贵州五轮山煤业有限公司五轮山煤矿初步设计(变更) 第十六章 节能、减排
第十六章 节能、减排
第一节 项目能源消耗
一、矿井生产消耗能源的种类
根据矿井采用开拓方式、井下回采工艺、煤炭加工工艺以及相关配套辅助设施的特点，本矿井主要能耗种类为电力。
供水系统消耗的能源主要是电能，用电设备主要有水源取水泵、井下水处理站提升泵及设备。
用水对象主要为生活用水、食堂用水、洗衣用水、洗浴用水、瓦斯抽放站及瓦斯电厂生产补充用水及井下消防洒水、地面生产系统防尘用水、绿化及浇洒道路用水等。
二、矿井生产消耗能源的数量
根据矿井工作面回采、提升、通风、运输、给排水、环保、辅助设施等系统配备设备计算，矿井生产能力240万吨/年时，年耗电量约5740万W·h，吨煤电耗约23.9kW·h/t。
经计算矿井最高日生产、生活消防总用水量约5434m3/d，其中生产用水量约3753m3/d，生活用水量约1177m3/d，消防用水量为504m3/d（其中工业场地为432m3/次，风井场地为72m3/次）。
第二节 节能措施及评价
煤矿设计要符合节能和清洁生产的要求，全面优化矿井设计，达到系统简单可靠，工艺先进合理，设备成熟可靠，能耗低，资源回收率高、污染排放少，要有对固、液、气体废弃物、共伴生资源和余热等进行综合利用的措施，要有污染治理措施，并做到达标排放。严格按照核准（审批）的煤矿建设规模进行初步设计。
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一、矿井开拓与开采节能措施及评价
1、本矿井采用斜井开拓，巷道布置系统合理，生产运输环节少，占用设备少，既安全可靠，又使能耗较低。
2、井下首采分区位于矿井井筒附近，勘察程度高，储量可靠，有利于矿井稳产、达产。
3、矿井采用分区式通风，尽量缩短通风线路，降低通风阻力，以减少能源消耗。
4、设计采用综合机械化开采，既可实现合理集中生产，较少运输环节，又可有效提高煤炭回收率，减少煤炭损失。
6、井下根据煤厚不同，配备合适的采高液压支架，工作面综采面刮板机、转载机、破碎机、顺槽胶带输送机及大巷胶带输送机的运量根据矿井产量计算后确定，避免大马拉小车现象出现；设计选用采掘设备均满足高效、节能要求等。
7、矿井煤层巷道采用锚网、锚索支护，岩石巷道采用锚喷或锚网喷等，尽可能减少矿井通风阻力；本矿井除了井筒开口段、井下巷道的构造薄弱带等采用混凝土砌碹支护以外，其他井下巷道均采用锚喷、锚网喷或锚网支护。断面形状绝大部分为半圆拱。
8、井下煤流系统，尽量避免煤炭反向运输；尽可能实现集中生产，提高回采率；井下主运输采用带式输送机，尽可能利用位能进行起动。
二、矿井主要设备节能措施及效果评价
（一）带式输送机运输系统
对于安全高效矿井，带式输送机已成为煤炭开采机电一体化技术与装备的关键设备。根据本矿井的条件，井下煤炭运输确定采用带式输送机运输方式。该系统是指从工作面到主井井口胶带输送机运输系统。
在设备选型方面须满足国家对节能环保的有关要求，经多方案比较，选用高效率、低能耗的节能型先进设备，这样既能满足工艺要求，又能达到节能需求，从而提高了企业的经济效益和社会效益。
1、节能措施
（1）通过优化矿井开拓方式、采区布置等，确定合理的井下原煤输送工艺。 （2）根据矿井生产能力、工作制度、采掘工作面配置、输送工艺等，选择合
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理的输送机基本参数（输送能力、带宽、带速）。胶带输送机的运输能力与前置设备能力相匹配；胶带的配套设备要选用高效率、高可靠性的节能产品。
（3）根据输送机工况选择合理的计算系数，计算出输送机的驱动功率，选择合理的功率配比和单机功率。
（4）根据输送机工况和计算功率选择合适的电动机类型类型。 （5）根据输送机工况和电动机功率，选择合理的软启动装置。 （6）选择传递效率高的减速机、联轴器等传动部件。
（7）加强生产管理，合理安排输送系统的运转时间，整个胶带带运输系统实行集中控制。合理组织工作面采煤生产，减少胶带空转，尽量使给煤机均匀给煤。降低设备空载能耗。
（8）加强设备的检修维护，及时更换破损的设备零部件，使系统中各设备始终保持良好的工作状态。胶带输送机的托滚阻力对胶带输送机的效率影响较大，因此应定时对托滚进行维护及检修，以保证设备转动正常，这样，既延长了设备使用寿命又节约了能源。
（9）胶带输送机设置保护装置：紧急拉线开关、防止输送带跑偏监测装置、输送带打滑监测装置、钢丝绳芯输送带纵向撕裂保护装置、物流监测装置和物流堵塞溢料保护装置。
（10）胶带输送机沿线设置紧急连锁停车装置，在驱动、传动和自动拉紧装置的旋转部分周围，设置保护装置；倾斜输送机应装设超速和防止逆转的保护装置。
2、胶带输送机运输系统工序能耗
本矿井井下原煤输送系统，主要有主斜井胶带输送机、运输大巷胶带输送机和顺槽可伸缩胶带输送机，其选型参数见表16—2—1。
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表16-2-1 本矿井井下原煤输送系统主要设备
序号 设备名称 规 格 型 号 数量 装机容量（kW） 备 注 DTⅡ（A）型4 400 主斜井胶带B=1200,V=3.15m/s,Q=1000t/h，1 输送机 L=1575.4m，ST3150，α＝0°－13° DTⅡ(A)型1330大巷胶2 B=1200,V=3.15m/s,Q=1000t/h，带输送机 L=902m，ST800，α＝0° 1 315 参照MT/T1070《煤矿在用主提升带式输送机节能监测方法和判定规则》，主斜井胶带输送机、1330大巷胶带输送机的工序能耗计算（按设计选型参数）如下：
（1）主斜井胶带输送机工序能耗计算
E?100W100?1010.8??0.413 kW.h/(t.hm) QL1000?244.7式中：W?1010.8kW.h，计算周期（按1h）内电动机电量（按轴功率取得）
Q?1000t，计算周期内胶带机输送量
Q?,计算周期内第τ个上煤点给煤量，本计算按1个上煤点
此计算结果单位为：千瓦时每吨百米，此百米为提升高度的百米。 （2）1330大巷胶带输送机工序能耗计算：
E?100WQ(h?hd)－?Q?(h??h?d)??1n?100?162.7?0.0181000?902 kW.h/(t.hm)
式中：W—配套电动机的电量（按轴功率取得）W=-162.7kW.h，
Q—监测周期内胶带输送机输送量Q=1000t
Qj—计算周期内第τ个上煤点给煤量，本计算按1个上煤点
此计算结果单位为：千瓦时每吨百米，此百米为水平长度的百米，非提升高度的百米。
经过计算主斜井胶带输送机工序能耗E=0.413kW.h/(t.hm)，1330大巷胶带机工序能耗E=0.018kW.h/(t.hm)。根据主提升带式输送机工序能耗判定指标，钢绳芯胶带机为≤0.413，因此本矿胶带输送机节能监测合格。
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（二）提升系统 1、提升机节能措施
利用现安装买副斜井设置2JK-3.5×2.0/30型提升机一台，配行星齿轮减速器，其传动效率η＝0.92，选用直流电机（250kW，440V）一台，利用现已安装低压440V直流调速提升机电控一套。
副斜井提升机为高效节能产品，配套高效节能直流电动机（电压等级使用440V）、高效节能直流调速电控设备，可以实现提升机械的平滑调速和节能运行，尤其在重物下放时，变频器能自动向供电电网回馈电能，使电动机处于发电反馈制动状态工作，不但大大改善了下放操作时的安全性能，还节约了大量的电能。
日常加强对传动装置的维护，保持高传动效率；加强对提升容器的清理，使每次提升的有效装载量保持最大；斜井轨道接头应保持平直，减少提升阻力；合理安排提升，尽量避免轻载运行，减少提升机工作时间。通过上述节能措施的实施，提升设备可以达到很好的节能效果。
2、提升机能耗指标计算及评价 （1）矸石提升一次电耗：
W=K×ΣFt×Vm÷（3600×ηj×ηd）
=1.05×15025.94×3.67÷（3600×0.92×0.95） =19.98(kW·h) 其中：
K－考虑提升机附属设备的电耗系数，取1.05； ΣFt－提升过程中的冲量,计算得15025.94kN·s； Vm－提升速度,取3.05m/s； ηj－减速器传动效率，取0.92； ηd－电动机效率，取0.95。
（2）副斜井提升矸石能耗指标工序电耗：
D=（k1×k2×W×102）÷{H[Q+(0.03Qc+0.015Q+0.15pL)ctgα]}
=（0.8206×0.9654×19.98×102）÷{271×[13.6+(0.03×4.87+0.015×13.6+0.15×0.00275×1150)ctg14]}
=0.169kWh/(t·hm)
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