煤矿井下机电设备节能方法分析

煤矿井下机电设备节能方法分析

徐茂

昆明煤炭科学研究有限公司 昆明 650000

摘要：在煤矿井下开采作业中，应用到各项机电设备辅助人工进行操作可以提高开采效率。不过机电设备的使用也意味着大量能源的消耗，在这一过程中浪费了一定能源，对环境产生了污染，并不符合绿色环保理念。因此在煤矿开采工作中要注意，选择合适的节能方法应用于机电设备中，对原有的机电设备进行有效改造，升级整体系统，提高运行效率，节约能源保护环境，提高煤矿企业的经济效益和生态效益。在本文的研究工作中，主要探究井下机电设备的选择和使用方法，提出几点有效的节能措施，以期为煤矿企业提供参考。

关键词：煤矿井下；机电设备；节能方法

目前我国政府将节能减排作为加强宏观调控的重点，落实于各行各业中。其中煤矿行业是节能减排的重点之一。在这一环境下，开采工作需要从各方面入手，尤其是机电设备的选择和使用，减少机电设备的能源消耗，提高工作效率。可以合理选择节能变压器和输送控制系统，在具体应用中将变频技术、电气自动化技术等应用于作业中，调整好供电电压，采取适当的决定措施，达到预期的节能目标，促进煤矿企业的进一步发展。

1.合理选择井下机电设备

1.1合理选择节能变压器

在煤矿井下掘进机电设备中，节能变压器发挥着十分重要的作用关系到整体的节能效果，因此需要合理选择节能变压器。一般在机电运行中会定期检查节能变压器的负荷，如果负荷低于30%，需要及时更换。首先根据作业具体情况，选择合适的节能变压器。分析在整个作业过程中，设备的消耗量，了解各类变压器的材质，可以选择非晶合金制造的配电变压器，发挥材料优势，减少整体能耗。尤其是在空载过程中，损耗会有所降低。其次，在选择变压器时，不能过于重视其节能效用而忽略变压器本身的功能。考虑到变压器的具体性能，根据长期损耗情况，选择合适的变压器。最后根据整体运行状态设置合适的数量。如果是一级二级复合设备，而且占比比较重，可以设置两台变压器，针对三级负荷设备设置一台。对于一些难以应用大量变压器的情况，可以设置多台小容量的变压器。

1.2合理选择输送控制系统

输送控制系统主要用于人力资源设备等的传输，因此有着高电压大功率的特点，如果达不到这一要求，会影响井下作业的顺利推进。处于正常状态下，输送控制系统也有着大量的电量消耗。因此选择带式输送机时，考虑能量少的设备并检查设备整体的运行情况，及时更换一些老旧设备，提高整个系统的运行效率。还有一种刮板输送机，所消耗的电量比带式输送机还要高，因此优先选择带式输送机，保障整体的运输效果。

2.合理使用井下机电设备

2.1评估和更换设备

机电设备在使用的过程中出现一定损耗，难以达到最佳的运行状态，因此需要定期进行检查，确保各项设备处于良好的运行状态，若出现问题需要及时更换，避免增加整个机电设备的能耗。同时在设备使用的过程中，可能受到人为因素、环境因素等的影响，造成了较大的电能损耗。为了减少这一损耗，需要做好对作业人员的管理工作，提高他们的质量控制意识，合理使用各项机电设备。定期对机电设备进行评估工作，了解机电设备使用前后的能耗情况，更换一些能耗较大的设备。例如要及时更换节能型的电动机。高效节能电动机的应用可以减少电磁能、热能和机电能的损耗，提高输出效率。

2.2使用变频技术

在以往的运行中，设备以恒定状态运转，不会考虑具体情况，因此整体机电消耗比较大。将变频型技术与机电设备结合应用，可根据现场作业实际情况对设备进行恰当调整，例如设备空载时停止运转，可以减少空载的损耗。借助智能模块的IPM轻易实现变频。而且具有通信功能和程序参数的识别功能，使用范围更加广泛。

例如变频技术应用于风机中，使用一台变频器控制两台电机。经过节能改造后，实际转速有所下降，输出功率也更加适合矿井的特性，提高了运行效率，节约能源。变频技术具有多项功能，可以实现载波频率，调整风电和瓦斯闭锁功能，过流短路保护功能和实地控制功能，这些功能的合理应用为机电设备提供助力，节约能耗，提高整体的工作效率。可以将变频器和PLC控制器相结合，设置井下监控系统，有效控制抽水泵的启用和速度，变频器可根据泵的工作情况进行合理控制，减少空转时间和损耗。借助于PLC控制功能，优化变频技术的各项功能，使其更加灵活和智能。在井下作业时，可根据具体需求设计合理的参数，应用各项功能，起到一定的辅助作用，节约整体能耗。

2.3应用电力无功就地补偿装置

机电设备在应用过程中会受到功率因素的影响，出现一定的损耗。如果功率因数偏低，设备运行过程中会产生大量的无用功率，浪费了很多电能。因此可以使用电力无功就地补偿装置，解决机电设备能源损耗严重的问题，将其控制在较小的范围内，达到良好的节能效果。

2.4应用电气自动化技术

电气自动化技术的应用可以节约机电设备的能耗，提高机电设备的运输效率，而且也能做好运行监督工作，及时发现其中存在的问题。例如可以将电气自动化与输送机结合在一起，只需要人员输入相关指令，机电设备自动执行这一指令，减少干扰因素。在运行过程中发挥监督功能，确保输送机的状态符合要求也能通过一些指令进行预警，及时发现其中存在的问题，维修更换设备，提高整个系统运行效率。

2.5空压机节能改造

空压机的类型多种多样，例如有活塞式和离心式，现在很多煤矿生产过程中依旧使用活塞式空压机，虽然具有一定的应用优势，但整体能耗高，并不符合煤矿企业节能减排的目的。因此在节能工作中对空压机进行改造，更换为离心式空压机。同时还需要优化压风管路系统，减少阻力和漏风量。同时加入变频技术，发挥变频控制的作用，对多台空压机进行有效控制。根据管路压力调节设备输出功率，确保设备滞风量和实际用风量相匹配，减少设备的启用和停止的次数。通过这一形式也能减少能耗。

2.6尽量缩短低压供电距离

供电距离也会增加机电设备的能源损耗，因此在节能改造工作中，也要关注低压供电距离。一旦线路过长，会增加线路的阻抗性，产生较大的电能损失。因此需要根据煤矿井下的实际情况，优化整体线路的设计，尽可能的减少供电距离，控制电能在传输过程中的损失。

2.7合理改造带式输送机控制系统

带式输送机控制系统的应用比较广泛，为井下作业提供了一定的帮助，但设备运行过长会造成严重的电能损耗。为此在应用带式输送机控制系统时，对其进行适当的改造有效节能。可以在该系统上配接无料延时停车传感器，开展对整个系统的集中监控工作，掌握系统的运行状态。随机控制单台设备有煤开车和无煤停车，减少电机空运时间，也能避免无煤运转过程中浪费大量的电能。

3.节能措施的应用

3.1调整供电电压

在井下作业时合理的调整供电电压，有效节约电能，减少能耗。机电设备运行时，电流与电压成反比关系，电压不稳会导致整个设备运行不稳。而且这一过程也会损失一定能耗。因此需要在运行过程中对电压进行一定的调整，确保整个系统运行的稳定性。并加强监督管理工作，确保稳定供电。在机电设备运行前可以做好技术测评工作，盲目使用设备只会损坏设备，造成较大的能耗。通过技术测评了解设备的运行情况，合理的设计供电电压，确保整体运行的稳定性，发挥机电设备的优势，提高开采效率。

3.2选择合适的节电措施

在井下作业时选择恰当的节电措施，不仅可以节约电能，还能提高工作效率。一，在煤炭开采的过程中，可以使用乳化液喷洒在地质紧密坚硬的岩层上，使岩层软化便于开采。严格遵守操作步骤，然后启动掘进设备可以减少设备电能的消耗，提高工作效率。二，合理设置机电设备的功率参数。掘进机电设备的供电效率与功率有一定关系。功率参数设置不合理，会产生较大的消耗。因此在实际应用中，需要提高功率参数，提高功率的利用，减少电能消耗。三，做好机电设备的防护工作。井下作业的环境十分潮湿，有很多的灰尘，在这一环境下会对机电设备产生影响，出现腐蚀等情况，为了提高机电设备的使用寿命，保护它们的性能。需要采取适当的防护措施，必要时加入润滑油，定期清洁机电设备，保障设备的运行状态。四，注重节能新技术的引进。新技术设备的出现不断的优化传统机电设备的性能，因此可以选择新型的高效泵、优化的传动系统、直驱电机等设备降低设备的能耗，优化整体性能，为工作人员提供更多技术上的支持，提高工作效率，保护环境。

3.3加强设备的日常保养和维修

在煤矿井下作业时机电设备如果出现故障会大大增加损耗，影响工作效率。因此需要提高对机电设备运行管理的重视程度，制定合适的计划，定期开展设备的检查保养和维修等一系列工作，保障设备整体的运行状态节约能耗。首先煤矿企业要制定完善的设备日常检修维护程序。安排专门人员制定详细计划，将责任落实到具体的人身上。要求检修人员严格遵守工作流程，检修前后进行登记，检修过程中做好记录。每次检修工作都记录在档，通过整理每次的检修记录，可以了解设备的运行情况，对发生故障的关键点着重检查。发现问题及时处理，更换零部件或者设备，保障整个系统运行的稳定性和安全性。其次，制定精细化的设备检查计划。包括多久清理一次电动机上的油和灰尘，多久测量一次设备的电源和电压等。制定详细的计划，落实人员责任，出现问题及时追责通过精细化的检修工作，保障设备运行状态。第三加强人员培训。制定完善的培训计划，提高检修人员的专业素养，更好的应对机电设备的检修工作。尤其在选择一些先进机电设备时，也要及时更新培训内容。规范检修人员的行为，提高他们的责任意识，落实各项计划。能够及时发现设备中存在的问题，保障整个系统的稳定运行。

4.结束语

综上所述，煤矿井下机电设备的运行会造成大量的能源消耗，其中也会浪费一部分能源，并不利于实现节能减排的目标。需要煤矿企业提高重视程度，在节能减排策略的支持下，选择合适的节能型变压器和输送机，在井下作业时合理应用节能设备。评估机电设备及时更换，合理应用变频技术和电气自动化技术，可以提高工作效率，减少运行中的能耗。尽量缩短低压供电距离，应用电力无功就地补偿装置，并对原有设备进行节能改造，发挥节能优势，提高整体的效率。选择合适的节能措施，定期维修保养，解决能源消耗，确保机电设备系统的稳定运行，为煤电生产提供一定的助力。

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