煤礦綜采工作面節(jié)約用電成本措施研究

趙 朋 薛振江

（黃陵礦業(yè)公司一號煤礦，陜西 延安 727307）

1 623工作面概況

1.1 基本情況

623工作面位于黃陵礦業(yè)一號煤礦六盤區(qū)，西接北二輔助運輸巷，南為621工作面采空區(qū)，北為625進風順槽，向東為五盤區(qū)。工作面可采長度3703m，切眼長261m，工作面平均采高2.45m，地質(zhì)儲量為319.5萬t，可采儲量313.1萬t，回采率98%。該工作面為中厚煤質(zhì)智能化綜采工作面，配備一套中厚煤層智能化設備。

1.2 工作面生產(chǎn)組織情況

623工作面實行“三八”制作業(yè)方式，即八點班進行設備檢修，四點班、零點班組織采煤生產(chǎn)，具體生產(chǎn)組織情況見表1。

2 節(jié)電潛力

目前該工作面存在的電能浪費現(xiàn)象主要表現(xiàn)在以下幾方面：

（1）職工節(jié)約意識、降本增效意識不強，生產(chǎn)中存在頻繁啟動設備、處理突發(fā)狀況部分設備長時間空載運行等現(xiàn)象，造成不必要的電能浪費；

（2）追求出煤產(chǎn)量、推進進度，忽視用電、節(jié)電管理；

（3）少數(shù)高耗能、落后電氣設備的使用，造成電能浪費。

表1 623工作面生產(chǎn)、檢修組織情況表

3 節(jié)電措施

3.1 加強技術(shù)管理，科學合理用電

3.1.1 加強職工教育，提高職工節(jié)約意識和能力

職工作為生產(chǎn)設備的直接使用者，其操作習慣和節(jié)約意識直接決定設備的耗電量大小。因此，引導職工樹立強烈的節(jié)約意識和成本意識，培養(yǎng)職工規(guī)范操作、科學操作的良好習慣對于節(jié)約用電具有重要意義。

（1）該礦利用班前會“每日一題”為職工進行節(jié)約用電知識培訓，使職工理解節(jié)約用電對于企業(yè)和社會的意義。同時通過在學習室懸掛節(jié)能標語橫幅，井下懸掛節(jié)能宣傳牌板，營造良好的節(jié)能氛圍。

（2）建立健全用電管理考核制度。根據(jù)該礦制定的噸煤電費成本（今年為13元/噸）、當前采高，計算出一個割煤循環(huán)即每刀煤所需消耗電量，然后根據(jù)每班割煤刀數(shù)算出理論上應消耗的電量，同實際用電量進行比較，節(jié)獎超罰，并分析總結(jié)，及時找出用電超支的原因。

（3）提高職工規(guī)范操作、標準操作的能力和意識。該礦持續(xù)開展“人的行為治理工作”，通過崗位描述、操作規(guī)程等規(guī)范職工操作，促使職工養(yǎng)成良好的操作習慣，從而減少因誤操作使設備頻繁啟停、空載運行等造成電能浪費。

（4）減小設備空轉(zhuǎn)耗電。生產(chǎn)中嚴格執(zhí)行開停機及時開停泵，減少清水泵、乳化泵空載運行。處理某一設備突發(fā)狀況時，其余設備若處理時間小于其從啟動到正常運轉(zhuǎn)時間的5～6倍，則選擇不停機處理，否則必須對其余設備停機處理。

3.1.2 加強設備檢修，提升檢修質(zhì)量

設備檢修質(zhì)量的好壞也會對電能消耗產(chǎn)生較大影響，主要是因為一般電機在啟動瞬間的功率遠大于正常運轉(zhuǎn)時候的功率，生產(chǎn)中設備出現(xiàn)故障導致頻繁啟停設備將會帶來較大的電能消耗。同時電纜接觸不良、電纜嚴重發(fā)熱、漏電等都將造成大量電能浪費。因此，加強設備檢修，提升檢修質(zhì)量對于降低電能消耗有著重要意義，也是保障安全生產(chǎn)的重要舉措。

（1）該礦實行“包機制”，將設備檢修責任落實到人，將設備檢修質(zhì)量的好壞和職工技能津貼、效益工資等掛鉤。通過明確責任、合理獎罰，使檢修人員用心、負責檢修好設備。

（2）做好設備“強制檢修”，嚴格執(zhí)行“設備全生命周期管理”。該礦通過建立健全設備生命周期管理臺賬，定期檢查設備重要部位、易損部位，做好“預防性”檢修，使設備隱患早發(fā)現(xiàn)、早處理。

（3）該礦利用好現(xiàn)有的人才成長機制提升檢修工業(yè)務能力和技術(shù)水平，處理好生產(chǎn)與職工培養(yǎng)的關(guān)系，做到重生產(chǎn)更重職工培養(yǎng)。

① 該礦運用 “師帶徒”、“技能大師授課”等培養(yǎng)機制，通過技能水平高的、經(jīng)驗豐富的帶技能水平低的，老師傅帶新人，同時建立“培養(yǎng)獎勵”機制，對于培養(yǎng)徒弟水平高的給予相應獎勵，從而提高“老師傅”的帶徒積極性。

② 舉行“技術(shù)比武”、“技能大賽”等比賽，通過比賽“名譽激勵”、“獎金激勵”、“晉升激勵”等，激發(fā)職工自我提升技能水平的積極性，同時營造良好的學習、技能提升氛圍。

③ 通過邀請廠家、部室技術(shù)主管等為職工進行新技術(shù)的講座培訓，借助培訓來提升職工的業(yè)務知識。

3.1.3 避峰填谷，合理組織生產(chǎn)

由于峰谷時段電價差別較大，可以選擇最大程度利用谷時段進行生產(chǎn)，減少和避免峰時段生產(chǎn)，該礦生產(chǎn)用電電價明細見表2所示。

表2 一號煤礦所屬區(qū)域各時段電價表

結(jié)合目前生產(chǎn)情況及不同時段電價情況分析，該礦對目前生產(chǎn)組織進行調(diào)整優(yōu)化，調(diào)整為八點班設備試機時間為13:30～14:00，四點班生產(chǎn)時間為：14:00～22:00，零點班生產(chǎn)時間為：23:00～7:00。通過優(yōu)化調(diào)整可節(jié)約電費情況如下表3所示。

表3 優(yōu)化生產(chǎn)組織、避峰填谷前后節(jié)電明細表

3.2 采用節(jié)電新技術(shù)，淘汰落后設備及技術(shù)

3.2.1 合理選型，引進新設備

電氣設備的性能是影響電能消耗的重要原因，因此在選擇設備的時候要優(yōu)先選擇節(jié)能設備，合理選型，提高設備利用率，減少空載率。

（1）623工作面膠帶運輸機、刮板運輸機、乳化泵均使用了變頻器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的液力耦合器或恒頻連續(xù)運轉(zhuǎn)，使用中可根據(jù)負荷大小調(diào)節(jié)電能輸出，節(jié)能效果較為明顯，僅乳化泵每月可節(jié)約用電50×20×30=30000kWh左右，節(jié)約電費30000×0.69=20700元。

（2）該工作面全部采用高效節(jié)能LED燈替換了傳統(tǒng)燈管鎮(zhèn)流器式照明。僅皮帶頭25盞30W燈管替換為18W的LED燈，每年可節(jié)約電能（30-18）×10-3×24×30×365=1840kWh。

（3）合理選擇水泵大小，根據(jù)涌水量大小、排水距離來選擇，開采后期涌水量減小及時更換合適功率水泵，避免大功率水泵頻繁啟停耗電。

3.2.2 投入無功補償裝置，提高功率因數(shù)

由于工作面大量的感應電機、變壓器等電氣設備在運行中需要消耗無功功率，導致供電系統(tǒng)的功率因數(shù)cosφ降低。根據(jù)功率因數(shù)關(guān)系P=UIcosφ可知，有功功率P、電壓U不變的情況下，功率因數(shù)低會使得系統(tǒng)電流增大，增加系統(tǒng)的電能損耗和電壓損耗，從而導致電費增加。

因此提高功率因數(shù)，即意味著減小供電系統(tǒng)無功功率消耗，通常采用在系統(tǒng)中并聯(lián)電力電容器進行補償。根據(jù)有功計算容量P∑、無功計算容量Q∑，可繪出功率三角形，如圖1所示。其中Φ1為系統(tǒng)的自然功率因數(shù)角，Φ2為無功補償后的功率因數(shù)角。由圖可知，補償電容器的無功容量為：

式中：

Q2-補償后的無功功率；

P∑-總的有功功率；

Q∑-總的無功功率；

Φ1-補償前的功率因數(shù)角；

Φ2-補償后的功率因數(shù)角。

日常功率因數(shù)在90%左右，并聯(lián)電容器之后可提高至95%以上，日電費可減少5.8%。

3.3 其他措施

加強管路系統(tǒng)管理，避免出現(xiàn)漏水、漏液等現(xiàn)象來減少管路壓力卸載，降低乳化泵、清水泵的工作出力，及時清理水倉淤泥、管道雜物，減少水泵排水阻力。

圖1 無功補償前后的功率三角形

4 節(jié)電措施實施效果及效益分析

4.1 經(jīng)濟效益

該礦通過采用強化管理、優(yōu)化作業(yè)方式、應用新技術(shù)等節(jié)能措施，有效降低了623綜采工作面生產(chǎn)電量損耗，提高了電能利用率，節(jié)約電費成本，同時降低設備故障率節(jié)約了設備維護成本，對于企業(yè)降本增效有著重要意義。由文中表3可知，僅優(yōu)化作業(yè)時間，四點班可節(jié)約電費8.37%，零點班可節(jié)約電費5.49%。

4.2 安全效益

通過強化管理，推廣新技術(shù)，提升了設備檢修質(zhì)量，規(guī)范了職工操作，降低了設備的故障率，保證了設備的運行安全，實現(xiàn)了生產(chǎn)的長治久安。

4.3 社會效益

新技術(shù)、新裝備的應用提升了礦井的現(xiàn)代化裝備水平，推動了國產(chǎn)現(xiàn)代化、智能化礦山設備的發(fā)展，同時降低了職工的勞動強度。

5 結(jié)語

本文分析了黃陵礦業(yè)623工作面的降低用電成本的系列措施及其實施效果與經(jīng)濟效益，對于煤礦企業(yè)控制用電成本具有一定指導意義。