煤礦井下掘進(jìn)機(jī)電設(shè)備的節(jié)能環(huán)保技術(shù)探析

沈靜偉

（山西長平煤業(yè)有限責(zé)任公司礦建五隊， 山西 晉城 048400）

引言

當(dāng)前社會在發(fā)展過程中對煤炭資源的需求量在持續(xù)增加，與此同時導(dǎo)致電能損耗過度，并且對環(huán)境造成了嚴(yán)重污染，而在采煤過程中掘進(jìn)機(jī)是最為關(guān)鍵的設(shè)備，因此需要進(jìn)行掘進(jìn)機(jī)的改造與優(yōu)化，使其具備節(jié)能降耗的功能，本文對此進(jìn)行了具體分析。

1 機(jī)電設(shè)備選擇

1.1 變壓器及容量

動力變壓器是煤礦井下施工最為關(guān)鍵的供電設(shè)備，在選擇該類設(shè)備的過程中主要有兩點(diǎn)依據(jù)，一是確保變壓器本身的動力能夠符合采煤施工的基本要求，二是變壓器能夠有效節(jié)約能源。目前符合這兩點(diǎn)要求的設(shè)備可分為兩種，分別是節(jié)能化與干式化，如果操作環(huán)境較為特殊，可選擇油浸式設(shè)備，但在運(yùn)用該類設(shè)備的過程中必須確保其能夠節(jié)約能源。另外，結(jié)合我國當(dāng)前的采煤情況來看，部分小規(guī)模煤礦所采用的設(shè)備對電能的消耗量較高，這主要是因為小規(guī)模煤礦在采煤過程中僅考慮的是自身的利益，而未能從節(jié)能環(huán)保的角度進(jìn)行設(shè)備的選擇，最終使得能源流失問題十分嚴(yán)重。另外，從整體情況來看，多數(shù)煤礦所使用的變壓器空載運(yùn)行現(xiàn)象十分普遍，且設(shè)備負(fù)荷率均低于30%[1]，這樣的操作方式不僅造成了電能的嚴(yán)重浪費(fèi)，同時還使得設(shè)備始終處于無用功狀態(tài)，因此當(dāng)前必須進(jìn)行調(diào)整。另外，在選擇變壓器時還需要考慮經(jīng)濟(jì)方面的因素，確保能夠為企業(yè)縮減施工成本，進(jìn)而幫助企業(yè)獲取更高的經(jīng)濟(jì)效益。另外，當(dāng)前變壓器處于持續(xù)更新的狀態(tài)，并且已經(jīng)成功研制出了非晶合金變壓器，其不僅能夠降低電能的損耗量，同時還可有效控制噪音，應(yīng)用效果較好，因此可選擇該類型的變壓器。

1.2 節(jié)能電動機(jī)

在使用傳統(tǒng)電動機(jī)的過程中對能源的浪費(fèi)現(xiàn)象較為嚴(yán)重，因此研究人員就對傳統(tǒng)電動機(jī)的優(yōu)勢及缺陷進(jìn)行了綜合性分析，進(jìn)而在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了設(shè)備改造，成功研制出了新型電動機(jī)。在改造過程中選擇了一些具有節(jié)能效果的新型材料與技術(shù)，可有效降低電能損耗量。同時，新型設(shè)備還能夠降低電磁能，使得電動機(jī)的運(yùn)行效率在原有基礎(chǔ)上明顯有所提升，并且也解決了噪音污染的問題。

2 供電電壓調(diào)整

在采煤過程中掘進(jìn)機(jī)設(shè)備的供電電壓與電流始終成反比關(guān)系，這就使得一旦供電電壓出現(xiàn)問題，就會導(dǎo)致設(shè)備處于不穩(wěn)定狀態(tài)，進(jìn)而使得電路損耗量處于持續(xù)波動狀態(tài)，造成能源的嚴(yán)重浪費(fèi)。為了使這種現(xiàn)象得到有效控制，可在原有基礎(chǔ)上適當(dāng)升高電壓，并確保電壓能夠始終處于平穩(wěn)狀態(tài)，這樣就能夠使設(shè)備電流不會出現(xiàn)波動，有效降低電路損耗量。為了使供電電壓的控制效果更好，在日常采礦的過程中需要加大對供電電壓的監(jiān)測力度，確保其能夠處于平穩(wěn)狀態(tài)。另外，可為掘進(jìn)機(jī)配置移動類型的變電站[2]。這樣能夠使設(shè)備線路始終處于正常運(yùn)行的狀態(tài)，進(jìn)而使得能源過度消耗的現(xiàn)象得到控制。

3 機(jī)電設(shè)備管理

為了降低能源的損耗量，還需要制定一些科學(xué)有效的管理方式。具體來說，可從以下幾個方面入手。

1）由于采煤作業(yè)具有一定的難度，尤其是硬石的開采更容易使掘進(jìn)設(shè)備受損，針對這一問題，在開采之前首先必須將乳化液噴灑于硬石表面，進(jìn)而起到軟化硬石的作用[3]。但部分人員在未檢查礦石硬度的情況下就進(jìn)行了乳化液的噴灑，導(dǎo)致浪費(fèi)現(xiàn)象較為嚴(yán)重，應(yīng)在此方面制定健全的管理制度，并且加大對操作人員的監(jiān)管力度，確保其能夠合理運(yùn)用乳化液。

2）當(dāng)變壓器負(fù)荷率介于50%～70%之間時能夠有效提高工作效率，但在實際作業(yè)的過程中負(fù)載與功率較難控制。因此必須結(jié)合采煤作業(yè)的實際情況進(jìn)行變壓器容量的選擇，以免出現(xiàn)負(fù)載過大和電能浪費(fèi)的問題。

3）井下掘進(jìn)環(huán)境極其復(fù)雜且濕度較高，而掘進(jìn)設(shè)備多是由鋼、鐵等材質(zhì)加工而成，這就使得設(shè)備的腐蝕情況較為嚴(yán)重。與此同時，工人也未能根據(jù)設(shè)備的工作情況定期進(jìn)行維護(hù)，使得設(shè)備的損壞現(xiàn)象較為普遍并且使用期限較短。因此，當(dāng)前最重要的是制定出健全的設(shè)備檢查與維護(hù)制度，確立責(zé)任制，增強(qiáng)工人的責(zé)任心理，加大定期檢查、清潔與維護(hù)設(shè)備力度，并針對設(shè)備中所存在的故障應(yīng)及時進(jìn)行維修處理，這樣就能有效提升設(shè)備的工作效率并延長設(shè)備的使用期限，同時還能起到節(jié)約能源的作用。

4 節(jié)能機(jī)電設(shè)備優(yōu)化

當(dāng)前在科學(xué)技術(shù)的推動下，掘進(jìn)設(shè)備已經(jīng)逐步實現(xiàn)智能化操作，并且設(shè)備均具有節(jié)能環(huán)保的作用，因此企業(yè)在采煤過程中除了考慮自身利益之外，還需要從節(jié)能環(huán)保的角度考慮，運(yùn)用當(dāng)前所研制出的一些新型節(jié)能設(shè)備，有效提高采煤效率。具體可采取以下三種方式。

4.1 采用節(jié)能型機(jī)電設(shè)備

對傳統(tǒng)的設(shè)備進(jìn)行替換，代之以具有節(jié)能作用的變壓器與發(fā)動機(jī)。另外，非晶合金變壓器能夠降低空載與負(fù)載狀況下的電能損耗量，并且設(shè)備在工作過程中所產(chǎn)生的噪音較小，因此可推廣該類設(shè)備，促使其廣泛應(yīng)用于采煤企業(yè)中。另外，節(jié)能式發(fā)動機(jī)同樣具有控制噪音及降低能耗的作用，因此也應(yīng)促使企業(yè)轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的理念，運(yùn)用新型發(fā)動機(jī)并進(jìn)行推廣。

4.2 改造空壓機(jī)

對傳統(tǒng)的空壓機(jī)進(jìn)行改造，彌補(bǔ)傳統(tǒng)活塞空壓機(jī)中的不足，代之以離心和螺桿兩種類型的設(shè)備。另外，需要對壓風(fēng)管道系統(tǒng)中所存在的不足之處進(jìn)行調(diào)整，將管道阻力降低至最小，這樣就能使漏風(fēng)現(xiàn)象得到有效控制。另外，在改造空壓機(jī)時可通過變頻手段實現(xiàn)，這就需要對管道所承受的壓力進(jìn)行全面分析，進(jìn)而以此為依據(jù)調(diào)整設(shè)備的輸出功率，確保功率的變化能夠處在合理的范圍內(nèi)。另外，應(yīng)當(dāng)確保設(shè)備內(nèi)部的風(fēng)量與用風(fēng)量始終保持一致狀態(tài)，如果這兩者之間存在較大差異，在設(shè)備啟動與停止的過程中就會造成能源的過度損耗。

4.3 優(yōu)化輸送機(jī)

當(dāng)前需要對輸送機(jī)進(jìn)行優(yōu)化處理，主要原因在于社會多個領(lǐng)域?qū)γ禾抠Y源的需求量在持續(xù)增加，因此使得采煤作業(yè)的規(guī)模也在持續(xù)擴(kuò)大，并且煤炭資源需要進(jìn)行遠(yuǎn)距離運(yùn)輸，在此過程中就需要用到許多類型各不相同的輸送設(shè)備，進(jìn)而使得輸送設(shè)備堆積現(xiàn)象較為嚴(yán)重，為了使這種現(xiàn)象得到控制，可采取集中式的控制方法。具體的操作方式是結(jié)合煤流反向進(jìn)行延時處理，這樣能夠使煤堆壓頭的現(xiàn)象得到控制，同時也能避免輸送機(jī)處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)[4]。另外，也可采取輸送機(jī)隨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的處理措施，不僅能夠解決設(shè)備空轉(zhuǎn)問題，同時還能避免發(fā)動機(jī)的啟動過于頻繁，但該方法在應(yīng)用過程中必須加強(qiáng)控制，否則就會使能源損耗更為嚴(yán)重，這就要求煤礦企業(yè)在應(yīng)用這種控制方式的過程中必須充分考慮井下開采的具體情況，避免空轉(zhuǎn)與反復(fù)啟動的情況偏差過大，保持兩者的均衡性。

5 結(jié)語

在采煤過程中必須意識到節(jié)能降耗的重要性，否則煤礦企業(yè)即使能在短期內(nèi)獲得利益，從長遠(yuǎn)來看對其自身的發(fā)展是十分不利的，因此企業(yè)需要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的理念，積極引進(jìn)具有節(jié)能效果的設(shè)備，并且應(yīng)結(jié)合企業(yè)的實際情況進(jìn)行設(shè)備改造，定期對設(shè)備進(jìn)行維護(hù)與保養(yǎng)。