煤礦立井施工作為煤礦開采的核心環(huán)節(jié)，其能源的消耗與排放問題一直是大家關(guān)注的焦點。隨著新能源技術(shù)的廣泛應(yīng)用，將其有效應(yīng)用在煤礦立井施工中，成為解決這一問題的必要舉措。本文將從實踐角度出發(fā)，探討煤礦立井施工場地新能源技術(shù)的綜合應(yīng)用策略，以期為煤礦行業(yè)的綠色發(fā)展提供參考。

一、工程概述

大海則煤礦是陜西省的一個重要煤礦項目，該項目施工場地廣闊，地質(zhì)條件復(fù)雜，對施工技術(shù)和能源管理有著極高要求。該項目為達到低碳、環(huán)保的要求，積極探索新能源技術(shù)的應(yīng)用。目前，該項目綜合應(yīng)用了太陽能光伏系統(tǒng)、風力發(fā)電裝置、地熱技術(shù)、煤礦矸石處理技術(shù)等新能源技術(shù)，構(gòu)建了一個低碳、環(huán)保的煤礦施工環(huán)境。

二、新能源技術(shù)的綜合應(yīng)用

1.太陽能光伏系統(tǒng)

太陽能光伏系統(tǒng)也稱為光生伏特，簡稱光伏，是指利用光伏半導體材料的光生伏特效應(yīng)將太陽能轉(zhuǎn)化為直流電能的設(shè)施，是目前應(yīng)用廣泛的新能源技術(shù)之一。該項目在應(yīng)用太陽能光伏系統(tǒng)過程中，選擇光照充足的地區(qū)，選用轉(zhuǎn)化效率較高的單晶硅光伏板。通過應(yīng)用這一技術(shù)，滿足了施工場地關(guān)鍵設(shè)備以及辦公區(qū)域的用電需求。此外，在布局上，該項目充分考慮場地的地形與建筑分布，選擇在立井施工場地空曠區(qū)域安裝，如材料堆放區(qū)等。同時，采用傾角為30至45度的固定式支架安裝方式，該傾角是基于當?shù)鼐暥燃疤柛叨冉堑拈L期數(shù)據(jù)計算得出，確保在不同季節(jié)都能獲取充足的光照。另外，考慮太陽能發(fā)電的間歇性，配置了容量為1 5 0 0 k W ? h - 2 0 0 0 k W ? h 左右的儲能電池組，以保證在陰雨天氣或夜晚也能持續(xù)供電。

2.風能技術(shù)

風能技術(shù)是利用風能這種可再生能源進行發(fā)電的技術(shù)，在煤礦立井施工場地應(yīng)用也極為廣泛。該技術(shù)的應(yīng)用主要是通過風力發(fā)電裝置來實現(xiàn)。在應(yīng)用此技術(shù)時，該項目將其設(shè)置在地勢開闊且障礙物較少的區(qū)域，同時對風能資源進行了充分評估，包括風速、風向、風功率密度等，為的是確保風力發(fā)電裝置能夠高效穩(wěn)定地運行。此外，為了提高風能轉(zhuǎn)換效率，該項自選用了先進的風力發(fā)電機組和智能控制系統(tǒng)，這些發(fā)電機組具有啟動風速低、發(fā)電效率高、適應(yīng)性強等特點，能夠在不同風速條件下穩(wěn)定發(fā)電。智能控制系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)測風速、風向等參數(shù)，并根據(jù)實際情況調(diào)整發(fā)電機組的運行狀態(tài)，實現(xiàn)了最優(yōu)化的能源轉(zhuǎn)換。

3.地熱技術(shù)

地熱技術(shù)是一種利用地球內(nèi)部熱能進行發(fā)電或供熱的可再生能源技術(shù)。在煤礦立井施工場地，地熱技術(shù)的應(yīng)用主要是通過地熱熱泵系統(tǒng)來實現(xiàn)。該系統(tǒng)利用地下淺層地熱資源進行制熱或制冷，具有高效、環(huán)保、節(jié)能等優(yōu)點。為充分發(fā)揮這一技術(shù)的應(yīng)用價值，該項目對地埋管的設(shè)計與施工、熱泵機組的選擇與運行控制進行了嚴格設(shè)計。地埋管設(shè)計與施工方面，選擇管徑為32至 5 0 m 毫米之間的高密度聚乙烯（HDPE）管道，并將管距設(shè)置為4至6米，鉆孔的深度根據(jù)當?shù)氐牡刭|(zhì)條件和冷熱負荷實際情況，將其設(shè)定為100至150米之間，確保了地熱熱泵系統(tǒng)高效穩(wěn)定運行?；谶@一舉措，充分提取并利用了地下淺層地熱資源，實現(xiàn)了生產(chǎn)效率最大化。在熱泵機組選擇與運行控制方面，該項目選擇了性能系數(shù)高、運行穩(wěn)定的熱泵機組，并配置了智能控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了對熱泵機組的遠程監(jiān)控和自動調(diào)節(jié)。此外，還減少了燃煤產(chǎn)生的污染物排放，改善了煤礦挖掘產(chǎn)生的環(huán)境污染問題。

4.煤礦矸石處理技術(shù)

煤礦矸石處理技術(shù)是煤礦立井施工場地新能源技術(shù)綜合應(yīng)用中的重要一環(huán)。煤礦矸石是煤礦開采過程中產(chǎn)生的固體廢棄物，其大量堆積不僅占用土地資源，還可能對周邊環(huán)境造成污染。對此，該項目積極探索矸石處理技術(shù)及其應(yīng)用，探索礦井充填開采、煤矸石及化工固廢協(xié)同處置的綠色開采新模式，順利實現(xiàn)采空區(qū)4200米遠距離矸石漿充填，減少了土地資源的占用，同時避免了矸石堆積可能帶來的環(huán)境污染風險。應(yīng)用過程中，首先對煤礦矸石進行分類處理，并根據(jù)其性質(zhì)的不同，分別采取了填埋、堆肥、制磚等不同的資源化利用方式。對于無利用價值的矸石，進行了規(guī)范的填埋處理，防止其對周邊環(huán)境造成污染。這一技術(shù)的應(yīng)用不僅提高了矸石處理的效率，還降低了能源消耗。

三、煤礦立井施工中綜合應(yīng)用新能源技術(shù)的協(xié)調(diào)策略

1.太陽能與風能互補協(xié)調(diào)策略

太陽能發(fā)電與風能發(fā)電存在顯著的互補特性。太陽能發(fā)電主要在白天光照充足時產(chǎn)生電力，而風能發(fā)電在夜間或者風力較大時段更具優(yōu)勢。為充分提高電力能源利用效率，在該項目實施過程中特別建立了智能能源管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)具備強大的實時檢測和分析能力，能夠?qū)μ柲芄夥l(fā)電系統(tǒng)和風力發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電數(shù)據(jù)進行全方位監(jiān)控。通過對不同時段的發(fā)電情況進行精準分析，該系統(tǒng)可以自動調(diào)整電力輸出。例如，在白天陽光充沛時，太陽能發(fā)電系統(tǒng)高效運作，該系統(tǒng)會優(yōu)先調(diào)配太陽能電力輸出；而在夜晚或者陰天，太陽能發(fā)電不足時，若此時風力較大，該系統(tǒng)則會加大風力發(fā)電的電力輸出比例。憑借這種智能調(diào)配方式，成功實現(xiàn)了太陽能發(fā)電與風能發(fā)電的互補供電，最大程度減少了能源浪費，提高了電力供應(yīng)的穩(wěn)定性和可靠性[1]。

2.系統(tǒng)的集成與優(yōu)化

在煤礦立井施工中，新能源技術(shù)的綜合運用極大地改善了施工環(huán)境，提高了采集效率。但考慮到新能源技術(shù)之間的差異性和互補性，大海則煤礦將太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)、風力發(fā)電系統(tǒng)、地熱能源發(fā)電系統(tǒng)以及儲能系統(tǒng)等進行了有機集成，構(gòu)建了一個統(tǒng)一的能源供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)。通過建立能源管理中心，對各個子系統(tǒng)進行集中監(jiān)控和管理，實現(xiàn)能源的統(tǒng)一調(diào)配和優(yōu)化利用。例如，將太陽能光伏發(fā)電和風力發(fā)電產(chǎn)生的電能統(tǒng)一接入儲能系統(tǒng)和施工場地的供電網(wǎng)絡(luò)，地源熱泵系統(tǒng)的用電也納入統(tǒng)一的供電管理范疇。同時，通過能源管理中心的數(shù)據(jù)分析和預(yù)測功能，提前規(guī)劃能源的生產(chǎn)和使用，提高能源系統(tǒng)的整體運行效率。

在能源優(yōu)化方面，利用智能控制系統(tǒng)，根據(jù)施工場地的用電負荷變化、能源價格波動以及新能源發(fā)電的實時情況，對能源系統(tǒng)進行優(yōu)化運行。用電低谷時段，利用低價電能對儲能系統(tǒng)進行充電；在用電高峰時段，優(yōu)先使用儲能系統(tǒng)和新能源發(fā)電，減少從電網(wǎng)購電的費用。此外，根據(jù)不同季節(jié)和天氣條件，合理調(diào)整地源熱泵系統(tǒng)的運行模式和參數(shù)，提高其制冷和供暖效率。這一舉措，減少了設(shè)備的頻繁啟停，降低了能源消耗和設(shè)備磨損[2]。

3.運行安全與穩(wěn)定策略保障煤礦立井施工作業(yè)安全是應(yīng)用新能源技術(shù)的必要條件。對此，該項自針對新能源技術(shù)在應(yīng)用過程中可能出現(xiàn)的風險進行了評估，并制定了安全防制措施。例如，在利用太陽能光伏發(fā)電時，在光伏板安置位置安裝了避雷針和防雷接地系統(tǒng)，有效防止因雷擊造成的設(shè)備損壞和火災(zāi)事故，同時，定期對光伏板進行清潔和維護，確保其發(fā)電效率和使用壽命。在風能技術(shù)應(yīng)用方面，對風力發(fā)電機組進行了警示裝置設(shè)置，防止人員靠近機組。此外，還設(shè)置了防風、防震裝置，確保風力發(fā)電機組在極端天氣條件下的穩(wěn)定運行。地源熱泵系統(tǒng)加強了防火、防爆、防過充、過放等安全管理，并設(shè)置相應(yīng)的安全保護裝置，確保系統(tǒng)的安全運行[3]。

四、結(jié)束語

通過分析大海則煤礦立井施工中對太陽能光伏系統(tǒng)、風能電力裝置、地熱能以及煤礦矸石處理技術(shù)等的綜合應(yīng)用，可以發(fā)現(xiàn)應(yīng)用新能源技術(shù)能夠減少環(huán)境污染和能源消耗，還能提升煤礦資源的開采效率。未來，新能源技術(shù)將不斷創(chuàng)新，只有加強應(yīng)用，做好能源互補協(xié)調(diào)、集成優(yōu)化利用以及安全穩(wěn)定應(yīng)用等策略，才能推進煤礦行業(yè)綠色和可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

[1]王俊龍。袁大灘煤礦立井凍結(jié)法施工技術(shù)[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟，2024，（15）：60-62.

[2]韓振國、張洪清。液氮凍結(jié)技術(shù)在煤礦立井施工中的應(yīng)用[J].煤礦開采，2018，23（S1）：1-6.

[3]齊賀鵬。煤礦立井施工技術(shù)的幾點探討[J].中小企業(yè)管理與科技（上旬刊），2013，（09）：182.作者單位：遼寧東煤基市建設(shè)有限責任公司