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摘要:煤炭資源在中國經(jīng)濟(jì)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(jì)。本文從煤礦井下掘進(jìn)機(jī)電設(shè)備的故障診斷與煤礦井下掘進(jìn)機(jī)電設(shè)備節(jié)能措施兩方面研究煤礦井下掘進(jìn)機(jī)電設(shè)備的節(jié)能方法。首先,煤礦井下掘進(jìn)機(jī)電設(shè)備的故障診斷要點(diǎn)主要體現(xiàn)在通風(fēng)機(jī)排查與電動(dòng)機(jī)檢測(cè)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(dòng)化技術(shù)、提升機(jī)電設(shè)備功率因數(shù)、科學(xué)選擇供電設(shè)備、強(qiáng)化設(shè)備的維護(hù)與保養(yǎng)六項(xiàng)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(jìn);機(jī)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(jìn)入人們的視野,這也對(duì)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(jìn)行作業(yè),對(duì)相關(guān)設(shè)備的性能要求也越來越高,相應(yīng)的設(shè)備運(yùn)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(jìn)機(jī)電設(shè)備的能量損耗問題,是煤礦井下作業(yè)的重點(diǎn)。
1機(jī)電設(shè)備的故障診斷
在實(shí)際煤礦井下工作中,相關(guān)機(jī)電設(shè)備故障是造成資源損耗重要原因之一。不但對(duì)機(jī)電設(shè)備會(huì)造成損傷,還會(huì)對(duì)煤礦井下生產(chǎn)也會(huì)造成影響。因此,必須重視對(duì)機(jī)電設(shè)備的故障診斷。
1.1通風(fēng)機(jī)排查
在煤礦井下生產(chǎn)的過程中,持續(xù)運(yùn)作與安全生產(chǎn)始終是生產(chǎn)的最高準(zhǔn)則,通風(fēng)機(jī)作為煤礦井下的重要設(shè)備,擔(dān)負(fù)著維持生產(chǎn)、保護(hù)作業(yè)人員安全的重要責(zé)任,一旦出現(xiàn)問題,對(duì)井下安全會(huì)造成嚴(yán)重的威脅,對(duì)于通風(fēng)機(jī)故障排查的分析與診斷應(yīng)從五個(gè)方面展開,一是分析、設(shè)計(jì)通風(fēng)機(jī)的診斷步驟。二是運(yùn)用科學(xué)診斷設(shè)備對(duì)所設(shè)計(jì)的規(guī)劃點(diǎn)展開針對(duì)性診斷。三是把不同監(jiān)測(cè)點(diǎn)所檢測(cè)到的數(shù)據(jù)一起匯總?cè)胗?jì)算機(jī)中,并展開數(shù)據(jù)的分析處理。四是分別設(shè)計(jì)各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的時(shí)間。五是對(duì)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的檢測(cè)情況和診斷結(jié)果進(jìn)行分析。
1.2電動(dòng)機(jī)檢測(cè)
煤礦井下掘進(jìn)的進(jìn)程,在很大程度上是由電動(dòng)機(jī)決定的,電動(dòng)機(jī)為相關(guān)設(shè)備提供了源源不斷的動(dòng)力,所以,電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)整體結(jié)構(gòu)和布局。其次,是對(duì)電動(dòng)機(jī)電量參數(shù)與運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行測(cè)量。最后,是對(duì)井下掘進(jìn)機(jī)電設(shè)備的工作環(huán)境參數(shù)進(jìn)行分析與測(cè)量。
2煤礦井下掘進(jìn)機(jī)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(duì)還沒有應(yīng)用變頻技術(shù)的煤礦井下掘進(jìn)機(jī)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(zhǎng)時(shí)間內(nèi)只能以恒定的狀態(tài)來運(yùn)行,從而致使設(shè)備產(chǎn)生較多能耗。但從另一方面來講,運(yùn)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(shí)際情況和真實(shí)需要,對(duì)設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行科學(xué)合理的調(diào)節(jié),從而提升機(jī)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(diǎn),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(shí)現(xiàn)對(duì)功率變頻調(diào)節(jié)的目的。第二,改進(jìn)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(shí)度等多方面作用,設(shè)備功能得到增強(qiáng)。在以上四項(xiàng)技術(shù)優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上,根據(jù)實(shí)際情況和真實(shí)需要來選擇應(yīng)用,從而建立科學(xué)合理的機(jī)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(huì)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(zhǎng)的供電的距離,會(huì)加大煤礦井下掘進(jìn)機(jī)電設(shè)備的電能消耗量,對(duì)機(jī)電設(shè)備的有效運(yùn)轉(zhuǎn)有較大影響。所以,必須提升對(duì)低壓供電距離的關(guān)注。一般來說,煤礦井下掘進(jìn)機(jī)電設(shè)備功率都是恒定的。所以,機(jī)電裝備運(yùn)行中的電流會(huì)對(duì)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(huì)減少。從這個(gè)意義來看,低壓供電如果供電距離過遠(yuǎn),那么,就會(huì)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(qiáng)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(jìn)機(jī)電設(shè)備的能源消耗。
2.3應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)
電氣自動(dòng)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(dòng)化技術(shù)應(yīng)用在煤礦井下掘進(jìn)機(jī)電設(shè)備中,是提升機(jī)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(jìn)機(jī)普遍存在成本高、效率低、能耗大的缺點(diǎn),因此,使用電氣化自動(dòng)裝備是許多煤礦企業(yè)必然的選擇。比如,挖煤使用EBZ120掘進(jìn)機(jī),其后,搭配QZP160橋式轉(zhuǎn)載機(jī)或DSJ8040帶式運(yùn)輸機(jī)、SGB620刮板輸送機(jī)等組成的綜合性機(jī)械掘進(jìn)系統(tǒng),所有機(jī)械設(shè)備均使用真空磁力來控制設(shè)備的啟動(dòng)與暫停,其供電電壓是1140V。
2.4提升機(jī)電設(shè)備功率因數(shù)
煤礦井下掘進(jìn)機(jī)電設(shè)備的供電效率對(duì)機(jī)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(jìn)機(jī)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(jìn)機(jī)電設(shè)備功率因數(shù)就很有必要,隨著掘進(jìn)機(jī)電設(shè)備功率因數(shù)的提高,機(jī)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(dòng)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(dòng)力變壓器的作用就顯得格外重要。在選擇動(dòng)力變壓器的時(shí)候,不但要考慮掘進(jìn)設(shè)備所需要的動(dòng)力,還要考慮設(shè)備的能耗要求。一般選擇煤礦掘進(jìn)機(jī)電設(shè)備的動(dòng)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(dòng)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(jìn)作業(yè)中,所挖掘的煤炭是通過輸送機(jī)運(yùn)送到特定區(qū)域,其中帶式運(yùn)輸機(jī)與刮板式運(yùn)輸機(jī)是應(yīng)用最多的兩種運(yùn)輸機(jī)。帶式運(yùn)輸機(jī)可以輸送的最大距離是800米以上,每小時(shí)的輸送量可以達(dá)到400噸。二刮板式運(yùn)輸機(jī)可以輸送的最大距離160米,而且每小時(shí)的輸送量只有150噸,由此可見,帶式運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)輸效率和運(yùn)輸質(zhì)量要遠(yuǎn)高于刮板式運(yùn)輸機(jī),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(yùn)輸機(jī)更換為帶式運(yùn)輸機(jī)。以此提升煤礦生產(chǎn)的運(yùn)輸效率,確保煤礦企業(yè)經(jīng)濟(jì)利益增長(zhǎng),同時(shí),又達(dá)到節(jié)約能源的目的。
2.6強(qiáng)化設(shè)備的維護(hù)與保養(yǎng)
煤礦井下掘進(jìn)機(jī)電設(shè)備一旦發(fā)生故障,若是不能及時(shí)得到處理,就會(huì)出現(xiàn)較大程度的能源消耗。所以,必須加強(qiáng)對(duì)機(jī)電設(shè)備和相關(guān)設(shè)施的日常維護(hù)與保養(yǎng),進(jìn)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(yùn)轉(zhuǎn)。首先,從煤礦企業(yè)的角度而言,建立完善的日常維護(hù)、檢修相關(guān)程序、機(jī)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(duì)設(shè)備與設(shè)施進(jìn)行相應(yīng)的清理、檢查、維護(hù)。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(duì)設(shè)備關(guān)鍵部位進(jìn)行嚴(yán)格、詳細(xì)的檢查。對(duì)于在檢查中發(fā)現(xiàn)的故障和問題,要及時(shí)進(jìn)行處理、更換或維護(hù)。就設(shè)備日常保養(yǎng)工作來說,主要是對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)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(hù)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(xiàng)化、專門化的設(shè)備管理機(jī)構(gòu),從而展開專項(xiàng)化設(shè)備管理工作。除此以外,還要對(duì)工作人員的工作和職責(zé)進(jìn)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(shí)到具體人員身上,進(jìn)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(duì)工作人員進(jìn)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(shí)組織人員展培訓(xùn)活動(dòng),利用技術(shù)交流的形式廣泛吸收國內(nèi)外先進(jìn)的設(shè)備進(jìn)修技術(shù),從根本上提升相關(guān)工作人員的專業(yè)能力、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、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(jìn)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(jìn)作業(yè)對(duì)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(jìn)機(jī)電設(shè)備能量消耗,對(duì)提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益有重要意義。煤炭企業(yè)要積極響應(yīng)國家相關(guān)號(hào)召,始終跟隨時(shí)展脈絡(luò),推動(dòng)企業(yè)持續(xù)創(chuàng)新、升級(jí),把節(jié)能作為企業(yè)發(fā)展的目標(biāo)。
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作者:苗鑫 左影輝 鄭啟楷 閆榮 單位:陜煤集團(tuán)神木檸條塔礦業(yè)有限公司