煤礦井下掘進機電設(shè)備節(jié)能措施

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摘要：煤炭資源在中國經(jīng)濟發(fā)展的歷程中發(fā)揮了重要作用，很多地區(qū)依靠煤炭資源發(fā)展了本地經(jīng)濟。本文從煤礦井下掘進機電設(shè)備的故障診斷與煤礦井下掘進機電設(shè)備節(jié)能措施兩方面研究煤礦井下掘進機電設(shè)備的節(jié)能方法。首先，煤礦井下掘進機電設(shè)備的故障診斷要點主要體現(xiàn)在通風(fēng)機排查與電動機檢測兩方面。然后，從技術(shù)與設(shè)備兩大視角，提出應(yīng)用變頻技術(shù)、減少低壓供電的距離、應(yīng)用電氣自動化技術(shù)、提升機電設(shè)備功率因數(shù)、科學(xué)選擇供電設(shè)備、強化設(shè)備的維護與保養(yǎng)六項措施，希望能給相關(guān)研究人員帶來思考。

關(guān)鍵詞：煤礦；掘進；機電設(shè)備；節(jié)能研究

無論是在工業(yè)生產(chǎn)，還是人們生活中，都離不開煤炭資源。隨著淺層地表煤炭資源不斷被開采，深層的煤炭資源開采逐漸進入人們的視野，這也對煤礦相關(guān)設(shè)備的性能提出了提高的要求，特別是在遠(yuǎn)離地表的煤礦井下進行作業(yè)，對相關(guān)設(shè)備的性能要求也越來越高，相應(yīng)的設(shè)備運轉(zhuǎn)過程中的能量消耗也不斷增加。如何解決煤礦井下掘進機電設(shè)備的能量損耗問題，是煤礦井下作業(yè)的重點。

1機電設(shè)備的故障診斷

在實際煤礦井下工作中，相關(guān)機電設(shè)備故障是造成資源損耗重要原因之一。不但對機電設(shè)備會造成損傷，還會對煤礦井下生產(chǎn)也會造成影響。因此，必須重視對機電設(shè)備的故障診斷。

1.1通風(fēng)機排查

在煤礦井下生產(chǎn)的過程中，持續(xù)運作與安全生產(chǎn)始終是生產(chǎn)的最高準(zhǔn)則，通風(fēng)機作為煤礦井下的重要設(shè)備，擔(dān)負(fù)著維持生產(chǎn)、保護作業(yè)人員安全的重要責(zé)任，一旦出現(xiàn)問題，對井下安全會造成嚴(yán)重的威脅，對于通風(fēng)機故障排查的分析與診斷應(yīng)從五個方面展開，一是分析、設(shè)計通風(fēng)機的診斷步驟。二是運用科學(xué)診斷設(shè)備對所設(shè)計的規(guī)劃點展開針對性診斷。三是把不同監(jiān)測點所檢測到的數(shù)據(jù)一起匯總?cè)胗嬎銠C中，并展開數(shù)據(jù)的分析處理。四是分別設(shè)計各個監(jiān)測點的時間。五是對各監(jiān)測點的檢測情況和診斷結(jié)果進行分析。

1.2電動機檢測

煤礦井下掘進的進程，在很大程度上是由電動機決定的，電動機為相關(guān)設(shè)備提供了源源不斷的動力，所以，電動機故障的分析與診斷就顯得格外重要。就具體而言，主要包括以下三方面：首先，相關(guān)人員必須牢固掌握電動機整體結(jié)構(gòu)和布局。其次，是對電動機電量參數(shù)與運行參數(shù)進行測量。最后，是對井下掘進機電設(shè)備的工作環(huán)境參數(shù)進行分析與測量。

2煤礦井下掘進機電設(shè)備節(jié)能措施

2.1應(yīng)用變頻技術(shù)

就變頻技術(shù)的原理來說，主要是利用變頻器來管控電頻頻率。一般來說，變頻設(shè)備的主要構(gòu)成包括電源板、電容、電極、相關(guān)控制面板等，其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。對還沒有應(yīng)用變頻技術(shù)的煤礦井下掘進機電設(shè)備而言，電流的頻率很難改變的，所以，相關(guān)裝備在長時間內(nèi)只能以恒定的狀態(tài)來運行，從而致使設(shè)備產(chǎn)生較多能耗。但從另一方面來講，運用了變頻技術(shù)的設(shè)備，既可以根據(jù)煤礦井下作業(yè)的實際情況和真實需要，對設(shè)備的運行情況進行科學(xué)合理的調(diào)節(jié)，從而提升機電設(shè)備的節(jié)能效果。整體而言，在相關(guān)裝備中應(yīng)用變頻技術(shù)的優(yōu)點，主要體現(xiàn)在以下四方面：第一，優(yōu)化功率器件。通過應(yīng)用智能化功率模塊（IPM），實現(xiàn)對功率變頻調(diào)節(jié)的目的。第二，改進傳統(tǒng)壓頻比管控模式，拓展壓頻比管控模式的應(yīng)用范圍。第三，優(yōu)化管控系統(tǒng)。從而建構(gòu)專用化集成電路。第四設(shè)備具有調(diào)節(jié)通信、速度、編程參數(shù)辨識度等多方面作用，設(shè)備功能得到增強。在以上四項技術(shù)優(yōu)點的基礎(chǔ)上，根據(jù)實際情況和真實需要來選擇應(yīng)用，從而建立科學(xué)合理的機電設(shè)備節(jié)能措施。

2.2減少低壓供電的距離

眾所周知，電能在傳導(dǎo)的過程中，會產(chǎn)生難以避免的電能微量損失。所以，煤礦企業(yè)如果設(shè)置了較長的供電的距離，會加大煤礦井下掘進機電設(shè)備的電能消耗量，對機電設(shè)備的有效運轉(zhuǎn)有較大影響。所以，必須提升對低壓供電距離的關(guān)注。一般來說，煤礦井下掘進機電設(shè)備功率都是恒定的。所以，機電裝備運行中的電流會對供電設(shè)備的電壓產(chǎn)生直接影響。若供電設(shè)備的電壓量過高，相關(guān)裝備電流量反而會減少。從這個意義來看，低壓供電如果供電距離過遠(yuǎn)，那么，就會使供電線路遇到的阻礙增多，其抗阻性也大大增加，從而導(dǎo)致出現(xiàn)更大量的電能損耗。所以，如果要降低電能傳輸中的電能損失，就需要加強管控低壓供電的距離，盡可能地減少低壓供電的距離，以減少煤礦井下掘進機電設(shè)備的能源消耗。

2.3應(yīng)用電氣自動化技術(shù)

電氣自動化技術(shù)就其本身來講，節(jié)能一直是其發(fā)展的核心，其研發(fā)與生產(chǎn)一直是圍繞節(jié)能展開的。將電氣自動化技術(shù)應(yīng)用在煤礦井下掘進機電設(shè)備中，是提升機電設(shè)備節(jié)能成效的關(guān)鍵。企業(yè)所使用的傳統(tǒng)掘進機普遍存在成本高、效率低、能耗大的缺點，因此，使用電氣化自動裝備是許多煤礦企業(yè)必然的選擇。比如，挖煤使用EBZ120掘進機，其后，搭配QZP160橋式轉(zhuǎn)載機或DSJ8040帶式運輸機、SGB620刮板輸送機等組成的綜合性機械掘進系統(tǒng)，所有機械設(shè)備均使用真空磁力來控制設(shè)備的啟動與暫停，其供電電壓是1140V。

2.4提升機電設(shè)備功率因數(shù)

煤礦井下掘進機電設(shè)備的供電效率對機電設(shè)備功率因數(shù)有重要影響。當(dāng)下，我國多數(shù)煤礦所使用的供電設(shè)備都存在著功率因數(shù)低的問題，從而造成供電過程中存在大量無意義的功率消耗，直接影響了供電設(shè)備的電壓質(zhì)量。煤礦井下掘進機設(shè)備的功率越低，其工作中造成的電能消耗也就增加。因此，提升煤礦井下掘進機電設(shè)備功率因數(shù)就很有必要，隨著掘進機電設(shè)備功率因數(shù)的提高，機電設(shè)備的工作效率也得到了提高，從而達(dá)到了節(jié)能的目的。

2.5科學(xué)選擇供電設(shè)備

在煤礦井下生產(chǎn)的過程中，動力變壓器在供電設(shè)備中發(fā)揮著不可或缺的作用，因此，合理選擇動力變壓器的作用就顯得格外重要。在選擇動力變壓器的時候，不但要考慮掘進設(shè)備所需要的動力，還要考慮設(shè)備的能耗要求。一般選擇煤礦掘進機電設(shè)備的動力變壓器，主要包括干式化、節(jié)能化兩種類型。在調(diào)查研究煤礦井下生產(chǎn)后發(fā)現(xiàn)，節(jié)能性能好、應(yīng)用范圍大動力變壓器是許多煤礦生產(chǎn)的首選，是企業(yè)生產(chǎn)效益最大化的最佳途徑。當(dāng)下，煤礦井下掘進作業(yè)中，所挖掘的煤炭是通過輸送機運送到特定區(qū)域，其中帶式運輸機與刮板式運輸機是應(yīng)用最多的兩種運輸機。帶式運輸機可以輸送的最大距離是800米以上，每小時的輸送量可以達(dá)到400噸。二刮板式運輸機可以輸送的最大距離160米，而且每小時的輸送量只有150噸，由此可見，帶式運輸機的運輸效率和運輸質(zhì)量要遠(yuǎn)高于刮板式運輸機，因此，在相關(guān)企業(yè)要提升生產(chǎn)效率就必須盡快將刮板式運輸機更換為帶式運輸機。以此提升煤礦生產(chǎn)的運輸效率，確保煤礦企業(yè)經(jīng)濟利益增長，同時，又達(dá)到節(jié)約能源的目的。

2.6強化設(shè)備的維護與保養(yǎng)

煤礦井下掘進機電設(shè)備一旦發(fā)生故障，若是不能及時得到處理，就會出現(xiàn)較大程度的能源消耗。所以，必須加強對機電設(shè)備和相關(guān)設(shè)施的日常維護與保養(yǎng)，進而確保相關(guān)設(shè)備和設(shè)設(shè)施的功能與性能可以正常運轉(zhuǎn)。首先，從煤礦企業(yè)的角度而言，建立完善的日常維護、檢修相關(guān)程序、機制、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)等。例如，相關(guān)作業(yè)人員在每次用完設(shè)備后，都要對設(shè)備與設(shè)施進行相應(yīng)的清理、檢查、維護。特別是一些裝備，其關(guān)鍵部位特別容易出現(xiàn)問題和故障，因此，要著重對設(shè)備關(guān)鍵部位進行嚴(yán)格、詳細(xì)的檢查。對于在檢查中發(fā)現(xiàn)的故障和問題，要及時進行處理、更換或維護。就設(shè)備日常保養(yǎng)工作來說，主要是對相關(guān)設(shè)備進行精準(zhǔn)的清潔，例如，縫隙內(nèi)的雜質(zhì)、灰塵等。再就是檢查潤滑油充足與否。另外，還要做好日常檢查、檢修、維修保養(yǎng)的記錄工作，通過構(gòu)建各種裝備和設(shè)施的檢修日志與維護日志，以此為以后其他工作的展開提供重要的參考。其次，是建立完善的裝備與設(shè)施管理制度。通過建立精細(xì)化的設(shè)備設(shè)施檢查方案，以此為定期檢查工作的開展，提供制度保障。如果想建立科學(xué)化、規(guī)范化的設(shè)備設(shè)施管理程序，在具體操作上可以通過建立專項化、專門化的設(shè)備管理機構(gòu)，從而展開專項化設(shè)備管理工作。除此以外，還要對工作人員的工作和職責(zé)進行明確的劃分，并建立相應(yīng)的崗位責(zé)任制度，將具體工作責(zé)任落實到具體人員身上，進而避免出現(xiàn)問題后，相關(guān)工作人員責(zé)任混亂、互相推卸責(zé)任的情況出現(xiàn)。最后，是通過對工作人員進行培訓(xùn)，以此提升相關(guān)工作人員檢修設(shè)備的水平。例如，適時組織人員展培訓(xùn)活動，利用技術(shù)交流的形式廣泛吸收國內(nèi)外先進的設(shè)備進修技術(shù)，從根本上提升相關(guān)工作人員的專業(yè)能力、實踐經(jīng)驗、綜合素養(yǎng)等，通過建立固定的培訓(xùn)制度，持續(xù)提升工作人員的技術(shù)水平，確保煤炭生產(chǎn)的順利進行，減少煤礦生產(chǎn)中的資源損耗。

3結(jié)語

綜上所述，煤礦井下掘進作業(yè)對煤炭開采發(fā)揮著巨大作用，是煤炭開采的關(guān)鍵，降低煤礦井下掘進機電設(shè)備能量消耗，對提升企業(yè)的經(jīng)濟效益有重要意義。煤炭企業(yè)要積極響應(yīng)國家相關(guān)號召，始終跟隨時展脈絡(luò)，推動企業(yè)持續(xù)創(chuàng)新、升級，把節(jié)能作為企業(yè)發(fā)展的目標(biāo)。

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[3]詹慶超,王慧杰.探究煤礦井下掘進機電設(shè)備節(jié)能技術(shù)[J].冶金管理.2020(05):209.

作者：苗鑫 左影輝 鄭啟楷 閆榮 單位：陜煤集團神木檸條塔礦業(yè)有限公司