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影響礦用機械能耗的因素及改造處理
因對機械設備操控規(guī)范要求的掌控有限，諸多機械設備在使用時出現(xiàn)了能耗系數(shù)增加的問題。若不及時處理則會制約設備機械性能的正常發(fā)揮，應在掌握影響機械能耗因素的基礎上，提出切實可行的改造方案。一、常見礦用機械及其功能
與早期煤炭生產(chǎn)相比，現(xiàn)代煤炭科技取得了優(yōu)異的發(fā)展成就，不僅表現(xiàn)于采煤工藝流程的優(yōu)化改進，也體現(xiàn)在了各種機械設備的普及應用。結合國內礦場作業(yè)的具體情況，常見的礦用機械包括采礦機械、選礦機械等兩大類，具體情況如下：
1、采礦機械。此類機械設備主要從事礦區(qū)的采掘與生產(chǎn)工作，幫助采礦人員對原煤層進行挖掘處理，減小了人工操作的難度。當前，采礦機械主要有采掘機械、掘進機械等，每種機械都有其特殊的使用功能。采掘機可用于露天或井下煤礦的開采生產(chǎn)，對礦石層鉆井處理以采掘出煤資源；掘進機是根據(jù)礦巖石破碎處理的需要，利用高強度刀具的軸向力實施碾壓，破碎礦石后由運輸機輸送至下一道工序；兩類采礦機械都具有較高的使用功能。
2、選礦機械。當原煤被采掘出來之后，還需經(jīng)過多道工序處理才能產(chǎn)出成品，控制選礦環(huán)節(jié)是煤產(chǎn)品質量的重要保證。常用的選礦機械有跳汰機、離心選礦機、振動篩、浮選機等，可根據(jù)物理學原理選擇不同的選礦方式。例如，振動篩利用振子激振產(chǎn)生的動力學作用，對煤炭碎石進一步篩選；浮選機則利用浮選藥劑對細粒礦物進行篩選，將優(yōu)質原煤從礦石中篩選出來。無論是哪一種選煤機，都是為了對原煤炭進行細化處理，以提高煤炭的質量系數(shù)。
二、影響礦用機械能耗的相關因素
企業(yè)在擬定煤炭采掘方案中，也發(fā)現(xiàn)機械設備在使用階段存在著明顯的能耗問題，影響了設備作業(yè)效率的進一步提升。能耗指標上升是極為不利的，不僅增加了設備本身的工作荷載，也造成機械生產(chǎn)成本的增多，長期下去會影響到最終的經(jīng)濟收益。筆者認為，影響礦用機械能耗系數(shù)的因素復雜多樣，如圖1。
1、配型因素�，F(xiàn)有采煤生產(chǎn)主要分為露天、井內等兩種方式，不同礦床對于煤炭機械設備的應用要求也不一樣，這也是影響礦用機械能耗的主要原因。原則上來說，礦用機械設備應做到“選型合理”的要求，以控制機械設備運轉速率在有效范圍內。若設備選型不合理往往會增加機械設備的能耗量，例如，大礦床選用小型采掘設備，小礦床選用大型采掘設備，兩種錯誤配型方式增大了設備的能耗系數(shù)，這些都會增加設備電動機的能耗量。
圖1 影響能耗的因素
2、操作因素。生產(chǎn)人員控制機械設備的方式不科學，對礦用機械設備內外部結構帶來了較大的耗損問題。從內部結構分析，機械設備在運轉過程中的能量耗損過大，機械系統(tǒng)內控制元件的磨損系數(shù)上升，約束了零配件運轉的效率；從外部結構分析，電氣控制系統(tǒng)調度速率不佳，線路內電能傳輸?shù)碾娮杪瘦^高，降低了線路輸電的有效利用率。煤炭企業(yè)長期注重于生產(chǎn)收益的控制，對采煤人員專業(yè)培訓不足是操作失誤的主要原因。
3、檢修因素。隨著社會經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，煤炭生產(chǎn)機械化是行業(yè)發(fā)展的必然趨勢，礦用機械極大地改善了設備的生產(chǎn)效率。但是，由于市場對煤炭資源需求量的持續(xù)增多，機械設備運行承當?shù)暮奢d量也不斷增加，進而增加了設備的故障發(fā)生系數(shù)[1]。煤炭企業(yè)經(jīng)注重于礦區(qū)生產(chǎn)流程的管理，對采煤機、采掘機、運輸機、液壓支架等設備故障的檢修力度不足，部分機械出現(xiàn)了老化現(xiàn)象，設備運行故障率高而增大了能量的耗損率。
三、機械控制系統(tǒng)進行節(jié)能改造
機械系統(tǒng)是對礦用設備內部傳動組織的控制，各個機械裝置或零件組合而成的控制系統(tǒng)。為了節(jié)約機械系統(tǒng)作業(yè)的能耗量，應采用自動本文由論文聯(lián)盟http://www.LWlM.cOM收集整理化控制技術進行改造，保證設備在相對穩(wěn)定的狀態(tài)下運行，提高機械設備的運算速率，降低了電動機等主控裝置的能耗系數(shù)。從機械系統(tǒng)進行節(jié)能改造，應采用的技術包括：
1、機械技術。機械技術是機電一體化的基礎，機械技術的著眼點在于如何與機電一體化技術相適應。在機電一體化系統(tǒng)制造過程中，經(jīng)典的機械理論與工藝應借助于計算機輔助技術，同時其中信息交換、存取、運算、判斷與決策、人工智能技術、專家系統(tǒng)技術、神經(jīng)網(wǎng)絡技術均屬于計算機信息處理技術。
2、系統(tǒng)技術。系統(tǒng)技術即以整體的概念組織應用各種相關技術，從出發(fā)，將總體分解成相互關聯(lián)的若干功能單元。礦用機械改造中，可選用接口技術對系統(tǒng)執(zhí)行調度命令，接口技術是系統(tǒng)技術中一個重要方面，它是實現(xiàn)系統(tǒng)各部分有機連接的保證[2]。
3、傳感技術。傳感檢測技術是系統(tǒng)的感受器官，是實現(xiàn)自動控制、自動調節(jié)的關鍵環(huán)節(jié)。其功能越強，系統(tǒng)的自動化程序就越高，如圖2�，F(xiàn)代工程要求傳感器能快速、精確地獲取信息并能經(jīng)受嚴酷環(huán)境的考驗，它是機電一體化系統(tǒng)達到高水平的保證。
圖2 無線傳感技術
四、電氣控制系統(tǒng)進行節(jié)能改造
電氣系統(tǒng)主要負責用電環(huán)節(jié)的控制，對其應用功能加以改造可降低電氣故障的發(fā)生率，進而實現(xiàn)節(jié)能降耗的目標。電氣系統(tǒng)改造應注重控制功能、保護功能、監(jiān)視功能等方面的改良，選用高精密控制裝置進行調度。
1、控制功能。高壓和大電流開關設備的體積是很大的，一般都采用操作系統(tǒng)來控制分、合閘，特別是當設備出了故障時，需要開關自動切斷電路，要有一套自動控制的電氣操作設備，對供電設備進行自動控制。
2、保護功能。電氣設備與線路在運行過程中會發(fā)生故障，電流（或電壓）會超過設備與線路允許工作的范圍與限度，這就需要一套檢測這些故障信號并對設備和線路進行自動調整的保護設備[3]。例如，采煤機內接線路優(yōu)化中，設置電子保護器以加快設備功能的優(yōu)化，進而節(jié)約了運行時的能耗量。
3、監(jiān)視功能。電是眼睛看不見的，一臺設備是否帶電或斷電，從外表看無法分辨，這就需要設置各種視聽信號，如燈光和音響等，對一次設備進行電氣監(jiān)視[4]。現(xiàn)代礦用機械開始選用智能控制器作為輔助，幫助采煤人員監(jiān)視機械設備的工作狀態(tài)，進而實現(xiàn)了安全監(jiān)控、能耗監(jiān)控等諸多目標。
結論
新型機械設備及其技術的推廣使用，加快了我國煤炭產(chǎn)業(yè)收益的持續(xù)增長，這充分說明了機械化生產(chǎn)對煤礦采掘的指導作用。煤炭企業(yè)應注重影響機械設備能耗因素的分析，及時擬定切實科學的設備改造方案，進而達到節(jié)能降耗的生產(chǎn)目的。只有充分發(fā)揮采礦機械、選礦機械的作用，才能全面保障礦用機械設備的應用價值。
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