煤矿综采工作面节约用电成本措施研究

赵 朋 薛振江

（黄陵矿业公司一号煤矿，陕西 延安 727307）

1 623工作面概况

1.1 基本情况

623工作面位于黄陵矿业一号煤矿六盘区，西接北二辅助运输巷，南为621工作面采空区，北为625进风顺槽，向东为五盘区。工作面可采长度3703m，切眼长261m，工作面平均采高2.45m，地质储量为319.5万t，可采储量313.1万t，回采率98%。该工作面为中厚煤质智能化综采工作面，配备一套中厚煤层智能化设备。

1.2 工作面生产组织情况

623工作面实行“三八”制作业方式，即八点班进行设备检修，四点班、零点班组织采煤生产，具体生产组织情况见表1。

2 节电潜力

目前该工作面存在的电能浪费现象主要表现在以下几方面：

（1）职工节约意识、降本增效意识不强，生产中存在频繁启动设备、处理突发状况部分设备长时间空载运行等现象，造成不必要的电能浪费；

（2）追求出煤产量、推进进度，忽视用电、节电管理；

（3）少数高耗能、落后电气设备的使用，造成电能浪费。

表1 623工作面生产、检修组织情况表

3 节电措施

3.1 加强技术管理，科学合理用电

3.1.1 加强职工教育，提高职工节约意识和能力

职工作为生产设备的直接使用者，其操作习惯和节约意识直接决定设备的耗电量大小。因此，引导职工树立强烈的节约意识和成本意识，培养职工规范操作、科学操作的良好习惯对于节约用电具有重要意义。

（1）该矿利用班前会“每日一题”为职工进行节约用电知识培训，使职工理解节约用电对于企业和社会的意义。同时通过在学习室悬挂节能标语横幅，井下悬挂节能宣传牌板，营造良好的节能氛围。

（2）建立健全用电管理考核制度。根据该矿制定的吨煤电费成本（今年为13元/吨）、当前采高，计算出一个割煤循环即每刀煤所需消耗电量，然后根据每班割煤刀数算出理论上应消耗的电量，同实际用电量进行比较，节奖超罚，并分析总结，及时找出用电超支的原因。

（3）提高职工规范操作、标准操作的能力和意识。该矿持续开展“人的行为治理工作”，通过岗位描述、操作规程等规范职工操作，促使职工养成良好的操作习惯，从而减少因误操作使设备频繁启停、空载运行等造成电能浪费。

（4）减小设备空转耗电。生产中严格执行开停机及时开停泵，减少清水泵、乳化泵空载运行。处理某一设备突发状况时，其余设备若处理时间小于其从启动到正常运转时间的5～6倍，则选择不停机处理，否则必须对其余设备停机处理。

3.1.2 加强设备检修，提升检修质量

设备检修质量的好坏也会对电能消耗产生较大影响，主要是因为一般电机在启动瞬间的功率远大于正常运转时候的功率，生产中设备出现故障导致频繁启停设备将会带来较大的电能消耗。同时电缆接触不良、电缆严重发热、漏电等都将造成大量电能浪费。因此，加强设备检修，提升检修质量对于降低电能消耗有着重要意义，也是保障安全生产的重要举措。

（1）该矿实行“包机制”，将设备检修责任落实到人，将设备检修质量的好坏和职工技能津贴、效益工资等挂钩。通过明确责任、合理奖罚，使检修人员用心、负责检修好设备。

（2）做好设备“强制检修”，严格执行“设备全生命周期管理”。该矿通过建立健全设备生命周期管理台账，定期检查设备重要部位、易损部位，做好“预防性”检修，使设备隐患早发现、早处理。

（3）该矿利用好现有的人才成长机制提升检修工业务能力和技术水平，处理好生产与职工培养的关系，做到重生产更重职工培养。

① 该矿运用 “师带徒”、“技能大师授课”等培养机制，通过技能水平高的、经验丰富的带技能水平低的，老师傅带新人，同时建立“培养奖励”机制，对于培养徒弟水平高的给予相应奖励，从而提高“老师傅”的带徒积极性。

② 举行“技术比武”、“技能大赛”等比赛，通过比赛“名誉激励”、“奖金激励”、“晋升激励”等，激发职工自我提升技能水平的积极性，同时营造良好的学习、技能提升氛围。

③ 通过邀请厂家、部室技术主管等为职工进行新技术的讲座培训，借助培训来提升职工的业务知识。

3.1.3 避峰填谷，合理组织生产

由于峰谷时段电价差别较大，可以选择最大程度利用谷时段进行生产，减少和避免峰时段生产，该矿生产用电电价明细见表2所示。

表2 一号煤矿所属区域各时段电价表

结合目前生产情况及不同时段电价情况分析，该矿对目前生产组织进行调整优化，调整为八点班设备试机时间为13:30～14:00，四点班生产时间为：14:00～22:00，零点班生产时间为：23:00～7:00。通过优化调整可节约电费情况如下表3所示。

表3 优化生产组织、避峰填谷前后节电明细表

3.2 采用节电新技术，淘汰落后设备及技术

3.2.1 合理选型，引进新设备

电气设备的性能是影响电能消耗的重要原因，因此在选择设备的时候要优先选择节能设备，合理选型，提高设备利用率，减少空载率。

（1）623工作面胶带运输机、刮板运输机、乳化泵均使用了变频器代替传统的液力耦合器或恒频连续运转，使用中可根据负荷大小调节电能输出，节能效果较为明显，仅乳化泵每月可节约用电50×20×30=30000kWh左右，节约电费30000×0.69=20700元。

（2）该工作面全部采用高效节能LED灯替换了传统灯管镇流器式照明。仅皮带头25盏30W灯管替换为18W的LED灯，每年可节约电能（30-18）×10-3×24×30×365=1840kWh。

（3）合理选择水泵大小，根据涌水量大小、排水距离来选择，开采后期涌水量减小及时更换合适功率水泵，避免大功率水泵频繁启停耗电。

3.2.2 投入无功补偿装置，提高功率因数

由于工作面大量的感应电机、变压器等电气设备在运行中需要消耗无功功率，导致供电系统的功率因数cosφ降低。根据功率因数关系P=UIcosφ可知，有功功率P、电压U不变的情况下，功率因数低会使得系统电流增大，增加系统的电能损耗和电压损耗，从而导致电费增加。

因此提高功率因数，即意味着减小供电系统无功功率消耗，通常采用在系统中并联电力电容器进行补偿。根据有功计算容量P∑、无功计算容量Q∑，可绘出功率三角形，如图1所示。其中Φ1为系统的自然功率因数角，Φ2为无功补偿后的功率因数角。由图可知，补偿电容器的无功容量为：

式中：

Q2-补偿后的无功功率；

P∑-总的有功功率；

Q∑-总的无功功率；

Φ1-补偿前的功率因数角；

Φ2-补偿后的功率因数角。

日常功率因数在90%左右，并联电容器之后可提高至95%以上，日电费可减少5.8%。

3.3 其他措施

加强管路系统管理，避免出现漏水、漏液等现象来减少管路压力卸载，降低乳化泵、清水泵的工作出力，及时清理水仓淤泥、管道杂物，减少水泵排水阻力。

图1 无功补偿前后的功率三角形

4 节电措施实施效果及效益分析

4.1 经济效益

该矿通过采用强化管理、优化作业方式、应用新技术等节能措施，有效降低了623综采工作面生产电量损耗，提高了电能利用率，节约电费成本，同时降低设备故障率节约了设备维护成本，对于企业降本增效有着重要意义。由文中表3可知，仅优化作业时间，四点班可节约电费8.37%，零点班可节约电费5.49%。

4.2 安全效益

通过强化管理，推广新技术，提升了设备检修质量，规范了职工操作，降低了设备的故障率，保证了设备的运行安全，实现了生产的长治久安。

4.3 社会效益

新技术、新装备的应用提升了矿井的现代化装备水平，推动了国产现代化、智能化矿山设备的发展，同时降低了职工的劳动强度。

5 结语

本文分析了黄陵矿业623工作面的降低用电成本的系列措施及其实施效果与经济效益，对于煤矿企业控制用电成本具有一定指导意义。