變頻節(jié)能技術(shù)在井下采煤系統(tǒng)中的應(yīng)用

雷 惠

（山西焦煤集團(tuán)嵐縣正利煤業(yè)有限公司 山西呂梁 033000）

引言

隨著我國(guó)工業(yè)的不斷發(fā)展前進(jìn)，對(duì)煤礦的開采也加大了力度，然而，由于煤礦的特殊性，導(dǎo)致能源缺乏成為了我國(guó)發(fā)展過程中一個(gè)較嚴(yán)重的問題。在傳統(tǒng)煤礦開采工作中，工作效率較低，往往需要大量時(shí)間才能開采出少量煤礦，同時(shí)，在開采過程中還會(huì)造成能源浪費(fèi)的問題。因此，為了提高煤礦開采效率，節(jié)約能源成本，增加工作人員的安全性，必須要改變傳統(tǒng)開采方式，應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)來開采煤礦。

1 變頻節(jié)能技術(shù)的概念

變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦開采工作中應(yīng)用時(shí)需要依靠機(jī)械設(shè)備作為媒介，其中最主要的一個(gè)設(shè)備叫做變頻器，它能將其他電壓頻率轉(zhuǎn)換成符合煤礦開采要求的電壓頻率，通過這種方式來達(dá)到節(jié)約能源的目的。變頻器的應(yīng)用原理是改變半導(dǎo)體器具的功能和結(jié)構(gòu)。變頻技術(shù)應(yīng)用的最終目的是節(jié)能減排，同時(shí)，它的應(yīng)用關(guān)鍵也是節(jié)能減排，而根據(jù)實(shí)際調(diào)查結(jié)果來看，如果能將變頻節(jié)能技術(shù)應(yīng)用在恰當(dāng)?shù)牡胤胶颓‘?dāng)?shù)臅r(shí)間，它甚至可以讓煤礦開采工作所消耗的能源降低百分之四十左右，特別是在當(dāng)變頻節(jié)能技術(shù)被用到風(fēng)機(jī)這類機(jī)械設(shè)備中時(shí)能節(jié)約百分之五十的電力資源。除此之外，變頻節(jié)能技術(shù)還會(huì)被應(yīng)用在要求調(diào)速的負(fù)載中，這時(shí)，它也能實(shí)現(xiàn)百分之四十的能源節(jié)省。變頻節(jié)能技術(shù)在負(fù)載中的應(yīng)用主要是通過輕負(fù)載電壓的降低來實(shí)現(xiàn)的。

2 變頻節(jié)能技術(shù)的作用

變頻節(jié)能技術(shù)在實(shí)際工作中的作用主要體現(xiàn)在當(dāng)它被應(yīng)用到風(fēng)機(jī)環(huán)境中時(shí)。一方面是因?yàn)樽冾l節(jié)能技術(shù)需要改變轉(zhuǎn)速來降低能源的消耗，這就導(dǎo)致在其他環(huán)境中所能降低的能源并不多。另一方面，當(dāng)對(duì)風(fēng)能的需求量降低時(shí)，風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速也會(huì)降低，而在風(fēng)機(jī)環(huán)境中，轉(zhuǎn)速與風(fēng)能的消耗成正相關(guān)，風(fēng)能損耗會(huì)隨著轉(zhuǎn)速的減少而有所降低，從而有明顯的節(jié)能效果。變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦工程中的作用除了降低能源消耗外，還能在一定程度上提高施工過程中的安全性，減少工作人員施工中可能會(huì)遇到的問題，從而避免煤礦開采工作受到阻礙，這就意味著，變頻節(jié)能技術(shù)在提高了煤礦開采工作安全性的同時(shí)還提高了開采工作的效率，從而促進(jìn)了整個(gè)煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

3 變頻節(jié)能技術(shù)的發(fā)展

變頻節(jié)能技術(shù)的發(fā)展時(shí)間不是特別長(zhǎng)，它的起始發(fā)展是從上個(gè)世紀(jì)六十年代開始的，一直到二十年后才逐漸發(fā)展成型，并且從這時(shí)起，它們?cè)絹碓蕉嗟谋粦?yīng)用到了各個(gè)國(guó)家的生產(chǎn)發(fā)展中去。在起始階段，變頻節(jié)能技術(shù)在大多數(shù)是在發(fā)達(dá)國(guó)家被應(yīng)用，且僅僅被應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中，但是，隨著它的不斷發(fā)展，越來越多國(guó)家和企業(yè)認(rèn)識(shí)到了它的重要性，因此，進(jìn)入二十一世紀(jì)以后，我國(guó)也在工業(yè)生產(chǎn)中加入了對(duì)變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用。變頻節(jié)能技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用還屬于發(fā)展階段，由于它在近幾年有飛速的發(fā)展，因此，我國(guó)的變頻節(jié)能技術(shù)已經(jīng)得到了初步的完善。變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦開采工作中的發(fā)展前景較大，這是由于我國(guó)的煤礦工程多，市場(chǎng)對(duì)煤礦產(chǎn)量的要求也比較大，因此，為了滿足社會(huì)對(duì)煤礦企業(yè)的要求和需求量，必須要將變頻節(jié)能技術(shù)的作用完全發(fā)揮出來。

4 變頻節(jié)能技術(shù)在井下采煤系統(tǒng)中的應(yīng)用

4.1 在采煤機(jī)當(dāng)中的應(yīng)用

根據(jù)調(diào)查結(jié)果來看，大多數(shù)煤礦企業(yè)在進(jìn)行煤礦開采工作時(shí)所使用到的機(jī)器都是雙滾筒采煤機(jī)。在長(zhǎng)期發(fā)展完善的前提下，傳統(tǒng)采煤機(jī)器已經(jīng)逐漸趨于完美了，當(dāng)兩臺(tái)機(jī)器的功率都被設(shè)計(jì)為一點(diǎn)五千瓦時(shí)，想要變頻器能承擔(dān)它們的工作就必須要保證三千瓦，這是由于雙滾筒采煤機(jī)中的負(fù)載有兩個(gè)，且都是一點(diǎn)五千瓦，而“一拖一”電機(jī)則有所不同，它只有一個(gè)負(fù)載，因此，在選擇變頻器時(shí)，只需要選擇一點(diǎn)五千瓦的就可以了。除此以外，在變速器當(dāng)中，輸出端的波被稱為PWM 波，這就意味著電纜與大地之間有一定的電容效應(yīng)，尤其是當(dāng)電纜附帶了屏蔽層時(shí)，電容效應(yīng)將會(huì)最大化的被體現(xiàn)出來。在實(shí)際操作過程中，變頻器一般都屬于四象變頻器，這種變頻器有調(diào)速電牽引的作用，它不但能維持牽引速度不變，從而防止機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)問題，還能提高操作的穩(wěn)定性。

4.2 在皮帶運(yùn)輸機(jī)當(dāng)中的應(yīng)用

皮帶運(yùn)輸機(jī)對(duì)于煤礦開采工作而言最大的作用在于提高了煤礦工程的安全性，對(duì)煤礦工程中工作人員的人身安全起到了一個(gè)有效的保障。同時(shí)，皮帶運(yùn)輸機(jī)的出現(xiàn)還解放了大量人工勞動(dòng)力，讓工作人員能有更多的時(shí)間去進(jìn)行更加復(fù)雜困難的工作，并且由于機(jī)器工作不需要經(jīng)常休息，從而在一定程度上提高了工作效率。皮帶運(yùn)輸機(jī)的啟動(dòng)往往需要用到液壓耦合器，這種啟動(dòng)方法最大的缺點(diǎn)在于需要大量能源消耗才能將機(jī)器啟動(dòng)，除此之外，還會(huì)造成皮帶運(yùn)輸機(jī)的磨損，當(dāng)長(zhǎng)期磨損導(dǎo)致皮帶運(yùn)輸機(jī)斷裂時(shí)，也會(huì)造成資源的浪費(fèi)。變頻節(jié)能技術(shù)在皮帶運(yùn)輸機(jī)中的應(yīng)用主要是通過降低啟動(dòng)過程中的電流波來實(shí)現(xiàn)降低能源損耗的目的，這是由于電流波得到降低后，將會(huì)使慣性沖擊和機(jī)械熱能都減少，從而提高能源轉(zhuǎn)換。

4.3 在刮板運(yùn)輸機(jī)中的應(yīng)用

在傳統(tǒng)煤礦開采工作中，刮板運(yùn)輸機(jī)的主要作用是將原煤和作業(yè)物料進(jìn)行運(yùn)送，而隨著技術(shù)的不斷發(fā)展完善，刮板運(yùn)輸機(jī)的作用已經(jīng)不再局限于此了。在當(dāng)前階段，刮板運(yùn)輸機(jī)還增加了一個(gè)非常重要的作用，它成為了采煤機(jī)的作業(yè)軌道，這就意味著刮板運(yùn)輸機(jī)在煤礦開采工作中的作用越來越重要了，它已經(jīng)逐漸成為了一個(gè)必不可少的機(jī)械設(shè)備。刮板運(yùn)輸機(jī)的正常工作甚至影響到了整個(gè)煤礦開采工作的正啊運(yùn)行。刮板運(yùn)輸機(jī)在大體上可以分成兩個(gè)不同的類型，一個(gè)是固定式刮板運(yùn)輸機(jī)，一個(gè)是移動(dòng)式刮板運(yùn)輸機(jī)，當(dāng)它們被應(yīng)用到煤礦開采工作中時(shí)，可以使運(yùn)輸能力得到極大的提高，并且還能通過提高鏈條的運(yùn)輸速度來提高整個(gè)運(yùn)輸機(jī)的工作效率，但是，這就導(dǎo)致了刮板運(yùn)輸機(jī)在使用過程中會(huì)消耗大量能源，因此，需要在刮板運(yùn)輸機(jī)中應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)。

4.4 在通風(fēng)設(shè)備中的應(yīng)用

煤礦工程一般都位于通風(fēng)較差的環(huán)境中，并且需要工作人員長(zhǎng)期處于這個(gè)環(huán)境下，因此，通風(fēng)設(shè)備在煤礦工程中占據(jù)著非常重要的作用。由于通風(fēng)設(shè)備的作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)，所以通風(fēng)設(shè)備往往需要花費(fèi)大量能源來維持運(yùn)轉(zhuǎn)，它在整個(gè)煤礦工程中都屬于高耗能都設(shè)備。為了降低通風(fēng)設(shè)備的耗能，必須要在其中加入變頻節(jié)能技術(shù)，在當(dāng)前階段，已經(jīng)有越來越多的企業(yè)認(rèn)識(shí)到了變頻節(jié)能技術(shù)的重要，并且將其加入到了通風(fēng)設(shè)備中去，因此，大多數(shù)煤礦企業(yè)中的傳統(tǒng)通風(fēng)設(shè)備都已經(jīng)被取代了。加入變頻器后的通風(fēng)設(shè)備擁有更高的靈活性，它改變了過去那種恒定運(yùn)行的通風(fēng)方式，而是變成了可以隨著工程實(shí)際情況而不斷改變的通風(fēng)方式，它不但能對(duì)通風(fēng)量進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)，還能減少對(duì)通風(fēng)設(shè)備的磨損，將電功率進(jìn)行有效的分配，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，變頻節(jié)能技術(shù)能通過以下幾個(gè)方面來促進(jìn)煤礦企業(yè)的發(fā)展，首先，它能提高煤礦工程的安全性，從而對(duì)工作人員的人生安全提供一個(gè)有效保障。其次，它還能通過節(jié)約能源的方式來為企業(yè)節(jié)約資金成本，從而提高整個(gè)煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益。最后，變頻節(jié)能技術(shù)還能降低對(duì)不可再生資源的損耗，從而達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的，實(shí)現(xiàn)煤礦開采工作的健康發(fā)展。