煤矿井下采掘机电设备的节能途径

李飞

（潞安集团常村煤矿，山西长治046102）

引言

我国政府在“十一五”期间，将“节能减排”这四个字视作强化宏观调控的工作重点和改变经济增长形式的切入点。煤炭企业是我国九大节能减排的重点行业之一，如何响应国家的号召，顺应时代形势的变化，承担起应有的社会职责，是我国整个煤炭行业共同面临的难题。近年来，社会的发展、科学技术的进步使得煤炭开采工作的自动化程度、机械化程度得到了提高，采掘煤炭所用的机电设备也越来越先进，单机容量及总容量越来越高。因此，加大对机电设备的管理力度，完善管理政策，做到科学用电、节约用电是非常重要的一项工作。然而，一般来说，煤炭采掘所用的机电设备不仅种类繁多、使用范围较大、运行的时间较长、供电管线铺设距离较远，所以煤炭采掘所用机电设备的电能节约，需要在全方面、多方位进行解决。

1 科学选用供电装备

合理、科学的选用供电装备，有效减小采掘过程中电能的浪费，是节省电能的首要任务。通常来说，煤矿井中的生产环境比较恶劣，不仅生产空间狭窄，而且充满了瓦斯、甲烷等各种容易引起爆炸的气体，所以，煤矿井下是不允许使用燃油设备进行开采的。因此，煤矿井开采必然会应用机电设备，而科学选用供电设备便能够显著降低电能的消耗[1]。

1.1 科学选择动力变压器的类型及容量

动力变压器是煤矿井下采掘机电必不可少的一种供电设备，所以动力变压器的选择必须谨慎，既要考虑到工作动力，还要考虑电能节约。在动力变压器的选择上主要倾向于考虑节能化、干式化种类的动力变压器，若有特殊需要，也可考虑油浸式的动力变压器，但同样要选择能够节约电能的。通过实践发现，一般煤矿井中的平均负荷率小于30%，导致动力变压器经常发生严重的空载运行现象，造成大量电能的浪费，相比之下若负荷率能够大于50%，动力变压器就能达到最佳效率。因此，在动力变压器的选择上要尽量选择节能效果好、范围大的动力变压器的种类和容量，从而显著节约电能的消耗，最大化生产运营的经济收益。

1.2 合理选用煤炭输送机

一般来说，煤矿井采掘所用的输送机种类有两种，一种是带式运输机，一种是刮板式运输机，其主要工作是将掘进设备挖掘出的煤炭输送到指定位置上。通过实际生产过程可以发现，一台SJ-80型号的带式输送机可以输送800 m的距离，一小时之内可以输送大概400 t的煤炭，而一台型号为SGW-80 t的刮板式输送机的输送距离仅为160 m，1 h仅可以输送150 t煤炭，比较之下可知，选用带式输送机不仅可以提高煤矿的生产效率，还可以降低电能的消耗。

2 合理选用机电供电所用电压

当用电设备的功率为定值时，该设备中的工作电压和工作电流之间呈现反比例关系，即R=U/I，由此可知供电的电压越大，供电的电流就越小，而工作电流下势必会造成供电线路消耗压降和功率的减小。因此，现阶段我国绝大部分煤矿的供电电压均由之前的380 V，提高到了6 60 V甚至1 140 V。而那些客观条件允许的工作面则要尽量选择1 140 V或3 300 V的供电电压，力求最大程度上降低供电线路的损耗。此外，减小低压供电的供电距离也是节约电能的重要途径。供电距离越长，供电线路上的电阻越大，根据公式Q=I2Rt可知，供电的线路越长，电能的损耗就越大。所以，为做到节约用电，煤矿井下的采掘应尽量使用移动的变电站，随着工作面的移动而进行移动，以减小供电距离，从而有效降低在低压供电线路中的电能的损失消耗，实现节电作用[2]。

3 选择变频调速的节能设备

根据近年来的实践统计发现，电动机消耗的电量占机电设备消耗电量的60%之上，通过在启动、过载和安全系统等方面的分析观察，可以发现大部分高效电动机经常处在一种低效运行的状态之中，造成了电能的严重浪费。而用变频调速来控制异步交流电动机，则可以显著的降低电能消耗。而目前市面上煤矿井采掘机电设备的电动机种类较多，这便需要根据不同的作业要求、不同的负荷对变频器进行合理的选择和安装，从而实现节约电能的目标。

4 节能的措施

4.1 提高机电设备的功率因素

实际上，功率因素是决定供电设备工作效率的主要原因。经过实际调查可以发现，大部分煤矿井供电设备的功率因素都比较低，致使供电工程会产生大量的无功功率，无法保证供电的电压质量，所以煤矿井下中的采掘设备必须配有相应的就地安装补偿设备，以有效地提高供电的功率因素，从而减小机电设备中电能的损耗，提高供电效率，实现节电的目的[3]。

4.2 挖掘掘进设备的工作潜能

首先，要用先进的技术手段对机电设备的工作能力进行预测，不能盲目的使用，以免损坏机电设备，最重要的是应尽可能地降低机电设备在额定工作条件下，机电设备自身所消耗的功率。目前，大部分煤矿使用的掘进设备的功率都比较低，在运行时机电设备消耗的电量在总消耗电量中占有较大的比例，运行所用消耗与工作的消耗是持平的，所以必须尽量让机电设备在平稳、匀速的状态下运转，保证输送机每时每刻都有要传输的煤炭，切勿发生时快时慢的现象[4]。

4.3 合理保养维护设备

即便是最先进、最便捷的设备都需要科学、合理的养护维修，才能确保设备进行正常工作。在日常机电设备的使用中，应避免将其放在阴暗潮湿、充满粉尘的工作环境中，以免机电设备中渗入粉尘或者被腐蚀，导致机电设备的功能受到影响，无法正常工作运转。同时，对设备进行维修时，应该熟悉设备的工作特点和设备工作性能，在此基础上，对设备进行科学维修。综上可知，对机电设备进行定期养护和科学维修，完善机电设备的管理制度，是极其重要的一项工作。通过对机电设备的定期清理、加润滑油，来保证机电设备的稳定运行、高效运转，显著提高设备的传动效率，进而有效地降低电能损耗[5]。

5 结语

煤炭是人类生存所需的基础能源，也是工业发展所需的重要能源，在煤炭开采过程中，降低能源的消耗对节能减排和生态环境保护具有极其重要的意义。所以，要根据实际情况选择现代化的、节能的、先进的采掘机电设备。科学地选用供电装备和供电所用电压，减小低压的供电距离，将掘进设备的工作潜能充分挖掘出来，最大程度实现节约电能，实现煤矿的高效开采。

[1]张旭.煤矿机电一体化技术应用探究[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2010（6）：119-120.

[2]王涛，刘利.煤矿井下采掘机电设备的节电途径与措施[J].能源技术与管理，2009（4）：64.

[3]刘怀忠.煤矿井下采掘机电设备的节电途径与措施[J].科技创业家，2013（5）：79-80.

[4]张念超.我国煤矿机电一体化技术的发展现状浅析[J].商业文化（学术版），2008（3）：49-50.

[5]席岗.煤矿掘进设备的节能应用分析[J].能源与节能，2016（8）：54-55.