浅议如何优化煤矿机电设备设计实现机电节能

　　摘要：我国是煤矿生产和消耗大国，每年的煤炭产量在世界范围内也占据前列，而且煤矿在我国的能源结构中也占有举足轻重的位置，煤矿生产对于我国经济社会的发展具有重要的影响。然而，煤碳开采又是能源消耗的大户，实现煤矿机电设备的节能降耗，是降低我国能源消耗的重要环节之一。要想在煤矿生产在实现机电节能，就必须从科学使用机电设备以及加强煤矿机械设备管理两个方面入手，从而完成煤矿生产节能减排的目标，为煤矿机电设备的合理使用提供有益的指导。

　　关键词：煤矿生产；机电设备；机电节能

　　煤矿机电数字化、智能化是煤矿生产的一个发展趋势，近些年随着我国煤矿生产的数字化水平的不断提升，新技术、新水平的机电设备得到了广泛的应用。煤矿企业如何通过科学的选型、使用以及管理机电设备，达到节能降耗的要求成为煤矿企业生产中需要关注的一个重要课题。

　　一、目前我国煤矿机电设备的使用情况

　　各种类型煤矿机电设备的使用使我国煤矿生产的机械化水平得到提高，带动了煤矿生产效率的提升，从而为煤矿生产带来更大的经济效益。但是，机电设备的使用不仅需要在前期进行一定的投入，而且在使用的过程中也需要消耗大量的能源，只有科学地使用，才能生产的高效，避免在使用的过程中频发出现故障，带来经济损失。当前，我国煤矿机电设备的使用情况可以从以下几个方面进行分析：

　　（一）煤矿机电设备使用中配件选型情况

　　煤矿机电设备拥有一定的服務年限，新设备只有到了年限以后才退役。由于煤矿生产的环境较为复杂，加上设备长时间的运转，所以机电设备在使用的过程中不可避免会出现不同程度的损耗，因此需要经常进行配件的更新。在更新配件的过程中，只有确保配件与设备的完美匹配才能确保机电设备的安全、正常运转。在现实中，部分煤矿机电设备的在采购的时候并没有充分考虑到设备与配件的适配性，从而对设备的使用和维护带来了不利的影响。实现煤矿机电节能，需要在设备的选型上进行更加充分的考虑，从而使煤矿机电设备的使用得到更好的优化。

　　（二）煤矿机电设备使用过程中的操作情况

　　虽然煤矿机电设备的自动化程度在不断提升，但是煤矿生产的特殊性，目前操作设备所需的高素质的人员却在不断减少。高素质的操作人员对于煤矿机电设备的使用、维护和保养严重影响着设备的运行状态和使用寿命。在煤矿生产中，安全事故的发生与机电设备操作的不规范存在着密切的联系。而一线员工由于各方面原因的影响，对于机电设备的使用不纯熟，时常会出现不规范操作，从而影响到煤矿机电设备的正常运转，给煤矿生产埋下安全隐患。

　　（三）煤矿机电设备使用过程中的管理情况

　　科学的管理在煤矿机电设备使用中具有重大的意义，其不仅可以提高设备的工作效率，使煤矿机电设备的效能得到充分的发挥，而且是煤矿机电设备时刻保持良好的工作状态，实现设备的安全使用。而当前，煤矿机电设备的管理还存在这样或那样的漏洞。科学化管理水平较为缺失，在管理规章制度的建设上也需要进一步加强。设备使用、维护保养的安排不够科学，在使用的过程中事故时有发生。不仅影响到其效能的提升，还会造成资源和能源的浪费，更重要的是埋下安全隐患。

　　二、科学使用机电设备，从源头上减少电能损耗

　　机电设备的运行需要消耗大量的电能，煤矿生产作为能源消耗的大户，实现节能降耗具有重要的意义。实现从源头上减少电能损耗，需要煤矿生产过程中科学地进行机电设备的使用，具体应该从以下几个方面入手：

　　（一）选择合适的动力变压器种类和容量

　　在煤矿井下生产中，由于生产环境的限制并不适合使用燃油设备。在煤矿生产中，动力变压器是一种必不可少的设备，尤其是在井下采掘生产的使用中更是必不可少。因此，科学地使用机电设备井下煤矿生产就需要合理地选择动力变压器，从而在满足生产需求的同时，在最大限度上减少资源的浪费，提高安全性，实现节电节能。相关的研究成果表明，与普通的动力变压器相比，节能型动力变压器可以大大降低电能消耗。所以，在选配的时候，应该尽可能选择节能型动力变压器，从而达到节约生产过程中能源消耗的问题。同时，机电设备的空载运行会给煤矿生产带来大量的能源浪费，除了要选择节能型的动力变压器以外，还要在其容量上进行合理的配备，避免出现严重的空载运行情况，以有效地节约部分资源。

　　（二）选择科学的煤炭提升、运输设备的动力装置

　　运输设备是煤矿生产中的一个重要组成部分，其对于煤矿的生产能力具有直接的影响。为了满足煤矿生产对于运力的需求，同时实现减少电能损耗的效果，我们必须在煤炭运输设备上进行科学的选型。在煤炭运输设备的选择中，应该遵循经济上合理、技术上先进以及生产上适用的科学原则，制定最优的设备采购方案。一般而言，煤炭井下运输由主运输和辅助运输两个系统组成。主运输系统承担着井下煤炭运输及提升任务，而辅助运输负责的主要是人员、物料以及矸石的运输工作。为了确保这两个运输系统的正常运转、节支降耗、降能提效的目的，变频软启动技术在煤矿企业提升、运输、排水等高消耗电能的设备中得到广泛应用，对原有使用的系统重新设计计算，启动装置进行改造升级，淘汰高能耗落后产品，通过机电设备优化设计、升级改造达到机电节能这一目的。

　　（三）选择合理的供电电压及供电线路布置

　　煤矿机电设备只有在保障电力供应充足的情况下才能进行正常的工作，因此供电系统的规划与设计对于煤矿机电设备设计的优化，实现机电节能意义重大。在合理进行供电系统建设，实现优化组合的过程中，应该注意以下一些重要的问题：

　　一是合理选择供电电压，对于井上与井下供电结构进行科学的规划，从而使电压等级得到简化，将变压次数减到最小。防止区域配电出现轻载、重载运行的情况，使主供电系统电网损耗切实得到降低。此外，变压器容量也必须进行科学的配置。对于长期轻载运行的变压器，应该选择小容量变压器；而对于长期满载、超载运行的变压器，应该选择较大容量的变压器。配电变压器的安装应该确保在负荷中心，保证其最大供电半径小于五百米。二是供电线路布置过程中应该增加供电线路回路，并且应该选择大截面导线。在布置的过程中，应该以最大负荷以及最大负荷利用小时数为依据，并结合经济电流密度进行细致的考量。若负荷电流已经超出了导线经济電流数值，就必须通过更换导线截面，或者是减少负荷电量的方式，架设第二回线路，从而实现降低损耗的目的。

　　三、加强煤矿机械设备管理

　　实现煤矿生产的机电节能，除了需要在设备的选型上入手，选择节能型的机电设备投入到生产中；并且通过科学的进行供电线路的规划与建设，建设供电系统在使用过程中的损耗，从而实现节能的目的。还必须在设备的管理上下功夫，通过合理的使用计划来保障设备的高效运行，降低能源的浪费，取得节能的效果。

　　（一）利用好煤矿设备，提高机械效率

　　提高煤矿机电的利用效率才能避免其在使用的过程中出现大量无用的功耗，造成能源的浪费。为了更好地利用煤矿设备，提高机械效率，我们应该关注两个方面的问题。一方面，进行规范的操作，通过制定和颁布各类机电设备的操作规范和操作守则来管理操作人员的操作行为。从而避免煤矿设备在使用的过程中因为使用不规范而做大量的无用功，既浪费了宝贵的能源，还不能生产出经济效益。另一方面，利用信息化的机电设备管理系统，对于各个运行的机电设备进行科学的管理，统一监控设备的运行状况，并制定合理的使用计划，对于机电设备进行科学的调配，从而确保所有的设备都能够得到高效的利用。

　　（二）注意节约煤矿设备的用水用电量，做好躲峰填谷

　　为了实现煤矿机电设备使用的节水节电目标，做好躲峰填谷的工作。在设备管理当中，应该组建节能降损办公室，由其具体负责设备的节水节电工作。由节能降损办公室来制定各个单位的用电量目标定额，与各单位签订节水节电责任书，并开展专项考核工作，监督管理责任制的落实情况。从而使各生产单位的节能意识得到有效的提升。同时，在设备使用中应该进行细致的计量管理，对于用水和用电量进行全面的把握。并根据具体的情况对负荷曲线进行调整，防止一些大容量的设备如主排水水泵等在负荷高峰用电，从而达到移峰填谷，提升日负荷率的目的。此外，针对一些用电消耗大的环节，如提升运输环节应该进行更加细致的管理。对于采索车、副井绞车等的开车时间、零星上下人员人数、每钩间隔时间等进行严格的规定，以避免这些设备的无效使用。

　　四、结语

　　总之，机电节能不仅使煤矿生产落实国家节能减排要求的重要环节，同时也是保障煤矿生产企业实现利益最大化，通过节流来获取更大的经济效益，促进生产发展的需要。因此，我们必须从多个方面入手，实现煤矿机电设备设计的优化，最终完成机电节能的目标。