桃江锰矿技改扩建工程节能措施探讨

杜奇中

（金瑞新材料科技股份有限公司， 湖南 长沙 410012）

0 引 言

矿产资源是我国现代化建设重要的物质基础，其大规模的开采离不开能源，然而在当今世界能源短缺、环境恶化与人类自身发展相矛盾的严峻形势下，节能就显得尤为重要［1－2］。节能措施不仅是矿山企业追求经济效益最大化的重要手段，也是矿山企业履行社会责任、构建和谐社会的重要内容，对实现我国矿业可持续发展具有重要意义［3－4］。

桃江锰矿在技改扩建工程中，认真贯彻落实科学发展观，合理布局，依靠科技进步，强化管理，科学有序地开采。本文在分析桃江锰矿采矿、选矿现状的基础上，从工艺、技术和设备入手，提出了节能措施。

1 矿山现状

桃江锰矿为一开采了几十年的老矿山，主要矿体的倾角为0°～65°，为缓倾斜、倾斜矿体，矿体平均厚度为0.82m。根据矿体开采技术条件，对矿体倾角≥38°的薄矿体，一直采用削壁充填采矿法。

矿山已经停产多年，＋200m以下所有巷道均被水淹，原有坑内大部分设备、设施如轻轨、管路等或锈蚀、或遗失、或损坏，不能再继续利用；地表设施如原有提升绞车、空压机、电机车、轻轨等，有的属淘汰系列，有的耗能高，有的锈蚀严重，除部分轨道可修复利用外，均需更换新的设施；排水、供气管路锈蚀严重，沿程输送阻力较大。

原有选烧厂设备比较全而且完整。破碎车间粗、中、细碎及胶带输送机、给矿设备、洗矿设备和分级筛分设备均完善，但胶带老化严重，金属设施锈蚀严重，动力设备需大修，大多属于高耗能老旧设备。

矿山35kV变电站仍在运行，变压器为老式产品，变压后输出电压等级6kV，各类高压柜、配电柜等均齐全，但大部分老化导致电量损失较大。

2 节能措施

（1）采矿工艺方面。对于矿体倾角≤38°的薄矿体，设计采用扇形推进削壁充填采矿法。其优点主要是废石充填采空区，可省废石提升的能耗；能最大限度地降低矿石的废石混入率，减少矿石碎矿量，节约能耗。

（2）供电方面。采用较为合理的电气接线方案，使变配电接近用电负荷中心，缩短供电距离，以降低供电线路的损耗；当受客观条件限制时，适当加大导线截面，以降低供电线路的损耗；采用就地补偿和集中补偿相结合的方式，使10kV侧功率因数达到0.95以上；照明选用节能型光源，在达到相同或提高亮度的情况下降低电能消耗。

（3）供气方面。空压机是矿山开采主要动力设备，也是能耗较大的设备，主要用于矿山凿岩、压风自救。由于气动设备效率较低，耗能较大，使得压缩空气成本较高，耗电量约占全矿耗电量的8%～11%［5－7］。随着开采深度增加，耗电量进一步增大。当空压机排气量正好满足生产用气量时，储气罐里气压基本不变，在实际生产过程中，由于生产用气不均衡，所选空压机的供气量大于实际用气量，为使罐内压力维持设定压力，通常采用两种方法：一是空压机卸荷运行即电动机空载运转，其用电量仍为负荷运转的30%～60%；二是空压机停止运行，但需要电动机频繁启动，这都将浪费大量电能。选用变频空压机则能很好地解决这些问题，既能达到节能效果，又提高了设备运行的可靠性。

（4）建筑设施方面。房屋建筑屋面均采用30 mm厚挤塑聚苯板保温隔热，外墙烧结多孔砖（聚苯颗粒保温沙浆），墙体类型为粘土多孔砖墙体。楼板为现浇钢筋混凝土楼板（20mm厚水泥珍珠岩保温砂浆）。凡作节能设计部位的外门均宜采用中空玻璃及具有保温隔热的外门，外窗均为普通铝合金框配5mm＋6mm＋5mm厚中空玻璃。

（5）总图方面。矿山总图布置充分考虑采选工艺要求与地形条件，尽可能集中布置，使物流走向合理，力求缩短物料运输距离和提升高度，节约能耗，充分利用地形，减少工程量。

（6）通风方面。通风采用节能风机，主扇选用高效节能的轴流式风机，有反风性能，可减少主扇反风道的漏损能耗。合理地确定风量和风压，使计算数值与风机实际运行的风量、风压值偏差控制在10%以内，这样能使风机与通风网络匹配，在高效区运行。在计算矿井通风风量和风阻时，充分考虑自然风压的影响，保证所选的风机既能满足通风容易和困难时期的要求，又能保持较高的运行效率。

（7）排水方面。坑内排水采用高中段近地表截流地表渗透水方式，避免反向提升，节省能耗。选择高效节能的排水泵和电机，并合理地选择管路截面和流速，选用内表面光滑的管道，减少摩擦损失，合理布置管道走向，尽量减少弯头数量，这些都能大大提高系统效率，减少电耗。

（8）坑内运输方面。坑下采用采场溜井，利用重力将矿石直接下放到主运输水平，再采用重车下坡运输方式，能节省大量电力消耗。

（9）选矿方面。改原有三段一闭路＋洗矿的工艺流程为两段流程，更换原有设备，采用高效、可靠、节能设备。优点有：流程简单，装机功率低，有利于节能；设备性能先进，保障率高，备品备件消耗低；自动化程度高，人工成本低，使用年限较长。选厂靠近采矿工业场地，缩短了运输距离，节省了基建投资，降低了运输生产成本。其布置充分利用地形高差，既减少了土石方工程量，又降低了物料的提升能耗。

（10）节能管理方面。整个矿山是一个体系，科学的管理体系对节约能源至关重要。在管理体系里形成矿、车间、班组节能管理网，贯彻国家节能制度，组织实施节能措施，建立能耗分析制度，强化节能管理基础工作，积极宣传节能的方针、政策和节能知识，提高员工的节能意识。

3 结 语

桃江锰矿在技改扩建工程中，贯彻落实科学发展观，坚持走矿山可持续发展道路，从工艺、技术、设备方面实现节能突破，加强节能管理，避免无效能耗。本文分析了桃江锰矿开采和选矿现状后，从采矿方法、供电、供气、建筑设施、总图运输、通风、排水、选矿工艺等方面提出了相应的节能措施，对其他的矿山具有很好的借鉴意义。

［1］ 王 彧.金钼股份矿山采选工艺节能减排技术探讨［J］.采矿技术，2010，10（3）：134－136.

［2］ 王荣祥，任效乾.矿山企业节能减排的主要途径［J］.现代矿业，2010，10（10）：11－13.

［3］ 俞锡明，孟农灿，楼海高.平铜集团节能减排与矿山和谐发展的实践［J］.采矿技术，2008，8（3）：88－90.

［4］ 田新池，龚航虚.冶金矿山采矿工序节能的若干途径［J］.冶金矿山设计与建设，1994（3）：7－11.

［5］ 赵艳伟，戴晓江.地下矿山压缩空气系统节能探讨［J］.云南冶金，2006，35（5）：3－5.

［6］ 刘瑞国，彭延生，陈 艳.变频调速技术在矿山空气压缩机中的应用［J］.煤矿机电，2005（1）：61－63.

［7］ 文丽松.PLC和变频器在矿山空气压缩机改造中的应用［J］.采矿技术，2008，8（5）：70－103.