桃江錳礦技改擴(kuò)建工程節(jié)能措施探討

杜奇中

（金瑞新材料科技股份有限公司， 湖南 長(zhǎng)沙 410012）

0 引 言

礦產(chǎn)資源是我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)重要的物質(zhì)基礎(chǔ)，其大規(guī)模的開(kāi)采離不開(kāi)能源，然而在當(dāng)今世界能源短缺、環(huán)境惡化與人類自身發(fā)展相矛盾的嚴(yán)峻形勢(shì)下，節(jié)能就顯得尤為重要［1－2］。節(jié)能措施不僅是礦山企業(yè)追求經(jīng)濟(jì)效益最大化的重要手段，也是礦山企業(yè)履行社會(huì)責(zé)任、構(gòu)建和諧社會(huì)的重要內(nèi)容，對(duì)實(shí)現(xiàn)我國(guó)礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義［3－4］。

桃江錳礦在技改擴(kuò)建工程中，認(rèn)真貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，合理布局，依靠科技進(jìn)步，強(qiáng)化管理，科學(xué)有序地開(kāi)采。本文在分析桃江錳礦采礦、選礦現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，從工藝、技術(shù)和設(shè)備入手，提出了節(jié)能措施。

1 礦山現(xiàn)狀

桃江錳礦為一開(kāi)采了幾十年的老礦山，主要礦體的傾角為0°～65°，為緩傾斜、傾斜礦體，礦體平均厚度為0.82m。根據(jù)礦體開(kāi)采技術(shù)條件，對(duì)礦體傾角≥38°的薄礦體，一直采用削壁充填采礦法。

礦山已經(jīng)停產(chǎn)多年，＋200m以下所有巷道均被水淹，原有坑內(nèi)大部分設(shè)備、設(shè)施如輕軌、管路等或銹蝕、或遺失、或損壞，不能再繼續(xù)利用；地表設(shè)施如原有提升絞車(chē)、空壓機(jī)、電機(jī)車(chē)、輕軌等，有的屬淘汰系列，有的耗能高，有的銹蝕嚴(yán)重，除部分軌道可修復(fù)利用外，均需更換新的設(shè)施；排水、供氣管路銹蝕嚴(yán)重，沿程輸送阻力較大。

原有選燒廠設(shè)備比較全而且完整。破碎車(chē)間粗、中、細(xì)碎及膠帶輸送機(jī)、給礦設(shè)備、洗礦設(shè)備和分級(jí)篩分設(shè)備均完善，但膠帶老化嚴(yán)重，金屬設(shè)施銹蝕嚴(yán)重，動(dòng)力設(shè)備需大修，大多屬于高耗能老舊設(shè)備。

礦山35kV變電站仍在運(yùn)行，變壓器為老式產(chǎn)品，變壓后輸出電壓等級(jí)6kV，各類高壓柜、配電柜等均齊全，但大部分老化導(dǎo)致電量損失較大。

2 節(jié)能措施

（1）采礦工藝方面。對(duì)于礦體傾角≤38°的薄礦體，設(shè)計(jì)采用扇形推進(jìn)削壁充填采礦法。其優(yōu)點(diǎn)主要是廢石充填采空區(qū)，可省廢石提升的能耗；能最大限度地降低礦石的廢石混入率，減少礦石碎礦量，節(jié)約能耗。

（2）供電方面。采用較為合理的電氣接線方案，使變配電接近用電負(fù)荷中心，縮短供電距離，以降低供電線路的損耗；當(dāng)受客觀條件限制時(shí)，適當(dāng)加大導(dǎo)線截面，以降低供電線路的損耗；采用就地補(bǔ)償和集中補(bǔ)償相結(jié)合的方式，使10kV側(cè)功率因數(shù)達(dá)到0.95以上；照明選用節(jié)能型光源，在達(dá)到相同或提高亮度的情況下降低電能消耗。

（3）供氣方面?？諌簷C(jī)是礦山開(kāi)采主要?jiǎng)恿υO(shè)備，也是能耗較大的設(shè)備，主要用于礦山鑿巖、壓風(fēng)自救。由于氣動(dòng)設(shè)備效率較低，耗能較大，使得壓縮空氣成本較高，耗電量約占全礦耗電量的8%～11%［5－7］。隨著開(kāi)采深度增加，耗電量進(jìn)一步增大。當(dāng)空壓機(jī)排氣量正好滿足生產(chǎn)用氣量時(shí)，儲(chǔ)氣罐里氣壓基本不變，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，由于生產(chǎn)用氣不均衡，所選空壓機(jī)的供氣量大于實(shí)際用氣量，為使罐內(nèi)壓力維持設(shè)定壓力，通常采用兩種方法：一是空壓機(jī)卸荷運(yùn)行即電動(dòng)機(jī)空載運(yùn)轉(zhuǎn)，其用電量仍為負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的30%～60%；二是空壓機(jī)停止運(yùn)行，但需要電動(dòng)機(jī)頻繁啟動(dòng)，這都將浪費(fèi)大量電能。選用變頻空壓機(jī)則能很好地解決這些問(wèn)題，既能達(dá)到節(jié)能效果，又提高了設(shè)備運(yùn)行的可靠性。

（4）建筑設(shè)施方面。房屋建筑屋面均采用30 mm厚擠塑聚苯板保溫隔熱，外墻燒結(jié)多孔磚（聚苯顆粒保溫沙漿），墻體類型為粘土多孔磚墻體。樓板為現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板（20mm厚水泥珍珠巖保溫砂漿）。凡作節(jié)能設(shè)計(jì)部位的外門(mén)均宜采用中空玻璃及具有保溫隔熱的外門(mén)，外窗均為普通鋁合金框配5mm＋6mm＋5mm厚中空玻璃。

（5）總圖方面。礦山總圖布置充分考慮采選工藝要求與地形條件，盡可能集中布置，使物流走向合理，力求縮短物料運(yùn)輸距離和提升高度，節(jié)約能耗，充分利用地形，減少工程量。

（6）通風(fēng)方面。通風(fēng)采用節(jié)能風(fēng)機(jī)，主扇選用高效節(jié)能的軸流式風(fēng)機(jī)，有反風(fēng)性能，可減少主扇反風(fēng)道的漏損能耗。合理地確定風(fēng)量和風(fēng)壓，使計(jì)算數(shù)值與風(fēng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行的風(fēng)量、風(fēng)壓值偏差控制在10%以內(nèi)，這樣能使風(fēng)機(jī)與通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)匹配，在高效區(qū)運(yùn)行。在計(jì)算礦井通風(fēng)風(fēng)量和風(fēng)阻時(shí)，充分考慮自然風(fēng)壓的影響，保證所選的風(fēng)機(jī)既能滿足通風(fēng)容易和困難時(shí)期的要求，又能保持較高的運(yùn)行效率。

（7）排水方面?？觾?nèi)排水采用高中段近地表截流地表滲透水方式，避免反向提升，節(jié)省能耗。選擇高效節(jié)能的排水泵和電機(jī)，并合理地選擇管路截面和流速，選用內(nèi)表面光滑的管道，減少摩擦損失，合理布置管道走向，盡量減少?gòu)濐^數(shù)量，這些都能大大提高系統(tǒng)效率，減少電耗。

（8）坑內(nèi)運(yùn)輸方面?？酉虏捎貌蓤?chǎng)溜井，利用重力將礦石直接下放到主運(yùn)輸水平，再采用重車(chē)下坡運(yùn)輸方式，能節(jié)省大量電力消耗。

（9）選礦方面。改原有三段一閉路＋洗礦的工藝流程為兩段流程，更換原有設(shè)備，采用高效、可靠、節(jié)能設(shè)備。優(yōu)點(diǎn)有：流程簡(jiǎn)單，裝機(jī)功率低，有利于節(jié)能；設(shè)備性能先進(jìn)，保障率高，備品備件消耗低；自動(dòng)化程度高，人工成本低，使用年限較長(zhǎng)。選廠靠近采礦工業(yè)場(chǎng)地，縮短了運(yùn)輸距離，節(jié)省了基建投資，降低了運(yùn)輸生產(chǎn)成本。其布置充分利用地形高差，既減少了土石方工程量，又降低了物料的提升能耗。

（10）節(jié)能管理方面。整個(gè)礦山是一個(gè)體系，科學(xué)的管理體系對(duì)節(jié)約能源至關(guān)重要。在管理體系里形成礦、車(chē)間、班組節(jié)能管理網(wǎng)，貫徹國(guó)家節(jié)能制度，組織實(shí)施節(jié)能措施，建立能耗分析制度，強(qiáng)化節(jié)能管理基礎(chǔ)工作，積極宣傳節(jié)能的方針、政策和節(jié)能知識(shí)，提高員工的節(jié)能意識(shí)。

3 結(jié) 語(yǔ)

桃江錳礦在技改擴(kuò)建工程中，貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，堅(jiān)持走礦山可持續(xù)發(fā)展道路，從工藝、技術(shù)、設(shè)備方面實(shí)現(xiàn)節(jié)能突破，加強(qiáng)節(jié)能管理，避免無(wú)效能耗。本文分析了桃江錳礦開(kāi)采和選礦現(xiàn)狀后，從采礦方法、供電、供氣、建筑設(shè)施、總圖運(yùn)輸、通風(fēng)、排水、選礦工藝等方面提出了相應(yīng)的節(jié)能措施，對(duì)其他的礦山具有很好的借鑒意義。

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