煤礦井下掘進(jìn)機(jī)電設(shè)備節(jié)能技術(shù)研究

黃云波

摘要：煤礦井下的掘進(jìn)機(jī)電設(shè)備具有線路鋪設(shè)距離遠(yuǎn)、適用范圍大、種類繁多且運(yùn)行時(shí)間長等特點(diǎn)，對(duì)井下掘進(jìn)機(jī)電設(shè)備的節(jié)能管理要采取多方面、多角度、全方位的措施進(jìn)行耗電量大等問題的解決，針對(duì)不同礦井，選用適合的掘進(jìn)設(shè)備，從而達(dá)到節(jié)約用電的目的。本文主要結(jié)合目前各大煤礦的生產(chǎn)實(shí)際情況，從掘進(jìn)供電設(shè)備的選擇以及井下掘進(jìn)設(shè)備的管理使用兩個(gè)大方面，淺析煤礦井下掘進(jìn)機(jī)電設(shè)備的節(jié)能措施。

關(guān)鍵詞：煤礦；井下掘進(jìn)；機(jī)電設(shè)備；節(jié)能技術(shù)

減少煤礦在開采時(shí)所需能耗和污染是當(dāng)下煤礦企業(yè)急需解決的問題。在進(jìn)行井下開采工作時(shí)，掘進(jìn)機(jī)是主要的工作設(shè)備，其電能損耗給煤礦企業(yè)造成了很大的負(fù)擔(dān)，因此解決煤礦企業(yè)耗能過大的問題要從解決掘進(jìn)機(jī)耗電問題入手，從井下掘進(jìn)機(jī)的選擇、設(shè)備的管理、合理調(diào)整電壓等級(jí)和推廣節(jié)能型機(jī)電設(shè)備四個(gè)方面入手，全面減少煤礦企業(yè)的耗能。

1 科學(xué)選配掘進(jìn)機(jī)供電設(shè)備，從根本上降低采掘開發(fā)的電能消耗

考慮到煤礦井下環(huán)境困難、惡劣，空間狹小且瓦斯、甲烷等易燃易爆氣體成分含量高，不適合采用燃油設(shè)備進(jìn)行開采工作。因此，煤礦井下的掘進(jìn)機(jī)電設(shè)備的應(yīng)用是必然的，科學(xué)合理的選擇配備供電設(shè)備可以從根本上有效的降低電能的消耗。

1.1 科學(xué)合理的選擇動(dòng)力變壓器種類和變壓器的容量 動(dòng)力變壓器是煤礦井下掘進(jìn)工作必不可少的供電設(shè)備，選擇動(dòng)力變壓器是既要考慮可以保證掘進(jìn)設(shè)備有足夠的動(dòng)力進(jìn)行工作，還要考慮到節(jié)約電能的問題。對(duì)于煤礦井下掘進(jìn)機(jī)電設(shè)備而言，動(dòng)力變壓器的選擇主要傾向于干式化、節(jié)能化的動(dòng)力變壓器，個(gè)別情況需要使用油浸式變壓器時(shí)也必須選擇節(jié)能型的。目前很多中小型煤礦或者私自非法開采的小煤窯，仍然大量的使用電能消耗高甚至是被淘汰了的油浸式變壓器，造成了大量電能的無謂流失和消耗。通過對(duì)煤礦掘進(jìn)機(jī)電設(shè)備的調(diào)查對(duì)比結(jié)果表明，一臺(tái)節(jié)能型的KS9231型變壓器每年可以比普通的動(dòng)力變壓器節(jié)約電耗8400千瓦時(shí)。另外，煤礦開采生產(chǎn)實(shí)踐表明，煤礦中普遍使用的平均負(fù)荷率不足30%的變壓器存在著嚴(yán)重的空載運(yùn)行現(xiàn)象，是大量的電能做了無用功，而工作效率最高的是負(fù)荷率大于50%的變壓器。因此，選擇應(yīng)用范圍廣、節(jié)能效果顯著的變壓器以及容量，可以有效的節(jié)約電耗，給煤礦生產(chǎn)運(yùn)營帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

1.2 科學(xué)合理的選擇煤炭輸送機(jī) 煤礦井下的輸送機(jī)主要以刮板式輸送機(jī)和帶式輸送機(jī)為主，其作用是將掘進(jìn)設(shè)備挖掘下來的煤炭傳輸?shù)街付ㄎ恢谩?shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)表明，一臺(tái)SJ-80型帶式輸送機(jī)的輸送距離可以達(dá)到800米，每小時(shí)可以輸送400噸煤炭；而一臺(tái)SGW-80T型刮板輸送機(jī)的輸送距離只有160米，每小時(shí)輸送煤炭量也僅僅為150噸，相對(duì)比可以看出，淘汰刮板式輸送機(jī)，選擇出廠長度160m，運(yùn)輸能力150t/h的出廠長度為800m.輸送能力為400t/h。帶式輸送機(jī)可以有效的提高煤礦生產(chǎn)效率，從而節(jié)約電能。

2 采取有效的節(jié)電措施，加強(qiáng)對(duì)井下掘進(jìn)機(jī)電設(shè)備的使用管理

選擇先進(jìn)的井下掘進(jìn)設(shè)備可以從根本上提高電能使用率，節(jié)約電能。然而，如果設(shè)備使用和維護(hù)方面存在不合理因素，仍然會(huì)導(dǎo)致電能在無形中被浪費(fèi)。下面從設(shè)備的使用和管理方面探討煤礦井下掘進(jìn)設(shè)備的有效節(jié)能措施。

2.1 有效提高掘進(jìn)機(jī)電設(shè)備的功率因數(shù) 對(duì)井下掘進(jìn)設(shè)備供電效率的高低直接取決于功率因數(shù)的高低。據(jù)調(diào)查，我國大部分煤礦的供電功率因數(shù)較低，導(dǎo)致供電過程中產(chǎn)生了大量的無功功率，不能有效的保證供電電壓質(zhì)量，同時(shí)，最直接的后果是增加了供電系統(tǒng)中的電能損耗。所以，在井下掘進(jìn)機(jī)電設(shè)備中安裝就地補(bǔ)償裝置，提高供電的功率因數(shù)，可以有效的節(jié)約掘進(jìn)機(jī)電設(shè)備的電能消耗。

2.2 合理的減小低壓供電距離 通常情況下，每個(gè)井下掘進(jìn)機(jī)電設(shè)備的功率一定是不變的，在這種情況下，工作電流的大小就直接取決與供電電壓的高低，換言之，供電電壓越高工作電流就越小，二者之間成負(fù)相關(guān)關(guān)系。如果低壓供電的線路過長會(huì)使供電線路上的阻抗增大，電能傳輸過程中的損耗也會(huì)增加。因此，減小低電壓的供電距離可以有效的防止電能在傳輸過程中的損耗。此外，由于掘進(jìn)機(jī)電設(shè)備的工作電流與供電電壓成負(fù)相關(guān)關(guān)系，提高供電電壓是減少供電線路中電能損耗的另一個(gè)有效途徑。目前，大多數(shù)大中型煤礦的供電系統(tǒng)中建立了變電站，把正常的380V供電提升到660V或是1140V，條件優(yōu)越的甚至將電壓提升到了3300V，大大的減少了電能在供電線路上的損耗。

2.3 有效的挖掘井下掘進(jìn)機(jī)電設(shè)備的工作潛力 充分挖掘井下掘進(jìn)機(jī)電設(shè)備的工作需要建立在對(duì)掘進(jìn)機(jī)電設(shè)備的工作能力做好技術(shù)測(cè)評(píng)，盲目的使用會(huì)導(dǎo)致設(shè)備損壞，得不償失。其主要目的是，減小現(xiàn)有掘進(jìn)機(jī)電設(shè)備在額定工作狀態(tài)下本身消耗的比率。目前，很多煤礦的掘進(jìn)設(shè)備的功率普遍不高，呈現(xiàn)出“大馬拉小車”的現(xiàn)象，掘進(jìn)機(jī)電設(shè)備本身運(yùn)轉(zhuǎn)消耗往往占總消耗中很大的比率，甚至運(yùn)轉(zhuǎn)消耗比率和工作消耗比率持平。因此，對(duì)于機(jī)電一體化系統(tǒng)發(fā)達(dá)的煤礦而言，要保持井下掘進(jìn)機(jī)電設(shè)備勻速、平穩(wěn)的運(yùn)行，保證輸送機(jī)上時(shí)時(shí)有煤在輸送，切記掘進(jìn)機(jī)電設(shè)備時(shí)快時(shí)慢的盲目運(yùn)行。

2.4 有效節(jié)約井下掘進(jìn)設(shè)備用水、用液 在煤炭開采過程中，對(duì)于質(zhì)地緊密、堅(jiān)硬的巖層需要噴灑乳化液等液體或氣霧進(jìn)行軟化，便于開采，所以乳化液泵廣泛的配合著掘進(jìn)機(jī)電設(shè)備的工作。但是由于不少工作人員為了減少操作步驟，啟動(dòng)掘進(jìn)設(shè)備的同時(shí)就啟動(dòng)了液泵，導(dǎo)致了無論用不用液泵都始終開著的現(xiàn)象，造成了液體浪費(fèi)，同時(shí)由于液泵的持續(xù)運(yùn)行消耗了大量的電能。因此，必須加強(qiáng)液泵管理，節(jié)水節(jié)液的同時(shí)也是在節(jié)電。

2.5 完善設(shè)備保養(yǎng)制度，加強(qiáng)掘進(jìn)設(shè)備的檢修與維護(hù) 煤礦井下機(jī)電設(shè)備長期工作在陰暗潮濕、粉塵遍布的工作環(huán)境中，很容造成銹蝕或者因?yàn)榉蹓m渣滓的進(jìn)入導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)不靈活等問題，所以，必須加強(qiáng)設(shè)備使用管理制度的完善，定期對(duì)井下掘進(jìn)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行檢修和保養(yǎng)。從物理學(xué)角度考慮，如果掘進(jìn)設(shè)備的滾軸、托輥等部位充滿了渣滓，會(huì)增加彼此的摩擦力，使設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)遲鈍或直接卡死，大大的增加了動(dòng)力系統(tǒng)的負(fù)荷，消耗大量電能。因此，定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行渣滓清理、加注潤滑油可以使設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)靈活、運(yùn)行平穩(wěn)，提高傳動(dòng)效率，對(duì)電能的節(jié)約起著很大作用。

3 結(jié)束語

煤炭是人類社會(huì)賴以生存的能源基礎(chǔ)，在“節(jié)能減排”的大社會(huì)背景下，節(jié)約煤炭開采本身的能源消耗，對(duì)節(jié)能減排有著重大的意義。選擇先進(jìn)節(jié)能的井下掘進(jìn)機(jī)電設(shè)備，科學(xué)合理的對(duì)掘進(jìn)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行使用、管理和維護(hù)，是井下掘進(jìn)機(jī)電設(shè)備最有效的節(jié)能途徑。

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（作者單位：盤江精煤股份有限公司金佳礦）