13.2 能耗指标

13.2.2  根据对11对矿井使用的轴流式通风机工序能耗统计结果，其百万立方米帕电耗在0.357～0.4248之间。近几年矿井设计所选主通风机均为轴流式。离心式通风机工序能耗对同一矿井而言较轴流式低。

13.2.3  根据对29对矿井使用的立井主排水系统工序能耗计算结果：立井吨水百米电耗在0.403～0.463之间；斜井吨水百米电耗绝大多数矿井低于0.50kW·h/(t·hm)。对长距离(超过2.5km)平、斜结合的排水系统工序能耗值允许大于0.50kW·h/(t·hm)。

13.2.4  主提升钢绳芯牵引带式输送机工序能耗按下列公式计算：

    式中：
          E_s——带式输送机工序能耗[kW·h/(t·hm)]；

          W——带式输送机设计吨煤电耗(kW·h/t)；

          H——带式输送机垂直提升高度(m)；

          H_d——带式输送机当量提升高度(m)；

          W₀——带式输送机单位时间内所消耗的能量，即轴功率P₀(kW)；

          Q₀——带式输送机设计运量(t/h)；

          F_H——带式输送机输送物料、输送带和上下承载分支托辊旋转所产生的阻力总和(N)；

          f——带式输送机模拟摩擦系数，根据工作条件及制造安装水平决定；一般可由带式输送机设计手册查取；

          L——输送机长度(头尾滚筒中心距)(m)；

          g——重力加速度，g取9.81m/s²；

          q_RO——承载分支托辊组每米长度旋转部分质量(kg/m)；

          qRU——回程分支托辊组每米长度旋转部分质量(kg/m)；

          qB——每米长度输送带质量(kg/m)；

          qG——每米长度输送物料质量(kg/m)；

          δ——带式输送机倾角(°)。

    根据调研过程中收集到的32条主斜井提升带式输送机数据，计算出平均工序能耗为0.279，变化范围为0.13～0.379，经分析研究提出主提升钢绳芯牵引带式输送机工序能耗指标不大于0.380。

     普通带式输送机工序能耗指标略高于钢绳芯牵引带式输送机；钢绳牵引带式输送机则略低于钢绳芯牵引带式输送机。

13.2.5  目前，国内采用人工制冷降温的矿井从总体来说尚为数不多，但分布的地区相对集中在河南、山东和安徽地区。因此关于人工制冷降温的能耗指标的总结分析范例较少。本规范编制期间，共收集到13对矿井的不同模式的人工降温工程实例，其中河南一例、山东两例，其余10例均分布在安徽矿区。

    经对13对实例的分析结果显示，需冷量受地域、深度、采掘面数量的不同差异较大；同一制冷量的情况下，制冷系统模式不同能耗差异也较大。为此，本规范以“计算需冷量”为衡量标准，总结提炼不同制冷模式下降温系统能耗指标推荐值，其含义为每千瓦计算需冷量所消耗的标煤量。“计算需冷量”系指按矿井排产计划，全矿需要同时降温的采、掘工作面的设计计算最大需冷量，再乘以冷负荷调整系数，系数值为0.7～1。该系数需综合考虑各采、掘工作面的进度差异以及采、掘工作面采煤机、掘进头位于不同工作位置引起的冷负荷变化。矿井需要同时降温的采、掘工作头面距离长、数量多时取小值，工作头面短、数量少时取大值。该“计算需冷量”是整个降温系统设计及设备选型最主要的基础依据。降温系统总能耗系指制冷、冷却、冷媒输送以及为其服务的所有辅助系统能耗，但不包含末端空冷器的风机能耗。

    由于各地的气象条件不同，人工制冷降温系统的年运行时间会有差异，故计算降温系统年平均吨煤能耗指标时，应根据当地实际情况计算系统年运行小时数。

    根据等当量值供电标煤耗率及等当量值供热标煤耗率计算，各系统形式的井下降温系统设计能耗指标不应大于表13.2.5中最大值的规定。

13.2.6  集中采暖系统热水循环水泵的耗电输热比(EHR)、集中空调系统风机的单位风量耗功率(W S)和冷热水系统的输送能效比(职)应符合《公共建筑节能设计标准》GB 50189的规定。

13.2.7  该条以公式的形式给出了矿井开采单位煤炭吨煤电耗指标计算值，从煤炭工业的特点出发，并根据影响矿井开采的主要因素设置了相关调整系数。

    本次共走访调研了6家大型煤炭设计研究院，收集分析了47对大中型矿井，基本涵盖了我国的东西南北。由于地域广泛，煤层地质条件各不相同，各矿涌水量和排水高度相差较大，根据对40多对矿井资料统计，矿井平均排水电耗为3.74kW·h/t，最大排水电耗13.99kW·h/t，最小排水电耗为0.3kW·h/t，相差46.6倍；经对50余对矿井设计资料统计，有瓦斯抽采系统的矿井约占65％，在有抽采系统的矿井中，由于抽采量及抽采浓度差异较大，抽采系统吨煤电耗占全矿井吨煤电耗比例介于3％、40％之间，个别矿井甚至达50％，而且与井型、区域关联度小；本次调研了13对矿井降温系统，因系统形式及载冷介质不同，电耗差异较大。综上所述，采用系数调节困难较大，因此本公式将排水电耗(Es)、瓦斯电耗(Ew)和降温电耗(E_j)单独列出，按实际资料进行计算。

    (1)规定了井工开采的煤矿新建、改建和扩建工程项目单位煤炭基准吨煤电耗指标，对能耗级别作出明确的限制。矿井开采单位煤炭基准电耗指标按设计规模划分为10.0Mt/a～15.0Mt/a、6.0Mt/a～9.0Mt/a、3.0Mt/a～6.0Mt/a、1.20Mt/a～2.40Mt/a和0.45Mt/a～0.90Mt/a五种类型，每种类型各划分Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级电耗指标。本规范Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级电耗指标是根据编制组调查统计资料以及相关单位报表统计总结而得，由于编制组无法得到国外煤矿项目相关能耗指标，从实际出发，编制组将收集到的矿井电耗资料中处于前几位的平均值定位为国内先进水平(Ⅰ级)，从中间位置往前的平均值定位为国内平均先进水平(Ⅱ级)，全部资料的平均值定位为国内平均水平(Ⅲ级)。

    矿井新建、改建、扩建工程项目的单位煤炭基准吨煤电耗指标不得低于Ⅲ级标准。

    1)井型10.0Mt/a～15.0Mt/a煤矿电耗指标确定。

    本次共调研了井型10.0Mt/a～15.0Mt/a的煤矿7对，平均电耗指标为12.45kW·h/t(不包括排水、降温、瓦斯抽采)。经分析研究，矿井开采Ⅰ级基准电耗指标为11.0kW·h/t，能耗级差系数按1.25考虑，Ⅱ级基准电耗指标为12.0kW·h/t～14.0kW·h/t，Ⅲ级基准电耗指标为15.0kW·h/t～17.0kW·h/t。

    2)井型6.00Mt/a～9.00Mt/a煤矿电耗指标确定。

    本次共调研了井型6.0Mt/a～9.0Mt/a的煤矿5对，平均电耗指标为14.06kW·h/t(不包括排水、降温、瓦斯抽采)。经分析研究，矿井开采Ⅰ级基准电耗指标为12.0kW·h/t～14.0kW·h/t，电耗级差系数按1.25考虑，Ⅱ级基准电耗指标为15.0kW·h/t～17.0kW·h/t，Ⅲ级基准电耗指标为18.0kW·h/t～21.0kW·h/t。

    3)井型3.0Mt/a～5.0Mt/a煤矿电耗指标确定。

    本次共调研了井型3.0Mt/a～5.0Mt/a的煤矿16对，平均电耗指标为19.97kW·h//t(不包括排水、降温、瓦斯抽采)。经分析研究，矿井开采Ⅰ级基准电耗指标为15.0kW·h/t～17.0kW·h/t，电耗级差系数按1.25考虑，Ⅱ级基准电耗指标为18.0kW·h/t～20.0kW·h/t，Ⅲ级基准电耗指标为21.0kW·h/t～24.0kW·h/t。

    4)井型1.20Mt/a～2.40Mt/a煤矿电耗指标确定。

    本次共调研了井型1.20Mt/a～2.40Mt/a的煤矿13对，平均电耗指标为23.51kW·h/t(不包括排水、降温、瓦斯抽采)。经分析研究，矿井开采Ⅰ级基准电耗指标为18.0kW·h/t～20.0kW·h/t，电耗级差系数按1.25考虑，Ⅱ级基准电耗指标为21.0kW·h/t～24.0kW·h/t，Ⅲ级基准电耗指标为25.0kW·h/t～28.0kW·h/t。

    5)井型0.45Mt/a～0.90Mt/a煤矿电耗指标确定。

    本次共调研了井型0.45Mt/a～0.90Mt/a的煤矿8对，平均电耗指标为29.20kW·h/t(不包括排水、降温、瓦斯抽采)。经分析研究，矿井开采Ⅰ级基准电耗指标为21.0kW·h/t～24.0kW·h/t，电耗级差系数按1.25考虑，Ⅱ级基准电耗指标为25.0kW·h/t～29.0kW·h/t，Ⅲ级基准电耗指标为30.0kW·h/t～35.0kW·h/t。

    (2)矿井开采影响电耗的因素较多，涉及面较广，且不同地区、同一地区不同矿井都有很大的不确定性。根据全国47对煤矿统计资料，影响矿井开采电耗最大的因素是矿井主要开采条件，矿井主要开采条件对矿井开拓方式、采煤方法、采煤工艺、设备型号等重要耗能环节有重大影响。矿井主要开采条件复杂程度系数K1代表矿井主要开采条件对电能指标的影响程度。

    (3)矿井开采深度直接影响提升、排水和通风电耗。根据41对矿井资料统计，提升电耗约占矿井综合能耗(不包括排水、瓦斯和降温)的15％左右，参照国家现已颁发的相关节能设计规范，以提升深度500m为基值(K₂＝1)，深度为1000m时，提升电耗指标增加约1倍，约占矿井综合电耗的15％左右。由此推算，提升深度每增加100m，对综合电耗的影响为2％～3％。

    (4)运输距离与运输电耗成正比增加，根据42个矿井资料统计，井下运输电耗约为矿井综合电耗的9％左右，其平均运输距离约为3000m。因此以3000m运输距离时K3等于1，则运输距离6000m时运输电耗约增加1倍。统计认为井下运输电耗为矿井综合电耗的9％，因此确定运输距离变化1000m，井下煤炭运输能耗影响系数K3递变量为3％。由于煤炭运输与金属矿山运输相似，参照现行国家标准《有色金属矿山节能设计规范》GB 50595可知，煤炭运输电耗影响系数与有色金属矿山运输系数基本相同。

    (5)本段主要说明矿井开采辅助运输方式系数。由于无轨运输大多是柴油机车牵引，且各设计单位对柴油机车的柴油消耗量基本没给出计算，因此没有收集到无轨运输能耗的相关数据。本规范以无轨运输能耗系数K4等于1为基础，根据对有轨运输辅助运输量的统计，辅助输量占主运系统运输量的20％～40％，因此其能耗也占20％～40％，大型矿井量小，小型矿井量大。以井下煤炭运输能耗为矿井综合电耗的9％为基数，计算出不同井型下的辅助运输(有轨)能耗系数K₄。

13.2.8  矿井供热煤耗指标P_m的说明如下：

    (1)矿井进风加热量受开采条件及瓦斯等级冬季室外温度等影响较大，故应单独计算。

    (2)采暖及生活供热系统能耗指标表中数据是根据全国各大矿区不同井型煤矿的调研数据统计分析，煤耗值数据在前10％或更低的为Ⅰ级，煤耗值数据在前10％～60％的为Ⅱ级，煤耗值数据在60％～90％之间的为Ⅲ级。

    调研矿井煤耗见下表：

表2  矿井采暖及生活供热吨煤煤耗指标(kgce/t煤)调研表

13.2.9  从节约能源的角度考虑，矿井开采煤炭除消耗电能以外，还大量消耗煤、油等能源资源。因此，该条以公式的形式给出了矿井开采单位煤炭综合能耗指标计算值，科学合理，具有较强的实用性和可操作性。

    矿井新建、改建、扩建工程项目的综合能耗指标不得低于Ⅲ级标准。