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摘要：節(jié)能減損是煤礦井下掘進(jìn)機(jī)電設(shè)備值得關(guān)心的問題，是井下一項(xiàng)重要工作，直接關(guān)系井下的管理水平和經(jīng)濟(jì)效益。從煤礦井下掘進(jìn)機(jī)電設(shè)備使用現(xiàn)狀入手分析，從多方面詳細(xì)探討煤礦井下掘進(jìn)機(jī)電設(shè)備節(jié)能措施，以期使煤礦井下掘進(jìn)機(jī)電設(shè)備節(jié)能減損控制效果更好。

關(guān)鍵詞：煤礦井下；掘進(jìn)機(jī)電設(shè)備；節(jié)能措施；現(xiàn)狀；對策

0引言

隨著科技水平不斷進(jìn)步，在滿足產(chǎn)量的情況下，企業(yè)和社會對煤炭開采過程中的環(huán)境保護(hù)問題和電能消耗問題有了更多要求。開采過程中，企業(yè)亟待解決掘進(jìn)機(jī)電設(shè)備等主要開采工程設(shè)備耗電量過高的問題，如能解決這一技術(shù)困難，將在很大程度上實(shí)現(xiàn)電力資源節(jié)約[1]。

1煤礦井下掘進(jìn)機(jī)電設(shè)備使用現(xiàn)狀

掘進(jìn)機(jī)電設(shè)備的使用情況與中國煤礦企業(yè)管理、操作情況有密切關(guān)系。目前為滿足國內(nèi)煤炭供應(yīng)、儲備需求，中國出臺了一系列政策、計(jì)劃，企業(yè)也制定了相應(yīng)年度計(jì)劃，但由于中國煤礦企業(yè)在管理過程中無法保證技術(shù)管理的有效性，甚至無法正確推進(jìn)技術(shù)管理進(jìn)程，導(dǎo)致中國煤礦企業(yè)管理水平不高，煤礦井下掘進(jìn)機(jī)電設(shè)備使用效率較低，專業(yè)設(shè)備與國際一流水準(zhǔn)存在差距，國內(nèi)較先進(jìn)的技術(shù)也因管理溝通不暢等問題而不能最短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)技術(shù)共享。

2煤礦井下掘進(jìn)機(jī)電設(shè)備節(jié)能措施

2.1科學(xué)選配采掘機(jī)電的供電設(shè)備

2.1.1選擇變壓器及變壓器容量

在中國，企業(yè)從環(huán)境保護(hù)的社會責(zé)任感出發(fā)，往往會選擇節(jié)能化的變壓器設(shè)備，根據(jù)井下操作環(huán)境不同，變壓器還可以使用干式化的變壓器設(shè)備或油浸式的變壓器設(shè)備。變壓器是井下煤礦作業(yè)的主要供電設(shè)備，企業(yè)在選擇變壓器設(shè)備時(shí)，首先要考慮其能否為井下作業(yè)提供充足動力，其次要根據(jù)不同運(yùn)載環(huán)境來選擇變壓器材質(zhì)，減少空載運(yùn)行現(xiàn)象。目前中國大部分煤炭開采企業(yè)都有良好的環(huán)保意識和社會責(zé)任感，但還是有部分私人開采的煤礦及小型煤礦在開采時(shí)罔顧社會效益和自然壓力，單純地追求利益最大化，選擇變壓器時(shí)，不考慮環(huán)境保護(hù)問題，仍舊使用高電能消耗的變壓器設(shè)備，部分企業(yè)為節(jié)約固定投資，甚至仍舊使用已淘汰的、沒有節(jié)能功能的油浸式變壓器設(shè)備，導(dǎo)致電力資源浪費(fèi)嚴(yán)重。目前IGS9231型變壓器已在部分企業(yè)煤礦井投入使用，通過數(shù)據(jù)監(jiān)控對比，可知這種較為節(jié)能的變壓器每臺較普通變壓器能節(jié)約8400kW•h的電量，這種型號變壓器的推廣及進(jìn)一步升級成為目前煤炭行業(yè)升級的標(biāo)志之一。如煤礦企業(yè)仍使用老舊變壓器設(shè)備，其工作時(shí)負(fù)荷率不到30%，極大地浪費(fèi)電力資源、時(shí)間成本、消耗固定資本。目前非晶合金材料是一種主要的、用于變壓器制作的原材料，這種材料能在變壓器運(yùn)行時(shí)減少不必要的蜂鳴聲，降低電力資源的不必要消耗。采用非晶合金材料的變壓器目前有S11和S15兩個(gè)系列，更換這兩個(gè)系列的變壓器可以為企業(yè)降低電力消耗的成本，增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益[2]。

2.1.2煤炭輸送機(jī)的選擇

煤炭輸送機(jī)是煤礦井下作業(yè)鋪設(shè)較長的一種設(shè)備，目前主流煤炭輸送機(jī)有帶式輸送機(jī)和刮板輸送機(jī)。帶式輸送機(jī)的代表機(jī)型是SJ-80型號輸送機(jī)，刮板輸送機(jī)的代表型號是AGW-80T型號輸送機(jī)，在實(shí)際操作運(yùn)轉(zhuǎn)中，SJ-80型號輸送機(jī)比AGW-80T型號輸送機(jī)每小時(shí)能多運(yùn)350t煤炭，且運(yùn)輸距離要長860m，通過數(shù)據(jù)對比，可以得出在同樣的電力消耗下，帶式煤炭輸送機(jī)可以完成更遠(yuǎn)距離的輸送且效率更高，帶式輸送機(jī)可以為企業(yè)和社會節(jié)約更多電力資源。

2.2選擇合理的供電電壓

根據(jù)物理原理可知，在用電設(shè)備功率固定時(shí)，供電設(shè)備提供的電壓和用電設(shè)備工作中的電流成反比例關(guān)系，即電壓越大，用電設(shè)備工作中的電流越小，意味著較高的供電電壓能為設(shè)備帶來較理想的電流使用效率、降低設(shè)備功率、達(dá)到節(jié)能目的。目前主流煤礦開采企業(yè)都將供電電壓提高到660V和1140V，條件允許的情況下更多地使用1140V的供電電壓，甚至一些情況下還可以使用3300V的供電電壓，電壓越高，在線路傳輸時(shí)耗損的電量就越小。特別是在井下作業(yè)，輸電線路往往鋪設(shè)長度以公里計(jì)數(shù)，這就要求供電電壓傳輸速度快。但過于冗長的輸電線路仍會大量耗損電能，因此在條件允許的情況下，建議企業(yè)設(shè)立、使用移動變電站，供電設(shè)備與用電設(shè)備協(xié)同作業(yè)，縮短二者之間的距離，減少輸送過程中電能耗損，達(dá)到降低能耗、提高效率的目的。

2.3盡可能應(yīng)用變頻調(diào)速節(jié)能設(shè)備

a)在采煤機(jī)中的應(yīng)用。目前較先進(jìn)的是回饋型四象限運(yùn)行的交流變頻調(diào)速采煤技術(shù)。這種技術(shù)常用于牽引式采煤機(jī)，通過實(shí)際操作實(shí)驗(yàn)，可以得出這種采煤技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)有：(a)能夠平衡和控制變頻器，無論其是否處于額定轉(zhuǎn)速下；(b)可以較大范圍內(nèi)調(diào)整力矩，穩(wěn)定牽引；(c)操作簡單方便；b)在提升機(jī)中的應(yīng)用。提升機(jī)變頻調(diào)節(jié)主要是四象限運(yùn)行技術(shù)，同時(shí)提升機(jī)還采用了無速度傳感器矢量控制方式，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)字化控制，同時(shí)企業(yè)還配備了數(shù)字化控制的專門軟件，方便操作。同時(shí)根據(jù)電路設(shè)置還可以完成遠(yuǎn)程操作作業(yè)，老式提升機(jī)存在過壓、欠壓、過流、電機(jī)缺相等問題，但通過技術(shù)革新，這些問題都被逐一解決，礦業(yè)公司也進(jìn)入了節(jié)能新時(shí)代；c)在膠帶輸送機(jī)和電鏟中的應(yīng)用。老式皮帶運(yùn)輸機(jī)存在啟動、運(yùn)行、制動失控問題，這些問題除了導(dǎo)致電力不必要損耗外，還有巨大的安全隱患。目前四象限變頻調(diào)速技術(shù)與膠帶輸送機(jī)結(jié)合后，這些問題都被解決，延長了使用壽命。電鏟操作通過四象限變頻調(diào)速技術(shù)也得到突破，避免電鏟動力不足、過度操作等問題；d)在風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用。風(fēng)機(jī)節(jié)能是煤礦企業(yè)一直關(guān)注的問題，環(huán)境不同，需要的風(fēng)量也是不同的，但過去風(fēng)機(jī)不能智能變頻，產(chǎn)生了很多不必要的損耗。目前變頻器在中國煤礦風(fēng)機(jī)節(jié)能改造中有較廣泛的運(yùn)用，降低了最低轉(zhuǎn)速，提高了安全性能。通過企業(yè)1a的對比測量，得出結(jié)論，在采用變頻風(fēng)機(jī)后，企業(yè)節(jié)約電費(fèi)56×104元，同時(shí)提高企業(yè)事故預(yù)警能力，明顯降低危險(xiǎn)警報(bào)的次數(shù)。

2.4科學(xué)使用管理機(jī)電設(shè)備

a)提升電機(jī)設(shè)備功率因素。在現(xiàn)實(shí)工作中，是否能夠及時(shí)供電及保證供電質(zhì)量，主要是由供電設(shè)備功率決定的。在調(diào)查中，供電功率較低是煤炭企業(yè)供電效率不高的主要原因，會在供電過程中產(chǎn)生大量無功電流，且不能保證電壓穩(wěn)定，一方面對硬件設(shè)備產(chǎn)生負(fù)面作用，嚴(yán)重影響其使用壽命；另一方面也不利于設(shè)備正常運(yùn)行，往往會出現(xiàn)“大馬拉小車”的現(xiàn)象。針對這種情況，可以采用雙電機(jī)配合運(yùn)行的做法，從一定程度上保證工作順利完成。還可以通過設(shè)備“瘦身”進(jìn)行工作方面的調(diào)整，比如降低設(shè)備額定功率和額定電壓，雖然這會使設(shè)備工作效率縮水，但可以在不改變供電系統(tǒng)的情況下，使設(shè)備正常發(fā)揮作用；b)開發(fā)現(xiàn)有機(jī)械潛力。開發(fā)機(jī)械設(shè)備潛力，首先要充分了解設(shè)備，并熟悉設(shè)備具體功能和作用，這樣才能做到有的放矢地改造。機(jī)電設(shè)備耗能主要是在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的，出現(xiàn)發(fā)熱等現(xiàn)象，是耗能的主要原因，這種耗能對生產(chǎn)來說是無意義的，但這種耗能要占整體耗能的40%左右。所以，在機(jī)械設(shè)備日常維護(hù)時(shí)，要注意機(jī)油、潤滑油添加和設(shè)備內(nèi)部清潔，在工作中保持機(jī)械設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行，在停車和開車時(shí)，要緩慢操作，避免時(shí)快時(shí)慢的現(xiàn)象，以有效降低機(jī)械耗能。

3結(jié)語

中國能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展逐漸集中到新能源和清潔能源領(lǐng)域，煤炭行業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)的總體占比中逐漸下降，這是煤炭行業(yè)必須面對的事實(shí)。在這種背景下，煤炭行業(yè)內(nèi)部必須優(yōu)化發(fā)展自身體制，更新發(fā)展理念，控制發(fā)展成本。從節(jié)能角度對煤炭行業(yè)的發(fā)展提出了建議，希望能由此提升煤炭行業(yè)利潤空間，促進(jìn)其健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

［1］何善義，李進(jìn)朋.礦井提升系統(tǒng)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用［J］.硅谷，2012(7)：31-32.

［2］王濤，劉利.煤礦井下采掘機(jī)電設(shè)備的節(jié)電途徑與措施［J］.能源技術(shù)與管理，2012(4)：100-102.

作者：鄭建義 單位：山西晉城無煙煤礦業(yè)集團(tuán)寺河煤礦