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

關(guān)鍵詞：煤礦井下；掘進機電設(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)亟待解決掘進機電設(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，將在很大程度上實現(xiàn)電力資源節(jié)約[1]。

1煤礦井下掘進機電設(shè)備使用現(xiàn)狀

掘進機電設(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、計劃，企業(yè)也制定了相應(yīng)年度計劃，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，甚至無法正確推進技術(shù)管理進程，導(dǎo)致中國煤礦企業(yè)管理水平不高，煤礦井下掘進機電設(shè)備使用效率較低，專業(yè)設(shè)備與國際一流水準存在差距，國內(nèi)較先進的技術(shù)也因管理溝通不暢等問題而不能最短時間內(nèi)實現(xiàn)技術(shù)共享。

2煤礦井下掘進機電設(shè)備節(jié)能措施

2.1科學(xué)選配采掘機電的供電設(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，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)不同運載環(huán)境來選擇變壓器材質(zhì)，減少空載運行現(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，不考慮環(huán)境保護問題，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)致電力資源浪費嚴重。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一步升級成為目前煤炭行業(yè)升級的標志之一。如煤礦企業(yè)仍使用老舊變壓器設(shè)備，其工作時負荷率不到30%，極大地浪費電力資源、時間成本、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行時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S15兩個系列，更換這兩個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)濟效益[2]。

2.1.2煤炭輸送機的選擇

煤炭輸送機是煤礦井下作業(yè)鋪設(shè)較長的一種設(shè)備，目前主流煤炭輸送機有帶式輸送機和刮板輸送機。帶式輸送機的代表機型是SJ-80型號輸送機，刮板輸送機的代表型號是AGW-80T型號輸送機，在實際操作運轉(zhuǎn)中，SJ-80型號輸送機比AGW-80T型號輸送機每小時能多運350t煤炭，且運輸距離要長860m，通過數(shù)據(jù)對比，可以得出在同樣的電力消耗下，帶式煤炭輸送機可以完成更遠距離的輸送且效率更高，帶式輸送機可以為企業(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，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)在采煤機中的應(yīng)用。目前較先進的是回饋型四象限運行的交流變頻調(diào)速采煤技術(shù)。這種技術(shù)常用于牽引式采煤機，通過實際操作實驗，可以得出這種采煤技術(shù)的優(yōu)點有：(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)在提升機中的應(yīng)用。提升機變頻調(diào)節(jié)主要是四象限運行技術(shù)，同時提升機還采用了無速度傳感器矢量控制方式，實現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)字化控制，同時企業(yè)還配備了數(shù)字化控制的專門軟件，方便操作。同時根據(jù)電路設(shè)置還可以完成遠程操作作業(yè)，老式提升機存在過壓、欠壓、過流、電機缺相等問題，但通過技術(shù)革新，這些問題都被逐一解決，礦業(yè)公司也進入了節(jié)能新時代；c)在膠帶輸送機和電鏟中的應(yīng)用。老式皮帶運輸機存在啟動、運行、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)機中的應(yīng)用。風(fēng)機節(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)機節(jié)能改造中有較廣泛的運用，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)機后，企業(yè)節(jié)約電費56×104元，同時提高企業(yè)事故預(yù)警能力，明顯降低危險警報的次數(shù)。

2.4科學(xué)使用管理機電設(shè)備

a)提升電機設(shè)備功率因素。在現(xiàn)實工作中，是否能夠及時供電及保證供電質(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)生負面作用，嚴重影響其使用壽命；另一方面也不利于設(shè)備正常運行，往往會出現(xiàn)“大馬拉小車”的現(xiàn)象。針對這種情況，可以采用雙電機配合運行的做法，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)有機械潛力。開發(fā)機械設(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。機電設(shè)備耗能主要是在運行時出現(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，在機械設(shè)備日常維護時，要注意機油、潤滑油添加和設(shè)備內(nèi)部清潔，在工作中保持機械設(shè)備穩(wěn)定運行，在停車和開車時，要緩慢操作，避免時快時慢的現(xiàn)象，以有效降低機械耗能。

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)濟的總體占比中逐漸下降，這是煤炭行業(yè)必須面對的事實。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，促進其健康發(fā)展。

參考文獻：

［1］何善義，李進朋.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)集團寺河煤礦