煤礦井下掘進機電設備的節能環保技術探析

沈靜偉

（山西長平煤業有限責任公司礦建五隊， 山西 晉城 048400）

引言

當前社會在發展過程中對煤炭資源的需求量在持續增加，與此同時導致電能損耗過度，并且對環境造成了嚴重污染，而在采煤過程中掘進機是最為關鍵的設備，因此需要進行掘進機的改造與優化，使其具備節能降耗的功能，本文對此進行了具體分析。

1 機電設備選擇

1.1 變壓器及容量

動力變壓器是煤礦井下施工最為關鍵的供電設備，在選擇該類設備的過程中主要有兩點依據，一是確保變壓器本身的動力能夠符合采煤施工的基本要求，二是變壓器能夠有效節約能源。目前符合這兩點要求的設備可分為兩種，分別是節能化與干式化，如果操作環境較為特殊，可選擇油浸式設備，但在運用該類設備的過程中必須確保其能夠節約能源。另外，結合我國當前的采煤情況來看，部分小規模煤礦所采用的設備對電能的消耗量較高，這主要是因為小規模煤礦在采煤過程中僅考慮的是自身的利益，而未能從節能環保的角度進行設備的選擇，最終使得能源流失問題十分嚴重。另外，從整體情況來看，多數煤礦所使用的變壓器空載運行現象十分普遍，且設備負荷率均低于30%[1]，這樣的操作方式不僅造成了電能的嚴重浪費，同時還使得設備始終處于無用功狀態，因此當前必須進行調整。另外，在選擇變壓器時還需要考慮經濟方面的因素，確保能夠為企業縮減施工成本，進而幫助企業獲取更高的經濟效益。另外，當前變壓器處于持續更新的狀態，并且已經成功研制出了非晶合金變壓器，其不僅能夠降低電能的損耗量，同時還可有效控制噪音，應用效果較好，因此可選擇該類型的變壓器。

1.2 節能電動機

在使用傳統電動機的過程中對能源的浪費現象較為嚴重，因此研究人員就對傳統電動機的優勢及缺陷進行了綜合性分析，進而在此基礎上進行了設備改造，成功研制出了新型電動機。在改造過程中選擇了一些具有節能效果的新型材料與技術，可有效降低電能損耗量。同時，新型設備還能夠降低電磁能，使得電動機的運行效率在原有基礎上明顯有所提升，并且也解決了噪音污染的問題。

2 供電電壓調整

在采煤過程中掘進機設備的供電電壓與電流始終成反比關系，這就使得一旦供電電壓出現問題，就會導致設備處于不穩定狀態，進而使得電路損耗量處于持續波動狀態，造成能源的嚴重浪費。為了使這種現象得到有效控制，可在原有基礎上適當升高電壓，并確保電壓能夠始終處于平穩狀態，這樣就能夠使設備電流不會出現波動，有效降低電路損耗量。為了使供電電壓的控制效果更好，在日常采礦的過程中需要加大對供電電壓的監測力度，確保其能夠處于平穩狀態。另外，可為掘進機配置移動類型的變電站[2]。這樣能夠使設備線路始終處于正常運行的狀態，進而使得能源過度消耗的現象得到控制。

3 機電設備管理

為了降低能源的損耗量，還需要制定一些科學有效的管理方式。具體來說，可從以下幾個方面入手。

1）由于采煤作業具有一定的難度，尤其是硬石的開采更容易使掘進設備受損，針對這一問題，在開采之前首先必須將乳化液噴灑于硬石表面，進而起到軟化硬石的作用[3]。但部分人員在未檢查礦石硬度的情況下就進行了乳化液的噴灑，導致浪費現象較為嚴重，應在此方面制定健全的管理制度，并且加大對操作人員的監管力度，確保其能夠合理運用乳化液。

2）當變壓器負荷率介于50%～70%之間時能夠有效提高工作效率，但在實際作業的過程中負載與功率較難控制。因此必須結合采煤作業的實際情況進行變壓器容量的選擇，以免出現負載過大和電能浪費的問題。

3）井下掘進環境極其復雜且濕度較高，而掘進設備多是由鋼、鐵等材質加工而成，這就使得設備的腐蝕情況較為嚴重。與此同時，工人也未能根據設備的工作情況定期進行維護，使得設備的損壞現象較為普遍并且使用期限較短。因此，當前最重要的是制定出健全的設備檢查與維護制度，確立責任制，增強工人的責任心理，加大定期檢查、清潔與維護設備力度，并針對設備中所存在的故障應及時進行維修處理，這樣就能有效提升設備的工作效率并延長設備的使用期限，同時還能起到節約能源的作用。

4 節能機電設備優化

當前在科學技術的推動下，掘進設備已經逐步實現智能化操作，并且設備均具有節能環保的作用，因此企業在采煤過程中除了考慮自身利益之外，還需要從節能環保的角度考慮，運用當前所研制出的一些新型節能設備，有效提高采煤效率。具體可采取以下三種方式。

4.1 采用節能型機電設備

對傳統的設備進行替換，代之以具有節能作用的變壓器與發動機。另外，非晶合金變壓器能夠降低空載與負載狀況下的電能損耗量，并且設備在工作過程中所產生的噪音較小，因此可推廣該類設備，促使其廣泛應用于采煤企業中。另外，節能式發動機同樣具有控制噪音及降低能耗的作用，因此也應促使企業轉變傳統的理念，運用新型發動機并進行推廣。

4.2 改造空壓機

對傳統的空壓機進行改造，彌補傳統活塞空壓機中的不足，代之以離心和螺桿兩種類型的設備。另外，需要對壓風管道系統中所存在的不足之處進行調整，將管道阻力降低至最小，這樣就能使漏風現象得到有效控制。另外，在改造空壓機時可通過變頻手段實現，這就需要對管道所承受的壓力進行全面分析，進而以此為依據調整設備的輸出功率，確保功率的變化能夠處在合理的范圍內。另外，應當確保設備內部的風量與用風量始終保持一致狀態，如果這兩者之間存在較大差異，在設備啟動與停止的過程中就會造成能源的過度損耗。

4.3 優化輸送機

當前需要對輸送機進行優化處理，主要原因在于社會多個領域對煤炭資源的需求量在持續增加，因此使得采煤作業的規模也在持續擴大，并且煤炭資源需要進行遠距離運輸，在此過程中就需要用到許多類型各不相同的輸送設備，進而使得輸送設備堆積現象較為嚴重，為了使這種現象得到控制，可采取集中式的控制方法。具體的操作方式是結合煤流反向進行延時處理，這樣能夠使煤堆壓頭的現象得到控制，同時也能避免輸送機處于空轉狀態[4]。另外，也可采取輸送機隨機運轉的處理措施，不僅能夠解決設備空轉問題，同時還能避免發動機的啟動過于頻繁，但該方法在應用過程中必須加強控制，否則就會使能源損耗更為嚴重，這就要求煤礦企業在應用這種控制方式的過程中必須充分考慮井下開采的具體情況，避免空轉與反復啟動的情況偏差過大，保持兩者的均衡性。

5 結語

在采煤過程中必須意識到節能降耗的重要性，否則煤礦企業即使能在短期內獲得利益，從長遠來看對其自身的發展是十分不利的，因此企業需要轉變傳統的理念，積極引進具有節能效果的設備，并且應結合企業的實際情況進行設備改造，定期對設備進行維護與保養。