桃江錳礦技改擴建工程節能措施探討

杜奇中

（金瑞新材料科技股份有限公司， 湖南 長沙 410012）

0 引 言

礦產資源是我國現代化建設重要的物質基礎，其大規模的開采離不開能源，然而在當今世界能源短缺、環境惡化與人類自身發展相矛盾的嚴峻形勢下，節能就顯得尤為重要［1－2］。節能措施不僅是礦山企業追求經濟效益最大化的重要手段，也是礦山企業履行社會責任、構建和諧社會的重要內容，對實現我國礦業可持續發展具有重要意義［3－4］。

桃江錳礦在技改擴建工程中，認真貫徹落實科學發展觀，合理布局，依靠科技進步，強化管理，科學有序地開采。本文在分析桃江錳礦采礦、選礦現狀的基礎上，從工藝、技術和設備入手，提出了節能措施。

1 礦山現狀

桃江錳礦為一開采了幾十年的老礦山，主要礦體的傾角為0°～65°，為緩傾斜、傾斜礦體，礦體平均厚度為0.82m。根據礦體開采技術條件，對礦體傾角≥38°的薄礦體，一直采用削壁充填采礦法。

礦山已經停產多年，＋200m以下所有巷道均被水淹，原有坑內大部分設備、設施如輕軌、管路等或銹蝕、或遺失、或損壞，不能再繼續利用；地表設施如原有提升絞車、空壓機、電機車、輕軌等，有的屬淘汰系列，有的耗能高，有的銹蝕嚴重，除部分軌道可修復利用外，均需更換新的設施；排水、供氣管路銹蝕嚴重，沿程輸送阻力較大。

原有選燒廠設備比較全而且完整。破碎車間粗、中、細碎及膠帶輸送機、給礦設備、洗礦設備和分級篩分設備均完善，但膠帶老化嚴重，金屬設施銹蝕嚴重，動力設備需大修，大多屬于高耗能老舊設備。

礦山35kV變電站仍在運行，變壓器為老式產品，變壓后輸出電壓等級6kV，各類高壓柜、配電柜等均齊全，但大部分老化導致電量損失較大。

2 節能措施

（1）采礦工藝方面。對于礦體傾角≤38°的薄礦體，設計采用扇形推進削壁充填采礦法。其優點主要是廢石充填采空區，可省廢石提升的能耗；能最大限度地降低礦石的廢石混入率，減少礦石碎礦量，節約能耗。

（2）供電方面。采用較為合理的電氣接線方案，使變配電接近用電負荷中心，縮短供電距離，以降低供電線路的損耗；當受客觀條件限制時，適當加大導線截面，以降低供電線路的損耗；采用就地補償和集中補償相結合的方式，使10kV側功率因數達到0.95以上；照明選用節能型光源，在達到相同或提高亮度的情況下降低電能消耗。

（3）供氣方面。空壓機是礦山開采主要動力設備，也是能耗較大的設備，主要用于礦山鑿巖、壓風自救。由于氣動設備效率較低，耗能較大，使得壓縮空氣成本較高，耗電量約占全礦耗電量的8%～11%［5－7］。隨著開采深度增加，耗電量進一步增大。當空壓機排氣量正好滿足生產用氣量時，儲氣罐里氣壓基本不變，在實際生產過程中，由于生產用氣不均衡，所選空壓機的供氣量大于實際用氣量，為使罐內壓力維持設定壓力，通常采用兩種方法：一是空壓機卸荷運行即電動機空載運轉，其用電量仍為負荷運轉的30%～60%；二是空壓機停止運行，但需要電動機頻繁啟動，這都將浪費大量電能。選用變頻空壓機則能很好地解決這些問題，既能達到節能效果，又提高了設備運行的可靠性。

（4）建筑設施方面。房屋建筑屋面均采用30 mm厚擠塑聚苯板保溫隔熱，外墻燒結多孔磚（聚苯顆粒保溫沙漿），墻體類型為粘土多孔磚墻體。樓板為現澆鋼筋混凝土樓板（20mm厚水泥珍珠巖保溫砂漿）。凡作節能設計部位的外門均宜采用中空玻璃及具有保溫隔熱的外門，外窗均為普通鋁合金框配5mm＋6mm＋5mm厚中空玻璃。

（5）總圖方面。礦山總圖布置充分考慮采選工藝要求與地形條件，盡可能集中布置，使物流走向合理，力求縮短物料運輸距離和提升高度，節約能耗，充分利用地形，減少工程量。

（6）通風方面。通風采用節能風機，主扇選用高效節能的軸流式風機，有反風性能，可減少主扇反風道的漏損能耗。合理地確定風量和風壓，使計算數值與風機實際運行的風量、風壓值偏差控制在10%以內，這樣能使風機與通風網絡匹配，在高效區運行。在計算礦井通風風量和風阻時，充分考慮自然風壓的影響，保證所選的風機既能滿足通風容易和困難時期的要求，又能保持較高的運行效率。

（7）排水方面。坑內排水采用高中段近地表截流地表滲透水方式，避免反向提升，節省能耗。選擇高效節能的排水泵和電機，并合理地選擇管路截面和流速，選用內表面光滑的管道，減少摩擦損失，合理布置管道走向，盡量減少彎頭數量，這些都能大大提高系統效率，減少電耗。

（8）坑內運輸方面。坑下采用采場溜井，利用重力將礦石直接下放到主運輸水平，再采用重車下坡運輸方式，能節省大量電力消耗。

（9）選礦方面。改原有三段一閉路＋洗礦的工藝流程為兩段流程，更換原有設備，采用高效、可靠、節能設備。優點有：流程簡單，裝機功率低，有利于節能；設備性能先進，保障率高，備品備件消耗低；自動化程度高，人工成本低，使用年限較長。選廠靠近采礦工業場地，縮短了運輸距離，節省了基建投資，降低了運輸生產成本。其布置充分利用地形高差，既減少了土石方工程量，又降低了物料的提升能耗。

（10）節能管理方面。整個礦山是一個體系，科學的管理體系對節約能源至關重要。在管理體系里形成礦、車間、班組節能管理網，貫徹國家節能制度，組織實施節能措施，建立能耗分析制度，強化節能管理基礎工作，積極宣傳節能的方針、政策和節能知識，提高員工的節能意識。

3 結 語

桃江錳礦在技改擴建工程中，貫徹落實科學發展觀，堅持走礦山可持續發展道路，從工藝、技術、設備方面實現節能突破，加強節能管理，避免無效能耗。本文分析了桃江錳礦開采和選礦現狀后，從采礦方法、供電、供氣、建筑設施、總圖運輸、通風、排水、選礦工藝等方面提出了相應的節能措施，對其他的礦山具有很好的借鑒意義。

［1］ 王 彧.金鉬股份礦山采選工藝節能減排技術探討［J］.采礦技術，2010，10（3）：134－136.

［2］ 王榮祥，任效乾.礦山企業節能減排的主要途徑［J］.現代礦業，2010，10（10）：11－13.

［3］ 俞錫明，孟農燦，樓海高.平銅集團節能減排與礦山和諧發展的實踐［J］.采礦技術，2008，8（3）：88－90.

［4］ 田新池，龔航虛.冶金礦山采礦工序節能的若干途徑［J］.冶金礦山設計與建設，1994（3）：7－11.

［5］ 趙艷偉，戴曉江.地下礦山壓縮空氣系統節能探討［J］.云南冶金，2006，35（5）：3－5.

［6］ 劉瑞國，彭延生，陳 艷.變頻調速技術在礦山空氣壓縮機中的應用［J］.煤礦機電，2005（1）：61－63.

［7］ 文麗松.PLC和變頻器在礦山空氣壓縮機改造中的應用［J］.采礦技術，2008，8（5）：70－103.