煤矿井下掘进机电设备的节能环保技术探析

2018-02-16沈静伟

机械管理开发 2018年8期

关键词：电能机电设备变压器

沈静伟

（山西长平煤业有限责任公司矿建五队，山西晋城 048400）

引言

当前社会在发展过程中对煤炭资源的需求量在持续增加，与此同时导致电能损耗过度，并且对环境造成了严重污染，而在采煤过程中掘进机是最为关键的设备，因此需要进行掘进机的改造与优化，使其具备节能降耗的功能，本文对此进行了具体分析。

1 机电设备选择

1.1 变压器及容量

动力变压器是煤矿井下施工最为关键的供电设备，在选择该类设备的过程中主要有两点依据，一是确保变压器本身的动力能够符合采煤施工的基本要求，二是变压器能够有效节约能源。目前符合这两点要求的设备可分为两种，分别是节能化与干式化，如果操作环境较为特殊，可选择油浸式设备，但在运用该类设备的过程中必须确保其能够节约能源。另外，结合我国当前的采煤情况来看，部分小规模煤矿所采用的设备对电能的消耗量较高，这主要是因为小规模煤矿在采煤过程中仅考虑的是自身的利益，而未能从节能环保的角度进行设备的选择，最终使得能源流失问题十分严重。另外，从整体情况来看，多数煤矿所使用的变压器空载运行现象十分普遍，且设备负荷率均低于30%[1]，这样的操作方式不仅造成了电能的严重浪费，同时还使得设备始终处于无用功状态，因此当前必须进行调整。另外，在选择变压器时还需要考虑经济方面的因素，确保能够为企业缩减施工成本，进而帮助企业获取更高的经济效益。另外，当前变压器处于持续更新的状态，并且已经成功研制出了非晶合金变压器，其不仅能够降低电能的损耗量，同时还可有效控制噪音，应用效果较好，因此可选择该类型的变压器。

1.2 节能电动机

在使用传统电动机的过程中对能源的浪费现象较为严重，因此研究人员就对传统电动机的优势及缺陷进行了综合性分析，进而在此基础上进行了设备改造，成功研制出了新型电动机。在改造过程中选择了一些具有节能效果的新型材料与技术，可有效降低电能损耗量。同时，新型设备还能够降低电磁能，使得电动机的运行效率在原有基础上明显有所提升，并且也解决了噪音污染的问题。

2 供电电压调整

在采煤过程中掘进机设备的供电电压与电流始终成反比关系，这就使得一旦供电电压出现问题，就会导致设备处于不稳定状态，进而使得电路损耗量处于持续波动状态，造成能源的严重浪费。为了使这种现象得到有效控制，可在原有基础上适当升高电压，并确保电压能够始终处于平稳状态，这样就能够使设备电流不会出现波动，有效降低电路损耗量。为了使供电电压的控制效果更好，在日常采矿的过程中需要加大对供电电压的监测力度，确保其能够处于平稳状态。另外，可为掘进机配置移动类型的变电站[2]。这样能够使设备线路始终处于正常运行的状态，进而使得能源过度消耗的现象得到控制。

3 机电设备管理

为了降低能源的损耗量，还需要制定一些科学有效的管理方式。具体来说，可从以下几个方面入手。

1）由于采煤作业具有一定的难度，尤其是硬石的开采更容易使掘进设备受损，针对这一问题，在开采之前首先必须将乳化液喷洒于硬石表面，进而起到软化硬石的作用[3]。但部分人员在未检查矿石硬度的情况下就进行了乳化液的喷洒，导致浪费现象较为严重，应在此方面制定健全的管理制度，并且加大对操作人员的监管力度，确保其能够合理运用乳化液。

2）当变压器负荷率介于50%～70%之间时能够有效提高工作效率，但在实际作业的过程中负载与功率较难控制。因此必须结合采煤作业的实际情况进行变压器容量的选择，以免出现负载过大和电能浪费的问题。

3）井下掘进环境极其复杂且湿度较高，而掘进设备多是由钢、铁等材质加工而成，这就使得设备的腐蚀情况较为严重。与此同时，工人也未能根据设备的工作情况定期进行维护，使得设备的损坏现象较为普遍并且使用期限较短。因此，当前最重要的是制定出健全的设备检查与维护制度，确立责任制，增强工人的责任心理，加大定期检查、清洁与维护设备力度，并针对设备中所存在的故障应及时进行维修处理，这样就能有效提升设备的工作效率并延长设备的使用期限，同时还能起到节约能源的作用。

4 节能机电设备优化

当前在科学技术的推动下，掘进设备已经逐步实现智能化操作，并且设备均具有节能环保的作用，因此企业在采煤过程中除了考虑自身利益之外，还需要从节能环保的角度考虑，运用当前所研制出的一些新型节能设备，有效提高采煤效率。具体可采取以下三种方式。

4.1 采用节能型机电设备

对传统的设备进行替换，代之以具有节能作用的变压器与发动机。另外，非晶合金变压器能够降低空载与负载状况下的电能损耗量，并且设备在工作过程中所产生的噪音较小，因此可推广该类设备，促使其广泛应用于采煤企业中。另外，节能式发动机同样具有控制噪音及降低能耗的作用，因此也应促使企业转变传统的理念，运用新型发动机并进行推广。

4.2 改造空压机

对传统的空压机进行改造，弥补传统活塞空压机中的不足，代之以离心和螺杆两种类型的设备。另外，需要对压风管道系统中所存在的不足之处进行调整，将管道阻力降低至最小，这样就能使漏风现象得到有效控制。另外，在改造空压机时可通过变频手段实现，这就需要对管道所承受的压力进行全面分析，进而以此为依据调整设备的输出功率，确保功率的变化能够处在合理的范围内。另外，应当确保设备内部的风量与用风量始终保持一致状态，如果这两者之间存在较大差异，在设备启动与停止的过程中就会造成能源的过度损耗。

4.3 优化输送机

当前需要对输送机进行优化处理，主要原因在于社会多个领域对煤炭资源的需求量在持续增加，因此使得采煤作业的规模也在持续扩大，并且煤炭资源需要进行远距离运输，在此过程中就需要用到许多类型各不相同的输送设备，进而使得输送设备堆积现象较为严重，为了使这种现象得到控制，可采取集中式的控制方法。具体的操作方式是结合煤流反向进行延时处理，这样能够使煤堆压头的现象得到控制，同时也能避免输送机处于空转状态[4]。另外，也可采取输送机随机运转的处理措施，不仅能够解决设备空转问题，同时还能避免发动机的启动过于频繁，但该方法在应用过程中必须加强控制，否则就会使能源损耗更为严重，这就要求煤矿企业在应用这种控制方式的过程中必须充分考虑井下开采的具体情况，避免空转与反复启动的情况偏差过大，保持两者的均衡性。