摘要：煤炭资源在中国经济发展的历程中发挥了重要作用，很多地区依靠煤炭资源发展了本地经济。本文从煤矿井下掘进机电设备的故障诊断与煤矿井下掘进机电设备节能措施两方面研究煤矿井下掘进机电设备的节能方法。首先，煤矿井下掘进机电设备的故障诊断要点主要体现在通风机排查与电动机检测两方面。然后，从技术与设备两大视角，提出应用变频技术、减少低压供电的距离、应用电气自动化技术、提升机电设备功率因数、科学选择供电设备、强化设备的维护与保养六项措施，希望能给相关研究人员带来思考。
关键词：煤矿；掘进；机电设备；节能研究
无论是在工业生产，还是人们生活中，都离不开煤炭资源。随着浅层地表煤炭资源不断被开采，深层的煤炭资源开采逐渐进入人们的视野，这也对煤矿相关设备的性能提出了提高的要求，特别是在远离地表的煤矿井下进行作业，对相关设备的性能要求也越来越高，相应的设备运转过程中的能量消耗也不断增加。如何解决煤矿井下掘进机电设备的能量损耗问题，是煤矿井下作业的重点。
1机电设备的故障诊断
在实际煤矿井下工作中，相关机电设备故障是造成资源损耗重要原因之一。不但对机电设备会造成损伤，还会对煤矿井下生产也会造成影响。因此，必须重视对机电设备的故障诊断。
1.1通风机排查
在煤矿井下生产的过程中，持续运作与安全生产始终是生产的最高准则，通风机作为煤矿井下的重要设备，担负着维持生产、保护作业人员安全的重要责任，一旦出现问题，对井下安全会造成严重的威胁，对于通风机故障排查的分析与诊断应从五个方面展开，一是分析、设计通风机的诊断步骤。二是运用科学诊断设备对所设计的规划点展开针对性诊断。三是把不同监测点所检测到的数据一起汇总入计算机中，并展开数据的分析处理。四是分别设计各个监测点的时间。五是对各监测点的检测情况和诊断结果进行分析。
1.2电动机检测
煤矿井下掘进的进程，在很大程度上是由电动机决定的，电动机为相关设备提供了源源不断的动力，所以，电动机故障的分析与诊断就显得格外重要。就具体而言，主要包括以下三方面：首先，相关人员必须牢固掌握电动机整体结构和布局。其次，是对电动机电量参数与运行参数进行测量。最后，是对井下掘进机电设备的工作环境参数进行分析与测量。
2煤矿井下掘进机电设备节能措施
2.1应用变频技术
就变频技术的原理来说，主要是利用变频器来管控电频频率。一般来说，变频设备的主要构成包括电源板、电容、电极、相关控制面板等，其结构比较复杂。对还没有应用变频技术的煤矿井下掘进机电设备而言，电流的频率很难改变的，所以，相关装备在长时间内只能以恒定的状态来运行，从而致使设备产生较多能耗。但从另一方面来讲，运用了变频技术的设备，既可以根据煤矿井下作业的实际情况和真实需要，对设备的运行情况进行科学合理的调节，从而提升机电设备的节能效果。整体而言，在相关装备中应用变频技术的优点，主要体现在以下四方面：第一，优化功率器件。通过应用智能化功率模块（IPM），实现对功率变频调节的目的。第二，改进传统压频比管控模式，拓展压频比管控模式的应用范围。第三，优化管控系统。从而建构专用化集成电路。第四设备具有调节通信、速度、编程参数辨识度等多方面作用，设备功能得到增强。在以上四项技术优点的基础上，根据实际情况和真实需要来选择应用，从而建立科学合理的机电设备节能措施。
2.2减少低压供电的距离
众所周知，电能在传导的过程中，会产生难以避免的电能微量损失。所以，煤矿企业如果设置了较长的供电的距离，会加大煤矿井下掘进机电设备的电能消耗量，对机电设备的有效运转有较大影响。所以，必须提升对低压供电距离的关注。一般来说，煤矿井下掘进机电设备功率都是恒定的。所以，机电装备运行中的电流会对供电设备的电压产生直接影响。若供电设备的电压量过高，相关装备电流量反而会减少。从这个意义来看，低压供电如果供电距离过远，那么，就会使供电线路遇到的阻碍增多，其抗阻性也大大增加，从而导致出现更大量的电能损耗。所以，如果要降低电能传输中的电能损失，就需要加强管控低压供电的距离，尽可能地减少低压供电的距离，以减少煤矿井下掘进机电设备的能源消耗。
2.3应用电气自动化技术
电气自动化技术就其本身来讲，节能一直是其发展的核心，其研发与生产一直是围绕节能展开的。将电气自动化技术应用在煤矿井下掘进机电设备中，是提升机电设备节能成效的关键。企业所使用的传统掘进机普遍存在成本高、效率低、能耗大的缺点，因此，使用电气化自动装备是许多煤矿企业必然的选择。比如，挖煤使用EBZ120掘进机，其后，搭配QZP160桥式转载机或DSJ8040带式运输机、SGB620刮板输送机等组成的综合性机械掘进系统，所有机械设备均使用真空磁力来控制设备的启动与暂停，其供电电压是1140V。
2.4提升机电设备功率因数
煤矿井下掘进机电设备的供电效率对机电设备功率因数有重要影响。当下，我国多数煤矿所使用的供电设备都存在着功率因数低的问题，从而造成供电过程中存在大量无意义的功率消耗，直接影响了供电设备的电压质量。煤矿井下掘进机设备的功率越低，其工作中造成的电能消耗也就增加。因此，提升煤矿井下掘进机电设备功率因数就很有必要，随着掘进机电设备功率因数的提高，机电设备的工作效率也得到了提高，从而达到了节能的目的。
2.5科学选择供电设备
在煤矿井下生产的过程中，动力变压器在供电设备中发挥着不可或缺的作用，因此，合理选择动力变压器的作用就显得格外重要。在选择动力变压器的时候，不但要考虑掘进设备所需要的动力，还要考虑设备的能耗要求。一般选择煤矿掘进机电设备的动力变压器，主要包括干式化、节能化两种类型。在调查研究煤矿井下生产后发现，节能性能好、应用范围大动力变压器是许多煤矿生产的首选，是企业生产效益最大化的最佳途径。当下，煤矿井下掘进作业中，所挖掘的煤炭是通过输送机运送到特定区域，其中带式运输机与刮板式运输机是应用最多的两种运输机。带式运输机可以输送的最大距离是800米以上，每小时的输送量可以达到400吨。二刮板式运输机可以输送的最大距离160米，而且每小时的输送量只有150吨，由此可见，带式运输机的运输效率和运输质量要远高于刮板式运输机，因此，在相关企业要提升生产效率就必须尽快将刮板式运输机更换为带式运输机。以此提升煤矿生产的运输效率，确保煤矿企业经济利益增长，同时，又达到节约能源的目的。
2.6强化设备的维护与保养
煤矿井下掘进机电设备一旦发生故障，若是不能及时得到处理，就会出现较大程度的能源消耗。所以，必须加强对机电设备和相关设施的日常维护与保养，进而确保相关设备和设设施的功能与性能可以正常运转。首先，从煤矿企业的角度而言，建立完善的日常维护、检修相关程序、机制、规范、标准等。例如，相关作业人员在每次用完设备后，都要对设备与设施进行相应的清理、检查、维护。特别是一些装备，其关键部位特别容易出现问题和故障，因此，要着重对设备关键部位进行严格、详细的检查。对于在检查中发现的故障和问题，要及时进行处理、更换或维护。就设备日常保养工作来说，主要是对相关设备进行精准的清洁，例如，缝隙内的杂质、灰尘等。再就是检查润滑油充足与否。另外，还要做好日常检查、检修、维修保养的记录工作，通过构建各种装备和设施的检修日志与维护日志，以此为以后其他工作的展开提供重要的参考。其次，是建立完善的装备与设施管理制度。通过建立精细化的设备设施检查方案，以此为定期检查工作的开展，提供制度保障。如果想建立科学化、规范化的设备设施管理程序，在具体操作上可以通过建立专项化、专门化的设备管理机构，从而展开专项化设备管理工作。除此以外，还要对工作人员的工作和职责进行明确的划分，并建立相应的岗位责任制度，将具体工作责任落实到具体人员身上，进而避免出现问题后，相关工作人员责任混乱、互相推卸责任的情况出现。最后，是通过对工作人员进行培训，以此提升相关工作人员检修设备的水平。例如，适时组织人员展培训活动，利用技术交流的形式广泛吸收国内外先进的设备进修技术，从根本上提升相关工作人员的专业能力、实践经验、综合素养等，通过建立固定的培训制度，持续提升工作人员的技术水平，确保煤炭生产的顺利进行，减少煤矿生产中的资源损耗。
3结语
综上所述，煤矿井下掘进作业对煤炭开采发挥着巨大作用，是煤炭开采的关键，降低煤矿井下掘进机电设备能量消耗，对提升企业的经济效益有重要意义。煤炭企业要积极响应国家相关号召，始终跟随时代发展脉络，推动企业持续创新、升级，把节能作为企业发展的目标。
参考文献：
[1]闫振.煤矿井下掘进机机电设备常见故障及维护管理措施[J].技术与市场.2020(10):81-82.
[2]李政委.对煤矿井下掘进机电设备的节能措施探讨与研究[J].机电工程技术.2018(12):193-196.
[3]詹庆超,王慧杰.探究煤矿井下掘进机电设备节能技术[J].冶金管理.2020(05):209.
作者：苗鑫 左影辉 郑启楷 闫荣 单位：陕煤集团神木柠条塔矿业有限公司
