礦井掘進機電設備節能措施研究

吳艷鵬

（山西焦煤西山煤電官地礦，山西太原030000）

引言

大量掘進機電設備在礦井生產中的應用不僅大幅提高了礦井生產效率，使得礦井煤炭產量持續增長，而且更好地保障了煤礦開采的安全性，煤礦開采質量不斷提高，但在實際生產中，機電設備的廣泛應用也帶來了不少問題，如礦井生產耗油、耗水、耗電量急劇上升，造成的環境污染問題越來越嚴重。對此，為促進煤礦開采的長期健康可持續發展，國家特地制定了相關政策，以更好地引導礦井生產。但基于實際因素的影響，很多管理方案與技術優化方案很難具體貫徹落實，同時在新政策、新管理模式以及新技術的實際推行中也遇到了很多問題，以致礦井掘進機電設備在實際應用中產生了嚴重的能源浪費及環境污染問題，這相悖于我國“十二五”期間提出的煤礦節能減排發展理念，因此，積極研究礦井掘進機電設備節能降耗措施迫在眉睫。

1 礦井掘進機電設備的選用

1.1 節能變壓器

當前，就各礦井變壓器應用現狀而言，S7型變壓器是很多礦井主要應用的變壓器，該變壓器已屬于一種早期生產的變壓器，較落后，在實際工作時不僅會發出較大噪音，形成噪音污染，而且會耗費大量電能，浪費電能。目前，隨著我國變壓器節能技術的飛速發展，生產出很多新型節能變壓器，這些變壓器在功能、能耗方面都比S7型變壓器優良很多。如常見的S15系列變壓器，消耗的電能就相對較少，且噪音小，它主要是用全新非晶合金材料制成的[1-2]。圖1為常見的S系列變壓器中S7型、S11型、S13型、S14型、S15型具體空載損耗情況與負載損耗情況，通過對比，可清楚地了解到它們的各種損耗情況。因此，在實際生產中，各礦井應依據自身實際情況，合理地更新淘汰舊式變壓器，選用新型變壓器。

1.2 輸送控制系統

就各礦井傳輸裝置而言，當前很多礦井都是依據煤礦流動方向來布設礦井傳輸裝置的，導致礦井掘進機電設備連續工作，從而該傳輸裝置運行模式會耗費大量電能，造成嚴重的電能損耗。對此，可通過在原輸送設備上裝設高度感應系統，借助該裝置來自動檢測感應煤炭運輸情況，依據具體煤炭量來確定運行與否，這樣可科學、合理地解決輸送裝置一直連續運行問題，顯著降低輸送裝置耗費的電能。

1.3 節能電動機

在選用電動機時，應優先選用借助新型材料進行改進后的節能性能更優良的電動機，這樣的電動機工作時產生的能源損耗更少[3]。同時所選的電動機節能設備應更高效，這樣可利用其熱能效益以及降低電磁能等方式，來使電動機的工作運行效率得到進一步提高，這與礦井節能降耗發展策略相符。

圖1 S7、S11、S13、S15變壓器空載損耗、負載損耗比較圖

2 礦井掘進設備的強化管理

2.1 充分應用礦井機電設備

從各礦井當前消耗的總能源來看，有很大一部分能源消耗為設備運行所消耗的電能，設備整體運行效率普遍偏低[4]。對此，在實際生產中，相關技術人員首先應對機械設備工作原理進行深入了解，并按相關操作規程科學操作，使機械設備的運行潛能得到充分發揮，有效降低各種不必要能耗，如應嚴格控制機械設備運行速度，最好讓設備處于勻速運行，這樣可使設備機械能耗更低。

2.2 提高礦井掘進機電設備功率因數

礦井掘進機電設備實際運行效率的高低受功率因數的影響較嚴重。據相關部門研究顯示，在國內各礦井中，有將近2/3的礦井實際供電功率因數偏低，這樣在實際供電作業中，必然會產生大量的無用功率[5]。供電質量的低劣大幅增加了礦井電能損耗。對此，企業可通過給礦井掘進機電設備裝設一種就地補償裝置，這樣可顯著提高礦井供電功率因數，使機電設備損耗變小，以實現礦井機電設備的節能降耗。

2.3 縮減低壓供電距離

設備在工作過程中，礦井生產中掘進機電設備功率一定，工作電流量與供電電壓成反比，也就是當供電電壓越高時，耗費的供電電流將越少。若礦井低壓供電線路過長，線路阻抗也會增大，這樣會損失更多電能。對此，可適當提高供電電壓，使工作電流損耗變小，同時可通過合理縮減低壓供電距離，來使電能損耗降低。

2.4 強化維護礦井掘進機電設備

礦井作業環境惡劣，存在大量的灰塵、瓦斯氣體且陰暗潮濕，這些因素易對礦井掘進機電設備性能產生影響，以致引發設備故障，這會在某種程度上增大礦井能源消耗。對此，在實際生產中，必須做好機電設備的日常檢查維護工作，以確保設備正常運行，并達到預期運行效率；與此同時，應做好設備內部清潔工作，及時給設備添加機油、加注潤滑油等，以防設備因能源不足而產生各種故障，進而增加設備維護成本，使設備能源消耗增大。

2.5 節約水及乳化液用量

當前，很多礦井在進行采煤作業時，若遇到堅硬巖石，大多會選擇采用乳化液噴霧來軟化巖石，以更便于開采作業，因此，很多礦井在生產作業中都應用了乳化液泵噴霧來協助生產。但就實際應用現狀而言，人們在應用乳化液噴霧時，存在很多不合理現象，如很多礦井在啟動機電設備的同時也會把乳化液泵打開，使得乳液泵的應用缺乏針對性，這樣乳化液泵長時間的運行，必然會浪費大量的電能、水資源以及乳化液體。因此，必須強化乳化液泵管理，應先對礦井地質條件進行準確勘測，進而針對性地應用乳化液泵站，謹防所用乳化液泵站出現長期無意義運行情況，同時，應對乳化液用量進行嚴格控制，以進一步降低乳化液泵站能源損耗，實現最終的節能目的。

3 結語

礦井掘進機電設備屬于礦井的主要耗能設備，要想使其實現節能降耗，一方面在選用掘進機電設備時，應優先選用節能效果好、工作性能優良的機電設備，另一方面應嚴格按設備操作規程作業，并做好設備的日常維護保養工作。只有這樣才能使礦井掘進機電設備更節能，進而顯著降低礦井生產成本，更好地促進煤礦企業的長期健康可持續發展。

[1]李健偉.煤礦井下掘進設備的節能方式應用研究[J].科技創新與應用，2013（3）：45-47.

[2]鄭建義.關于煤礦井下掘進機電設備的節能對策分析[J].能源與節能，2016（2）：117-118.

[3]茹盼.論煤礦機電設備的節能技術[J]科技致富向導，2012（21）：261.

[4]王艷坤.煤礦井下掘進機電設備的節能環保對策探析[J].科技展望，2014（7）：88-91.

[5]李小蓉.煤礦企業機電設備的節能降噪措施探究[J].技術與市場，2015（6）：45-48.