煤矿井下掘进机电设备节能对策分析

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摘要：节能减损是煤矿井下掘进机电设备值得关心的问题，是井下一项重要工作，直接关系井下的管理水平和经济效益。从煤矿井下掘进机电设备使用现状入手分析，从多方面详细探讨煤矿井下掘进机电设备节能措施，以期使煤矿井下掘进机电设备节能减损控制效果更好。

关键词：煤矿井下；掘进机电设备；节能措施；现状；对策

0引言

随着科技水平不断进步，在满足产量的情况下，企业和社会对煤炭开采过程中的环境保护问题和电能消耗问题有了更多要求。开采过程中，企业亟待解决掘进机电设备等主要开采工程设备耗电量过高的问题，如能解决这一技术困难，将在很大程度上实现电力资源节约[1]。

1煤矿井下掘进机电设备使用现状

掘进机电设备的使用情况与中国煤矿企业管理、操作情况有密切关系。目前为满足国内煤炭供应、储备需求，中国出台了一系列政策、计划，企业也制定了相应年度计划，但由于中国煤矿企业在管理过程中无法保证技术管理的有效性，甚至无法正确推进技术管理进程，导致中国煤矿企业管理水平不高，煤矿井下掘进机电设备使用效率较低，专业设备与国际一流水准存在差距，国内较先进的技术也因管理沟通不畅等问题而不能最短时间内实现技术共享。

2煤矿井下掘进机电设备节能措施

2.1科学选配采掘机电的供电设备

2.1.1选择变压器及变压器容量

在中国，企业从环境保护的社会责任感出发，往往会选择节能化的变压器设备，根据井下操作环境不同，变压器还可以使用干式化的变压器设备或油浸式的变压器设备。变压器是井下煤矿作业的主要供电设备，企业在选择变压器设备时，首先要考虑其能否为井下作业提供充足动力，其次要根据不同运载环境来选择变压器材质，减少空载运行现象。目前中国大部分煤炭开采企业都有良好的环保意识和社会责任感，但还是有部分私人开采的煤矿及小型煤矿在开采时罔顾社会效益和自然压力，单纯地追求利益最大化，选择变压器时，不考虑环境保护问题，仍旧使用高电能消耗的变压器设备，部分企业为节约固定投资，甚至仍旧使用已淘汰的、没有节能功能的油浸式变压器设备，导致电力资源浪费严重。目前IGS9231型变压器已在部分企业煤矿井投入使用，通过数据监控对比，可知这种较为节能的变压器每台较普通变压器能节约8400kW•h的电量，这种型号变压器的推广及进一步升级成为目前煤炭行业升级的标志之一。如煤矿企业仍使用老旧变压器设备，其工作时负荷率不到30%，极大地浪费电力资源、时间成本、消耗固定资本。目前非晶合金材料是一种主要的、用于变压器制作的原材料，这种材料能在变压器运行时减少不必要的蜂鸣声，降低电力资源的不必要消耗。采用非晶合金材料的变压器目前有S11和S15两个系列，更换这两个系列的变压器可以为企业降低电力消耗的成本，增加企业经济效益[2]。

2.1.2煤炭输送机的选择

煤炭输送机是煤矿井下作业铺设较长的一种设备，目前主流煤炭输送机有带式输送机和刮板输送机。带式输送机的代表机型是SJ-80型号输送机，刮板输送机的代表型号是AGW-80T型号输送机，在实际操作运转中，SJ-80型号输送机比AGW-80T型号输送机每小时能多运350t煤炭，且运输距离要长860m，通过数据对比，可以得出在同样的电力消耗下，带式煤炭输送机可以完成更远距离的输送且效率更高，带式输送机可以为企业和社会节约更多电力资源。

2.2选择合理的供电电压

根据物理原理可知，在用电设备功率固定时，供电设备提供的电压和用电设备工作中的电流成反比例关系，即电压越大，用电设备工作中的电流越小，意味着较高的供电电压能为设备带来较理想的电流使用效率、降低设备功率、达到节能目的。目前主流煤矿开采企业都将供电电压提高到660V和1140V，条件允许的情况下更多地使用1140V的供电电压，甚至一些情况下还可以使用3300V的供电电压，电压越高，在线路传输时耗损的电量就越小。特别是在井下作业，输电线路往往铺设长度以公里计数，这就要求供电电压传输速度快。但过于冗长的输电线路仍会大量耗损电能，因此在条件允许的情况下，建议企业设立、使用移动变电站，供电设备与用电设备协同作业，缩短二者之间的距离，减少输送过程中电能耗损，达到降低能耗、提高效率的目的。

2.3尽可能应用变频调速节能设备

a)在采煤机中的应用。目前较先进的是回馈型四象限运行的交流变频调速采煤技术。这种技术常用于牵引式采煤机，通过实际操作实验，可以得出这种采煤技术的优点有：(a)能够平衡和控制变频器，无论其是否处于额定转速下；(b)可以较大范围内调整力矩，稳定牵引；(c)操作简单方便；b)在提升机中的应用。提升机变频调节主要是四象限运行技术，同时提升机还采用了无速度传感器矢量控制方式，实现系统数字化控制，同时企业还配备了数字化控制的专门软件，方便操作。同时根据电路设置还可以完成远程操作作业，老式提升机存在过压、欠压、过流、电机缺相等问题，但通过技术革新，这些问题都被逐一解决，矿业公司也进入了节能新时代；c)在胶带输送机和电铲中的应用。老式皮带运输机存在启动、运行、制动失控问题，这些问题除了导致电力不必要损耗外，还有巨大的安全隐患。目前四象限变频调速技术与胶带输送机结合后，这些问题都被解决，延长了使用寿命。电铲操作通过四象限变频调速技术也得到突破，避免电铲动力不足、过度操作等问题；d)在风机中的应用。风机节能是煤矿企业一直关注的问题，环境不同，需要的风量也是不同的，但过去风机不能智能变频，产生了很多不必要的损耗。目前变频器在中国煤矿风机节能改造中有较广泛的运用，降低了最低转速，提高了安全性能。通过企业1a的对比测量，得出结论，在采用变频风机后，企业节约电费56×104元，同时提高企业事故预警能力，明显降低危险警报的次数。

2.4科学使用管理机电设备

a)提升电机设备功率因素。在现实工作中，是否能够及时供电及保证供电质量，主要是由供电设备功率决定的。在调查中，供电功率较低是煤炭企业供电效率不高的主要原因，会在供电过程中产生大量无功电流，且不能保证电压稳定，一方面对硬件设备产生负面作用，严重影响其使用寿命；另一方面也不利于设备正常运行，往往会出现“大马拉小车”的现象。针对这种情况，可以采用双电机配合运行的做法，从一定程度上保证工作顺利完成。还可以通过设备“瘦身”进行工作方面的调整，比如降低设备额定功率和额定电压，虽然这会使设备工作效率缩水，但可以在不改变供电系统的情况下，使设备正常发挥作用；b)开发现有机械潜力。开发机械设备潜力，首先要充分了解设备，并熟悉设备具体功能和作用，这样才能做到有的放矢地改造。机电设备耗能主要是在运行时出现的，出现发热等现象，是耗能的主要原因，这种耗能对生产来说是无意义的，但这种耗能要占整体耗能的40%左右。所以，在机械设备日常维护时，要注意机油、润滑油添加和设备内部清洁，在工作中保持机械设备稳定运行，在停车和开车时，要缓慢操作，避免时快时慢的现象，以有效降低机械耗能。

3结语

中国能源产业的发展逐渐集中到新能源和清洁能源领域，煤炭行业在国民经济的总体占比中逐渐下降，这是煤炭行业必须面对的事实。在这种背景下，煤炭行业内部必须优化发展自身体制，更新发展理念，控制发展成本。从节能角度对煤炭行业的发展提出了建议，希望能由此提升煤炭行业利润空间，促进其健康发展。

参考文献：

［1］何善义，李进朋.矿井提升系统在煤矿生产中的应用［J］.硅谷，2012(7)：31-32.

［2］王涛，刘利.煤矿井下采掘机电设备的节电途径与措施［J］.能源技术与管理，2012(4)：100-102.

作者：郑建义 单位：山西晋城无烟煤矿业集团寺河煤矿