉就可起到調節作用；同時，在不同運輸方式切換過程中，如從間隙運輸的礦車運輸轉換為連續運輸的皮帶運輸，煤倉也能發揮調節匹配的功能；并且還能解決高低落差之間煤炭轉移的問題。而煤倉容量的合理確定，直接關系到整個采礦系統的高效運行與經濟效益，因此對其深入研究十分必要。

煤倉容量計算

按采煤能力計算

在采煤作業中，采煤機連續作業割一刀煤的產量是確定煤倉容量的重要依據之一。其計算公式為：

在這個公式里，各個參數都有著特定的含義與作用。Q?代表防漏風留煤量，通常取值在 5 - 10t，這部分煤量的預留主要是為了防止煤倉出現漏風情況，保證煤倉內部的儲存環境穩定，避免煤炭因漏風而發生氧化、自燃等問題；L表示采面長，單位為 m，采面長度的大小直接影響著每次采煤的產量，較長的采面在采煤機作業時能夠切割更多的煤炭；M是采高，即煤層被開采的高度，它也是決定采煤量的關鍵因素，采高越大，單次采煤量相對越多；B為進刀深度，單位同樣是 m，進刀深度體現了采煤機每次切入煤層的深度，進刀深度的合理選擇不僅影響采煤效率，也與采煤量密切相關；γ指煤的體積質量，單位是t/m³，不同種類的煤炭其體積質量存在差異，這一參數反映了煤炭的密度特性，是計算產量必不可少的要素；C?代表采面采出率，以百分比表示，它綜合考慮了采煤過程中的煤炭損失情況，如開采過程中因頂板管理、煤壁片幫等原因導致的煤炭損失，采出率越高，說明煤炭資源的利用越充分；K?是同采工作面系數，其取值與采煤方式相關，綜采時K? = 1，普采時K? = 1 + 0.25n ，這里的n表示采區內同采工作面數，該系數考慮了不同采煤方式下多個工作面同時作業時對煤倉容量的影響，當有多個普采工作面同時作業時，煤倉需要儲存更多的煤炭以滿足生產需求 。通過這個公式，可以較為準確地根據采煤能力來計算煤倉應具備的容量，以確保采煤過程中煤炭的順利儲存與后續運輸。 例如，某綜采工作面，采面長 200m，采高 3m，進刀深度 0.8m，煤的體積質量為 1.4t/m³ ，采面采出率為 95%，防漏風留煤量取 8t，此時同采工作面數為 1，那么根據公式計算可得煤倉容量Q = 8 + 200×3×0.8×1.4×0.95×1 = 636.8t。

按大巷裝車能力計算

按大巷裝車能力計算煤倉容量時，主要依據大巷列車間隔時間內采區高峰產量，其計算公式為：Q = Q? + Qh·ti·ad（t） 。

Q?依然是防漏風留煤量，取值范圍在 5 - 10t 。Qh表示采區高峰生產能力，單位為 t/h，一般情況下，采區高峰生產能力是平均產量的 1.5 - 2.0 倍，這是因為在生產過程中，存在一些特殊時段，如設備運行狀態良好、工人操作熟練等情況下，采區的產量會高于平均水平 。ti指列車進入裝車站的間隔時間，通常在 20 - 30min，這個時間間隔反映了大巷運輸的節奏，間隔時間越短，說明運輸效率越高，但對煤倉的緩沖能力要求也越高；ad為不均衡系數，機采取 1.15 - 1.2，炮采取 1.5，該系數考慮了采煤過程中的不均衡性，例如炮采過程中，由于爆破作業的影響，煤炭的產出量在不同時間段可能會有較大波動，所以炮采的不均衡系數相對較高 。假設某機采采區，防漏風留煤量取 6t，采區高峰生產能力為 300t/h，列車進入裝車站的間隔時間為 25min

 

按采區高峰能力計算

這種計算方式主要是針對采區高峰生產延續時間進行的，公式為：Q = Q? + (Qh - Q)thc·ad（t） ，它主要用于Qh＞Q的情況，目的是保證采區的連續生產。

Q?還是防漏風留煤量，在 5 - 10t 之間 。Qh代表采區高峰生產能力，t/h，一般為 (1.5 - 2.0)Ap（Ap為平均產量） 。Q表示采區裝車站通過能力，單位是 t/h，它反映了裝車站在單位時間內能夠處理的煤炭量；thc是采區高峰生產延續時間，機采為 1 - 1.5h，炮采為 1.5 - 2.0h，這個時間體現了采區在高峰生產狀態下能夠持續的時長，時長越長，煤倉需要儲存的煤炭量就越多；ad同樣是不均衡系數，機采取值 1.15 - 1.2，炮采為 1.5 。比如，某機采采區，防漏風留煤量為 7t，采區高峰生產能力為 250t/h，采區裝車站通過能力為 200t/h，采區高峰生產延續時間為 1.2h，不均衡系數取 1.15，通過公式計算可得煤倉容量Q = 7 + (250 - 200)×1.2×1.15 = 76t 。當采區上 (下) 山和大巷均采用膠帶輸送機運煤時，采區煤倉容量按不小于 1 - 2h 采區高峰產量確定，這種情況下，煤倉容量的確定相對較為簡單直接，只需根據采區高峰產量和時間來計算即可 。

影響煤倉容量的因素

采區生產能力

采區生產能力是影響煤倉容量的核心因素之一。當采區生產能力較大時，在單位時間內產出的煤炭量就會增多。比如一個日產萬噸的大型采區與日產千噸的小型采區相比，大型采區短時間內就會有大量煤炭產出。若煤倉容量過小，就無法及時儲存這些煤炭，導致采煤工作面不得不暫停生產，等待煤倉有足夠空間存儲煤炭，這不僅降低了采煤效率，還可能對設備造成不必要的損耗。相反，如果采區生產能力較小，煤倉容量過大，則會造成資源浪費，增加建設成本與維護成本。在實際生產中，隨著開采技術的不斷進步，一些采區通過采用更先進的采煤設備和工藝，生產能力得到大幅提升，這就要求對煤倉容量進行重新評估與調整，以適應新的生產需求。例如，某采區原本采用普通采煤設備，生產能力為每小時 100t，配套的煤倉容量為 500t 。后來該采區引進了先進的綜采設備，生產能力提升至每小時 200t，原有的煤倉容量就無法滿足生產需求，經過重新計算，將煤倉容量擴大至 1000t，才保證了生產的順利進行 。

裝車站與大巷運輸能力

裝車站的通過能力直接關系到煤倉中煤炭的輸出速度。如果裝車站通過能力較低，不能及時將煤倉中的煤炭裝載并轉運出去，煤倉就會很快被填滿，限制采煤工作的持續進行。例如，一些老舊的裝車站，設備老化、作業流程繁瑣，每小時只能裝載 50t 煤炭，而此時采區煤倉的進煤速度為每小時 80t，那么煤倉很快就會堆滿，采煤工作不得不中斷 。大巷運輸能力同樣至關重要，它決定了從裝車站運出煤炭的效率。當大巷運輸能力不足時，即使裝車站能夠快速裝載煤炭，也無法及時將其運走，煤倉依然會面臨積壓的問題 。大巷采用小型礦車運輸，運輸能力有限，而采區生產能力提升后，就會出現煤炭在煤倉中積壓的情況 。只有當裝車站通過能力和大巷運輸能力與采區生產能力相匹配時，才能確定出合理的煤倉容量，保證整個煤炭運輸系統的高效運行 。比如，某采區裝車站每小時能裝載 150t 煤炭，大巷運輸能力為每小時 180t，采區高峰生產能力為每小時 200t ，經過計算，確定煤倉容量為 800t，在這種情況下，即使在采區高峰生產時段，也能保證煤炭的順利存儲與運輸 。

煤倉容量與采礦效率的關系

保障連續生產

在采礦作業中，合適的煤倉容量是保障連續生產的關鍵要素。采煤工作面的煤炭產出過程并非是勻速穩定的，會受到設備運行狀況、地質條件變化等多種因素影響。例如，當采煤機在遇到煤層斷層、頂板破碎等復雜地質條件時，采煤效率會有所下降，但在地質條件良好的區域，采煤機可以高速運行，短時間內產出大量煤炭。若煤倉容量過小，一旦采煤機處于高產狀態，煤倉很快就會被填滿，后續開采出的煤炭無處儲存，采煤工作面就不得不停止作業，等待煤倉騰出空間，這就導致了生產中斷。而當煤倉容量足夠大時，即使在采煤機高產時段，也能容納大量煤炭，采煤工作面可以持續作業，保證了煤炭開采的連續性。同樣，在煤炭運輸環節，運輸設備也可能出現故障、維修等情況導致運輸暫時中斷。若此時有足夠容量的煤倉，就可以將采煤工作面開采出的煤炭暫時儲存起來，避免因運輸中斷而使采煤工作停滯，確保整個采礦作業流程的順利進行。

提高設備利用率

足夠的煤倉容量對提升采掘設備和運輸系統的利用率有著顯著作用。對于采掘設備而言，當煤倉容量充足時，采煤機、掘進機等設備可以按照自身的最佳工作節奏運行，無需因煤倉滿倉而頻繁停機等待。以采煤機為例，其在運行過程中，頻繁的啟動和停止不僅會降低采煤效率，還會增加設備的磨損和能耗。有了合適容量的煤倉，采煤機可以持續采煤，減少不必要的停機次數，從而提高了設備的工作時間和采煤量，進而提升了采掘設備的利用率。從運輸系統角度來看，煤倉可以起到調節運輸量的作用。當運輸系統的某個環節出現運輸能力不足時，煤倉可以儲存多余的煤炭，避免煤炭在采掘工作面堆積，影響采掘設備的正常工作。比如，大巷運輸的礦車數量有限，在煤炭產量高峰期，無法及時將所有煤炭運走，此時煤倉就可以儲存部分煤炭，使采掘設備繼續工作。等運輸系統恢復正常運輸能力后，再將煤倉中的煤炭運出，這樣就保證了運輸系統的穩定運行，提高了運輸設備的利用率。此外，合理的煤倉容量還可以使不同運輸環節之間更好地銜接，減少因運輸不匹配而導致的設備閑置時間，進一步提高整個運輸系統的效率。

煤倉容量設計案例分析

以某現代化大型煤礦為例，該煤礦采用綜采工藝，生產能力較高。在煤倉容量設計時，首先依據采煤能力進行計算。其采煤工作面長度L為 250m，采高M為 3.5m，進刀深度B為 0.7m，煤的體積質量γ為 1.35t/m³ ，采面采出率C?為 96%，防漏風留煤量Q?取 8t，同采工作面數n為 1（因采用綜采，同采工作面系數K? = 1） 。根據公式Q = Q? + LMBγC?K?n，計算可得Q = 8 + 250×3.5×0.7×1.35×0.96×1 = 835.7t 。

 

按采區高峰能力計算時，采區高峰生產能力Qh為 400t/h，采區裝車站通過能力Q為 300t/h，采區高峰生產延續時間thc為 1.3h，不均衡系數ad取 1.15，防漏風留煤量Q?為 8t 。根據公式Q = Q? + (Qh - Q)thc·ad，計算得出Q = 8 + (400 - 300)×1.3×1.15 = 157.5t 。

綜合考慮三種計算方式，并結合該煤礦的實際生產情況與發展規劃，最終確定煤倉容量為 800t 。在實際運行過程中，該煤倉有效地保障了采煤工作面的連續生產。在采煤機高產時段，煤倉能夠儲存多余的煤炭，避免了因煤倉滿倉而導致的采煤機停機；同時，在運輸系統出現短暫故障時，煤倉中的煤炭也能保證后續生產的順利進行，確保了整個煤礦生產系統的高效穩定運行，提高了煤炭的生產效率與經濟效益 。通過這個案例可以看出，在煤倉容量設計時，需要綜合運用多種計算方法，并充分考慮各種實際因素，才能確定出最適合煤礦生產的煤倉容量 。

小結

煤倉容量的確定是一個復雜且關鍵的過程，它緊密關聯著采礦作業的各個環節。從計算方法來看，按采煤能力計算可精準把握采煤作業中單次割煤產量對煤倉容量的需求；按大巷裝車能力計算，能依據大巷運輸的實際情況，確定煤倉在裝車站運行節奏下所需的容量；按采區高峰能力計算，則著重考慮了采區在高峰生產時段的特殊情況，以保證生產的連續性。這些計算方法相互補充，為確定合理的煤倉容量提供了科學依據。影響煤倉容量的因素眾多，采區生產能力是主導因素，其大小直接決定了煤倉需要儲存煤炭量的多少；裝車站與大巷運輸能力則從煤炭輸出的角度，影響著煤倉容量的確定，只有當三者相互匹配時，才能實現煤炭生產與運輸的高效銜接。合理的煤倉容量對采礦效率有著極大的提升作用，它不僅能保障采礦作業的連續進行，避免因煤炭存儲與運輸不暢導致的生產中斷，還能提高采掘設備和運輸系統的利用率，減少設備的閑置與損耗，降低生產成本。