浅谈井下机电设备的节能措施
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[关键词]煤炭开采要求逐渐提高，井下掘进机电设备的单机容量和总容量也随之加大。因此，为了节约井下掘进机电设备的用电量，必须采取有效的措施对掘进机电设备进行节能管理。本文从以下几个方面对煤矿机电节能进行了阐述。
[关键词]煤矿机电；设备；节能措施
中图分类号：TD63+2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）11-0025-01
随着现阶段可持续发展观的广泛普及，在“十三五”规划中，我国已经将煤矿行业作为重点的九大节能项目之一。在煤矿行业中，该如何的选择有效的节能措施，是减少煤炭污染量的排放、降低掘进机的电能损耗的重点问题。要在不影响煤矿行业正常生产与运作的同时，合理的选择节能措施必须要综合性的对各个方面进行考量。因此只有针对矿井的现实情况，结合实际情况，才能够达到节能的目的。
1 保证设备选择的科学性
掘进机供电设备的选择是一门艺术，合理的设备选择能够确保采掘开发过程中的耗电量得以降低。通过分析煤矿井下的施工环境我们可以发现，由于其空间狭隘，瓦斯、甲烷等易燃易爆气体含量较高，燃油设备很难真正在矿井下发挥其功效。为此，使用掘进机电设备进行开采是环境驱动的必然选择，它不但能够从根本上保证缩小电能消耗，还能够确保施工过程的安全。
（1）对设备的容量进行合理选择。
煤矿井下挖掘工作离不开动力变压器的辅助，该设备能够保证掘进工作的动力，同时能够确保能源的节约，是井下掘进工作的主要工具。煤矿井下掘进机电设备的选用应该重点考虑设备的节能化和干式化，就算存在特殊情况，需要使用油浸式的变压器，需要充分考虑设备的节能因素。目前市场上的小型煤矿以及部分非法小煤窑仍旧在使用油浸式变压器，这类变压器耗能高，且多数是被二次利用，所以引发了电能的大量消耗，也对施工过程造成了巨大的安全隐患。通过数据对比煤矿掘进机电设备的使用情况可以看出，节能型的KS9231型变压器平均每年的电耗要比普通动力变压器节省8400千瓦时。此外，煤窑开采过程中使用的负荷率小于30%的变压器基本都存在空载运行状况，这就导致了大量的电能被无故浪费。由此可知，选用电压器时一定要考虑设备的适用范围以及节能效果，应用范围广泛的变压器能够有效的实现节能降耗的作用，为煤矿生产行业的发展带来可观的收益。
（2）煤炭输送机的合理选用。
煤矿井下输送机主要以刮板式和带式输送为主要输送方式，以达到将挖掘下来的煤炭传输到指定部位的目的。实践中我们发现，每台SJ-80型的带式输送机能够输送800米的距离，其每一小时能够输送400吨的煤，与此同时，每台SGW-80T型的刮板输送机只能输送160米的距离，其每小时的输送量只有150吨，由此可以看出，带式输送机对于提高煤矿的生产效率，节约电能将有很好的效果。
2 加强机电设备的管理
想要提高电能使用效率就要在井下挖掘设备的选用上下功夫。如果在设备的使用和维修方面没有掌握适当的尺度，就会造成电能的大幅度浪费。为此，笔者从煤炭挖掘设备的管理和使用方面展开了论述，以期对煤炭行业的节能减排提供一些帮助。
（1）提高掘进机的功率。
功率因数的高低将直接影响井下掘进机电设备的使用效率。调查显示，我国多数煤矿的供电功率因数处于较低水平，这是导致大量电能流失的主要原因，而供电电压的质量也将由此受到制约，其最终后果将是整个供电系统的电能损耗。为此，应该在井下掘进机电设备中安置就地补偿装置，以适当提升供电功率因数，保证供电设备的电能消耗量达到最低水平。
（2）缩短低压供电的距离。
井下掘进机电设备的功率是恒定的，这就使得供电电压的高低将直接决定工作电流的大小，换句话讲，工作电压与电流之间呈负相关。一旦低压供电所涉及的工作线路较长，因为线路的抗阻增加，就会直接导致电流传输过程中的损耗加剧。为此，缩短低电压供电的距离对于减少电能消耗将起到良好的效果。另一方面，因为掘进机电设备的电流与电压之间的负相关关系，将供电电压提高将是减小电能损耗的又一途径。目前就有很多大中型的煤矿供电系统利用变电站，将其本来的380V供电提高到了660V乃至1140V，这在降低电能损耗方面收获了良好的效果。
（3）节约设备的用水、用液。
煤炭开采阶段，如果遇到地质紧密、坚硬的部分就要用乳化液喷洒以降低工程难度，由此，掘进机电设备的工作要在乳化液泵厂的辅助下完成。但是，由于一些员工试图减少自身的工作量和工作难度，私自将操作步骤简化，在开启掘进设备的同时启动液泵，造成了大量的液体浪费，也由于液泵的持续工作，引起了大量的电能消耗。为此，一定要合理改善液泵管理环节的漏洞，将节水、节液作为节电的主要手段。
（4）对设备保养制度予以完善。
由于煤矿井下掘进机电设备需要在潮湿、阴暗、粉尘较多的环境下工作，所以锈蚀情况时有发生，为了防止由于粉尘进入设备诱发的设备运转不灵，就需要相关部门加大设备管理力度，对井下掘进机电设备展开定期维修、保养，对设备的检修工作做到足够的重视。此外，还要加大设备渣滓清理工作的力度，保证设备的灵活运转，从而提高设备的工作效率，以辅助节能减排工作的顺利展开。
3 推广节能式煤矿掘进设备的应用
煤矿井下掘进设备的发展逐渐趋于智能化，朝着节能环保的方向不断进步。这需要相应人员在实际工作当中，逐渐转变传统思念，使用新型节能设备，充分提高煤矿掘进设备的综合节能性能。常用的方法包括使用节能式变压器与发动机替换设备原有发动机、从节能方向改造空压机及带式运输机操作控制系统，从根本上实现对井下掘进设备的节能优化。
一方面，使用节能式变压器与发动机替换原有设备。通常可使用非晶合金类变压器，选用这类型材质的变压器，能够有效确保能耗低，且产生的噪音污染也较低，空载和负载两种情况下的损耗都会大幅降低。而节能式的发动机，具有较大的启动转矩，运行效率较高，同样不会造成噪音污染，在保证能耗低的前提下极大提高了设备运行效率。
另一方面，对原有空压机采取节能改造措施。在实践工作当中，优先使用离心式或螺杆式空压机代替以往传统式的活塞空压机，对原有的压风管道系统进行优化完善，可以最大程度上降低管道阻力，避免漏风情况出现。而后，采用变频手段对空压机的控制进行优化，综合分析管道压力，对空压机等设备的输出功率进行合理调整，且确保空压机等设备的输出功率保持均衡变化，并尽量保障空压机制风量与用风量两者的均衡一致，从而减少空压机设备反复启停导致的能源损耗。
此外，还应该对原有带式传输机的控制系统进行优化。现有的煤矿井下掘进工作规模较大，运输距离较远，需要用到的设备数量也庞大繁多，经常出现大量设备堆积的情况。对大量设备采取集中式控制措施，可以极大的减少因设备反复启停或者空载导致的能源浪费。现有的集中式控制措施较多，例如同煤流方向反向采取延时启动措施，这一集中控制的形式能够充分降低煤堆出现压头情况，防止输送机前段部分出现空转。但在实践过程中，也有部分煤矿使用的是传输机随机运转的方式，该方式防止输送机空转的同时，又导致发动机反复启动，若处理不当同样会导致能源损耗。这就要求煤矿工作人员在优化集中式控制措施的过程中，充分分析本企业内部煤矿井下开采的实际情况，尽量确保空转情况与反复启动情况两者的相互平衡，从而将节能效果最大化
4 结语
节能减损工作是一套非常重要的完整系统工程。煤矿井下掘进机电设备是实施节能减损主体，煤炭是人类社会赖以生存的能源基础，在“节能减排”的大社会背景下，节约煤炭开采本身的能源消耗，对节能减排有着重大的意义。选择先进节能的井下掘进机电设备，科学合理的对掘进机电设备进行使用、管理和维护，是井下掘进机电设备最有效的节能途径。