在全球环保意识不断增强,可持续发展理念深入人心的大背景下,矿山行业正面临着前所未有的转型压力。矿用井口热风设备作为保障矿井冬季安全生产的关键装备,其环保转型之路在一系列政策的驱动下,正稳步向前推进。
近年来,各国政府纷纷出台严苛的环保法规与政策,旨在减少工业生产中的污染物排放,推动各行业向绿色、低碳方向发展。矿山行业作为能源消耗和污染物排放的重点领域,首当其冲。以我国为例,自 “蓝天保卫战” 打响以来,相继发布了多项针对矿山企业的环保政策。明确规定了矿山企业在大气污染物排放方面的严格指标,对传统燃煤热风设备的使用进行了诸多限制。如限制高硫、高挥发分煤炭的使用,提高燃煤锅炉的排放标准,要求企业安装高效的脱硫、脱硝和除尘设备等。这一系列政策的出台,使得依赖传统燃煤热风设备的矿山企业面临着巨大的合规压力。若不及时对井口热风设备进行环保升级改造,企业将面临高额罚款、限产甚至停产整顿的风险。
不仅如此,随着 “双碳” 目标的提出,矿山企业在降低碳排放方面的责任更加重大。传统的燃煤热风设备燃烧过程中会释放大量的二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等污染物,对环境造成严重破坏。据相关统计数据显示,一座中等规模的矿山,若采用传统燃煤热风设备,每年因燃烧煤炭产生的二氧化碳排放量可达数千吨,二氧化硫排放量可达数十吨。在政策的高压下,矿山企业急需寻求更加环保、高效的井口热风设备解决方案,以实现自身的可持续发展。
面对政策驱动下的环保转型需求,市场上涌现出了一批新型的矿用井口热风设备,为矿山企业提供了更多选择。
空气源热泵作为一种高效、环保的供热设备,近年来在矿用井口热风领域逐渐崭露头角。其工作原理是通过少量的电能驱动压缩机,从空气中吸收热量,并将其传递给循环水或空气,从而实现加热的目的。与传统的燃煤热风设备相比,空气源热泵具有显著的节能优势。据实际应用案例统计,在同等供热需求下,空气源热泵的能耗仅为燃煤热风设备的 30% - 50%。这不仅大大降低了矿山企业的能源成本,还减少了因能源消耗产生的污染物排放。例如,山西某煤矿在进行井口热风设备改造时,采用了华天成空气源热泵系统。共安装了 66 台 WBC - 170.0H - A - S (VE - L1) 采暖机组以及 6 台 WBC - 170.0H - A - S (VL - H2) 煤矿热风机组,覆盖了厂房生产车间、办公楼等区域以及井口。改造后,该煤矿的供暖效率显著提升,能耗大幅降低,同时减少了大量的二氧化碳、二氧化硫等污染物排放,为企业的绿色转型树立了典范。
电加热式矿用井口热风设备也是环保转型中的重要选择之一。这类设备利用电能转化为热能,对空气进行加热,具有清洁、无污染、控温精准等优点。随着电力供应的日益稳定和清洁能源发电占比的不断提高,电加热设备的环保优势愈发明显。而且,部分先进的电加热设备还配备了智能控制系统,能够根据井口环境温度和实际供热需求,自动调节加热功率,实现精准供热,进一步提高能源利用效率。不过,电加热设备的能耗相对较高,运行成本可能成为一些矿山企业的顾虑。为解决这一问题,一些企业开始探索利用谷电时段进行加热,通过合理的用电策略降低运行成本。例如,陕西榆林某煤矿在冬季采用电采暖方式,安装了 3 台变频电磁热风机用于矿井防冻和取暖。这些电磁热风机热风温度可达 300 度,热风量 10 万立方米每小时,取代了原来的燃煤锅炉,实现了清洁取暖,满足了环保要求。同时,该煤矿通过与电力部门协商,利用谷电优惠政策,有效降低了用电成本。
矿井乏风是指煤矿开采过程中从井下排出的含有少量瓦斯的空气,长期以来,矿井乏风一直被视为废弃物直接排放到大气中,不仅造成了能源浪费,还对环境产生了一定影响。而乏风热泵的出现,为矿井乏风的资源化利用提供了有效途径。乏风热泵利用矿井排出的低温乏风作为热源,通过特殊的热泵循环系统将其中的低品位热能提取出来,并转化为可供利用的高品位热能,用于井口热风供应。这种设备既实现了能源的梯级利用,又减少了对外部能源的依赖,具有显著的节能和环保效益。以鄂尔多斯布尔台煤矿为例,该矿的松定霍洛风井原本采用 3 台 8t/h 燃煤热风炉为进风井口防冻供暖,每年采暖天数 168 天,消耗煤约 3200 吨。通过采用低温热管换热回收技术和一套 plc 智能自动化控制系统,回收矿井乏风中的低温热能,同时利用风井场地内空气压缩机低温余热热源,成功替代了燃煤热风炉。改造后,该项目每年可节能量 3200 吨煤,减少二氧化碳排放量约 6000 吨,二氧化硫排放总量 23 吨,氮氧化物总量 17 吨,粉尘颗粒物总量 25 吨左右,取得了良好的节能减排效果。
尽管新型环保矿用井口热风设备具有诸多优势,但矿山企业在进行环保转型过程中仍面临着一系列挑战。
新型环保设备的采购、安装和调试费用往往较高,对于一些资金紧张的矿山企业来说,是一笔不小的开支。例如,一套大型的空气源热泵系统,其采购成本可能在数十万元甚至上百万元,加上安装调试费用,总成本可能会更高。相比之下,传统燃煤热风设备的初始投资成本相对较低。这使得一些企业在面对环保转型时,存在一定的经济压力,甚至产生观望态度。
为应对这一挑战,政府部门可以通过出台补贴政策、设立专项扶持资金等方式,鼓励矿山企业进行环保设备改造。同时,金融机构也可提供低息贷款、融资租赁等金融服务,帮助企业缓解资金压力。例如,部分地区政府对采用环保型矿用井口热风设备的企业给予设备采购金额 10% - 30% 的补贴,大大降低了企业的转型成本。此外,企业自身也应充分认识到环保转型的长期效益,从长远发展的角度出发,合理安排资金,积极推进设备改造。
不同矿山的地质条件、气候环境、生产规模等存在差异,对井口热风设备的技术要求也不尽相同。一些新型环保设备在某些矿山可能无法完全适应其特殊需求,导致设备运行不稳定、供热效果不佳等问题。例如,在一些高海拔、寒冷地区的矿山,空气源热泵的制热效率可能会受到低温环境的影响而下降;而在一些瓦斯含量较高的矿井,乏风热泵的应用则需要更加严格的安全防护措施和技术保障。
针对技术适配性问题,设备制造商应加强与矿山企业的沟通与合作,深入了解矿山的实际需求,开展定制化研发和技术服务。同时,加大研发投入,不断优化设备性能,提高设备对不同工况的适应能力。例如,一些设备制造商针对高海拔、寒冷地区的矿山,研发出了具有低温制热补偿功能的空气源热泵,有效提高了设备在低温环境下的制热效率;对于瓦斯含量较高的矿井,通过采用特殊的防爆设计、安全监测系统等,确保乏风热泵的安全稳定运行。
新型环保设备的技术相对复杂,对运维人员的专业素质要求较高。矿山企业现有的运维人员可能对这些设备的工作原理、操作方法和维护要点缺乏足够的了解,导致设备在运行过程中出现故障时无法及时排除,影响生产正常进行。例如,电加热设备的智能控制系统出现故障时,若运维人员不熟悉相关技术,可能难以快速定位和解决问题。
为解决运维管理难题,企业应加强对运维人员的培训,邀请设备制造商的技术人员进行专业培训,提高运维人员的技术水平和操作技能。同时,建立完善的设备运维管理制度,制定详细的操作规程和维护计划,定期对设备进行检查、保养和维护。此外,利用物联网、大数据等技术,实现设备的远程监控和智能运维,及时掌握设备运行状态,提前预警故障隐患,提高运维管理的效率和可靠性。
在政策的持续驱动下,矿用井口热风设备的环保转型已成为不可逆转的趋势。随着技术的不断进步和市场的逐步成熟,新型环保设备的性能将不断优化,成本将逐渐降低,应用范围也将进一步扩大。未来,我们有望看到更多高效、环保、智能的矿用井口热风设备投入使用,为矿山行业的绿色发展提供坚实保障。同时,矿山企业也应积极顺应这一趋势,加快环保转型步伐,在实现自身可持续发展的同时,为保护生态环境做出积极贡献。在这场环保转型的浪潮中,政策、技术、企业三方协同发力,将共同推动矿用井口热风设备行业迈向更加绿色、美好的未来。