煤矿节能减排与综合利用

第十六章节能减排与综合利用

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和柴油。

二、矿井生产消耗能源的数量

根据矿井工作面回采、掘进、压风、通风、提升运输、瓦斯抽采、环保、辅助设施等系统配备设备计算，矿井年耗电量约2255.6284×104（kW.h），吨煤电耗约37.59kW·h/t。

设计考虑矿井生产、生活、消防、救护等方面的需要，设计配备各种汽车；另外为减轻设备、材料、坑木的装卸运输及堆垛的劳动强度，配备了起重机等；为利于矸石排放，设计配备了装载机、推土机。参考同等能力矿井数据估算，矿井全年消耗汽油10t、柴油25t。

煤炭生产总能耗（tce）=2255.6284×1.229+10×1.4714+25×1.4571=2823.67tce

第二节节能措施及评价

一、开拓与开采节能措施及效果评价

1、矿井开拓节能措施及评价

1）优化矿井开拓开采部置，本矿井采用平硐+暗斜井开拓，主要巷道均布置在岩层中，减少支护成本；开拓系统简单，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）矿井采用集中布置，首采工作面布置在中厚煤层中，资源储量可靠，能保证达产，投资回收快。

3）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，布置在灰岩中的巷道采用喷砼，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。

4）原xx煤矿始建于2004年，2008年2月建成投产后一直生产至2013年12月底停产封闭，距今已7年多，原开拓巷道大部分沿16号煤层布置，矿井按

Ⅰ类容易自燃，煤层有突出危险性进行设计，延伸井筒需变坡至16号煤层底板，再沿16号煤层底板岩层布置，造成井筒起伏不平，增加运输设备和运输环节；同时原xx煤矿井筒断面较小，井下巷道年久失修，大部分巷道已垮塌封闭，改造扩巷成本高。因此从节能角度分析，新建开拓系统较合适。

2、井下开采节能措施及评价

1）矿井采用综采综掘，机械化程度高，高效节能。

2）井下首采区块勘察程度高，储量可靠性强，有利于矿井稳产、达产。

3）采用无煤柱开采，区段巷不留设煤柱，节约资源。

4）采用底板穿层钻孔预抽煤巷条带瓦斯，抽采巷布置在煤层底板岩层中，先预抽消突，再施工煤层巷道，更安全。

5）根据煤层厚度，配备合适采高的双滚筒采煤机、掩护式液压支架、刮板运输机、转载机、顺槽胶带输送机及区段矿胶带输送机，其运量液压采煤机峰值采煤量计算确定，避免出现大马拉小车现象；设计选用采掘设备均满足高效、节能要求。

3、井下运输

矿井采用带式输送机连续运输，系统简单、环节少、减少能耗。

1）井下主运输采用带式输送机，井下煤流系统从采区到采区下部车场再经过采区运输下山、主平硐直接运出地表，避免了煤炭反向运输，减少了转载环节，节能高效。

2）设计工作面采用综合机械化开采，采用机械化运输，既可实现合理集中生产，减少运输环节，又可有效提高煤炭回收率，减少煤炭损失。综采面刮板机、转载机、顺槽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。

4、矿井通风

1）矿井采用中央并列式通风方式，尽量缩短通风线路，降低通风阻力，以减少能源消耗。

2）矿井通风容易时期总风量为67m3/s，通风阻力为227.98Pa；通风困矿井总风量为90m3/s，困难时期阻力为617.92Pa，通风容易时期等积孔：5.28m2，困

难时期等积孔4.31m 2，通风容易时期和矿井通风困难时期矿井通风难易程度均属通风容易矿井，通风阻力等级均为小阻力，节约能源。

二、主要设备节能措施及效果评价

（一）带式输送机节能

1、带式输送机运输系统

按《煤矿主要工序能耗等级和限值》（GB/T 29723.4-2013），矿井主要胶带输送机的工序能耗计算如下：

1）主平硐带式输送机

矿井采用平硐开拓方式。矿井设计生产能力600kt/a ，工作制为330d/a ，井下每天三班采煤，一班检修，每天净提升时间18h 。主平硐带式输送机设计运输能力400t/h ，采用DTL100/40/110S 型固定式带式输送机。带宽1000mm ，设计运量400t/h ，带速2.0m/s ，配套电机功率110kW 。

主平硐带式输送机是煤矿生产运输的咽喉设备，主平硐输送机的详细选型计算见“第七篇提升、通风、排水和压缩空气设备中主平硐带式输送机设备”有关章节，该方案输送机计算电机功率适中。

主平硐带式输送机采用YOXII500型液力耦合器软启动的形式，实现了输送机的软启动。这不仅能减小启动时由于电流过大造成对电网的冲击，同时还能降低启动时电动机的最大转矩，降低能耗。另外采用软启动可减少启动时胶带张力，在保证安全的情况下，降低带强，减小胶带自重及运行阻力，降低电动机功率，达到了节能目的。

整个主平硐运输系统在运行过程中应加强管理，做好维护保养，严禁设备带病工作，及时更换损坏的部件和托辊，做好润滑管理，避免设备漏油，以减少设备磨损及运行阻力，降低能耗。

工序能耗计算参照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》，主平硐带式输送机的工序能耗计算如下：

2110)

()(⨯++=∑=n t d t t d d L K H Q L K H Q W

E τ－

式中：E d —统计报告期主提升带式输送系统工序能耗，kWh/（t·hm）；

W—单个主提升带式输送机的耗电量，初步设计计算所需电动机功率

48.9kWh；

Q—单个主提升带式输送机输送至地面的物质总量，t，Q=400t；

—单个主提升带式输送机第t个上煤点给煤量，t；

Q

t

H—单个主提升带式输送机物料输送垂直位移量，m；

—单个主提升带式输送机第t个上煤点与基准点间的垂直位移量，m；

H

t

L—单个主提升带式输送机物料输送水平位移量，m；

—单个主提升带式输送机第t个上煤点与基准点间的水平位移量，m；

L

t

—折算系数；钢丝绳芯阻燃防撕裂胶带ST/S630，带宽1000m，带厚19mm, k

d

查《煤矿主要工序能耗等级和限值第4部分：主提升带式输送机系统》

（GB/T29723.4-2013）表A.3且根据插值计算取kd=0.0198。

根据上式公式计算，主平硐带式输送机工序能耗为0.252

分析结论:

矿井主提升带式输送系统工序能耗为0.252kWh/（t·hm），符合《煤矿主要工序能耗等级和极限》（GB/T29723.4-2013）中“主提升带式输送系统工序能耗指标等级小于“3级≤0.381”中能效的要求。

2、带式输送机节能措施

（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，选择合理的输送机基本参数（输送能力、带宽、带速等）。

（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，以减少配电电路电能损耗。

（5）根据输送机工况和电动机功率，选择软启动方式。

（6）选择传递效率高的减速器，联轴器等传动部件。

（7）重视输送机主要部件的加工制造质量，特别是旋转部件（滚洞、托辊）的加工精度。

（8）加强生产管理，合理安排输送系统的转动时间，降低设备空载能耗。