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摘要：煤礦是典型的重工業，需要大量重型機械設備參與生產，而這就意味著需要更多的能源投入。據不完全統計，在所有生產能源投入中，電能占據六成以上，這是一個非常驚人的比重，電能所消耗的成本也是當前煤礦產業利潤低的主要原因。對此，本文在簡要闡述煤礦礦井供電系統設計基本概念與構成要件的基礎上，分析了礦井供電系統節能環保的意義，并重點指出了其具體的生成路徑，以期為廣大業內同仁提供有益參考。

關鍵詞：礦井供電系統；節能環保；現實意義；生成路徑

隨著現代化煤礦改革的深入推進，我國煤礦企業的機械水平也得到了全面提升，但隨之也帶來了電能消耗過高的問題，再加上礦井生產環節復雜、受限因素較多，造成了礦井供電系統十分復雜，成為了煤礦企業電能的最大消耗區。所以，煤礦企業要想實現健康可持續發展，就必須結合生產實際，對現有礦井供電系統進行優化改造，以達到節能環保的要求，這也是本文研究的根本出發點。

1礦井供電系統設計的基本概念與構成要件

1.1基本概念

礦井供電系統設計，就是對礦井電能供應與分配問題進行科學規劃、系統設計，以達到電能消耗的最低化目的。目前，礦井供電系統設計的主要內容包括設備的選擇、導線與線纜選擇、無功功率補償等，同時要堅持延續性、整體性、協調性和可操作性原則，以確保整個供電系統的安全適用、經濟合理，為礦井生產提供重要保障。

1.2構成要件

1.2.1低壓配電系統。在整個供電系統設計中，低壓配電是基本，也是最為重要的環節，主要包括樹干式、混合式、放射式幾種類型，在具體設計中設計者要結合實際環境進行科學選擇。

1.2.2斷路器。斷路器主要分為氣體絕緣、真空絕緣和油斷絕緣幾種類型，隨著組合式變電所技術的成熟，真空絕緣和氣體絕緣成為了兩大優先選擇對象。

1.2.3變壓器。常見變壓器主要有環氧樹脂澆注式、油浸式和干式三種類型，因油浸式變壓器和環氧樹脂澆注式變壓器具有較強的防火性、防水性和易操作性等優勢，成為了優先考慮和選擇的對象。

1.2.4電力與照明。由于當前國內實施電力與照明電價獨立計算體制，這就要求在進行礦井系統設計時將兩者區別開來，再加上正常運行與事故狀態下的不同要求，因此還要將兩者的配電系統分為常態系統和事故系統。也就是說，在礦井供電系統設計中，要將電力系統分為正常電力系統、事故電力系統，將照明系統分為正常照明系統和事故照明系統，并結合各自實際展開針對性設計，以確保整個供電系統的安全性。

2礦井供電系統節能環保的現實意義

經濟發展新常態下，隨著國際碳稅的全面推行，煤炭企業若是不進行有效的節能減排，勢必會被新的貿易壁壘所阻礙，最終影響整個煤炭行業乃至國家經濟的健康發展?？梢哉f，節能環保作為實現經濟效益和環境效益雙贏的有效手段，不僅是我國煤炭經濟實現可持續發展的現實要求，而且是解決全球氣候變暖的必然途徑。從環境污染控制理論的觀點來講，煤炭企業必須采取生產流程優化、機械設備改造、污染源控制、廢物再利用和精細化管理等措施，才能有效達到節能環保的效果。所以，煤炭企業必須針對關鍵生產環節能耗與排放物的種類，采用針對性節能環保技術、設備和治理手段，而其中礦井供電系統的優化設計是無法忽視的關鍵環節。將礦井供電系統節能環保視為一個復雜的、整體的、多目標的系統，并立足于整個煤炭生產業務流程，對供電系統的關鍵設備進行優化，同時加強對排放物的綜合管理和利用，將有助于整個礦區實現節能環保的目標，全面降低礦區生產經營成本，進而推動可持續發展，最終為礦區選擇最佳的節能環保方案提供可靠依據。

3礦井供電系統節能環保的生成路徑

3.1供電系統的優化

3.1.1井上供電系統的優化。首先，要對空調和運輸系統的雙回路供電進行改革，增強用電的安全性和靈活性，避免因二級負荷停電而造成整個系統崩潰，甚至給整個礦井運作帶來安全隱患。其次，獨立設計工作區、生活區和辦公區用電系統，尤其是對于生活區和辦公區，一定要配備專門的供電設施，以避免工作用電過大，引起其他方面用電短缺，確保對電能的合理分配和高效使用。

3.1.2井下供電系統的優化。首先，在礦井區域利用環形供電技術，減少負電荷時間，這樣不僅可以增強用電可靠性，而且能夠增強供電靈活性，在確保節能省電的同時，提高供電效率。其次，杜絕進行交配用電，各部門用電電路要獨立運行，集中供電極易引發安全隱患，且集中供電區域的一個小問題很容易造成整個供電系統的崩潰，最終造成井下停工而提高事故風險。

3.2關鍵設備的優化

3.2.1變壓器。在整個供電系統中，變壓器屬于"心臟"一般的存在，而要想供電系統達到節能環保的效果，就需要對變壓器進行優化，也就是說要盡可能選用低損耗、高節能的變壓器，如S14.SH15.、S11.S13.系列，或者選用具有載調壓的變壓器，以實現對整個系統電壓波動的及時調節，進而提高系統供電質量。

3.2.2電動機。在礦井生產中最常見的電動機是異步電動機，它的功率與效率之間呈正比例關系，在整個系統的無功功率中，異步電動機占據七成多，空載功率因素處于0.2-0.3范圍內，當達到滿載時，功率因數能夠達到0.85-0.89。因此，在設計礦井供電系統的架構時，一定要選用容量能夠達到滿負荷標準的電動機，以最大程度地降低電動機能耗。

3.2.3低壓電器和照面設備。在礦井供電系統的電器選用中，一定要確保所有低壓電器都具備節能功能，同時對現有的高能耗電器進行全面更換。另外，在滿足基本照明需求的基礎上，要盡可能地減少照明設備，以達到節約能源的效果。對于單位面積上的燈具，最好配有功率控制系統，并保證其具有無功補償，在滿足基本照明需求的基礎上，優先使用LED燈、熒光燈，對于礦井空間較大區域，則可使用高壓鈉燈。最重要的是，要加大對電子鎮流器、電子觸發器等節能電器的推廣應用。

3.3節能管理的優化

3.3.1完善礦井用電計量考核體系。結合礦井開采過程中各獨立存在的電力系統結構，對不同的井下開采點進行全面的電能統計。同時對不同設備的功率、電耗等參數進行系統整理。在對所獲取的數據進行深入分析后，對不同開采點或部門的電能實施優化分配，構建完善的電能定額使用機制，以及與之相配套的獎懲機制，以增強各部門節約用電意識。同時，要對各生產部門實施用電總量限額與單耗定額的雙向動態考核，并結合具體的考核情況定期召開節能環保主題會議，就供電系統管理中存在的問題進行集中解決，進而全面提高礦井供電系統的運行效率。

3.3.2加強礦井生產中的電能節約管理。要對礦井供電系統中的自動無功補償和電波調節裝備進行及時升級改造，確保整個供電系統電功率因數始終處在最佳配比狀態。同時對整個供電系統和設備進行定期檢修，以便及時發現和排除供電系統中的安全隱患，確保礦井生產用電輸出的可靠性，最終降低電路故障所帶來的電損。

總而言之，礦井供電系統節能環保的生成是一個復雜的系統工程，在實踐維度要靈活采取有效措施提高系統運行效率，全面降低電損，而這就要求相關主體立足于礦井生產實際，對供電系統、供電設備、供電管理等進行合理建構，這樣才能最大程度地降低礦井電能損耗，提高礦井環保水平，拓展礦井生產效益空間。

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作者:顏文岳;劉鵬 單位:陜西郭家河煤業有限責任公司