摘要 ：节能降耗是矿业可持续发展的重要举措。黄金矿山提升机械是矿山能耗的主要来源之一，加强提升机械的节能降耗技术创新，对于降低矿山能源成本、减少环境污染、提升企业市场竞争力具有重要意义。本文分析了黄金矿山提升机械高能耗运行的特点，剖析了机械系统效率低下的技术原因，阐述了能源浪费与设备老化的关联性，并从高效节能驱动系统改造、智能控制技术应用、新材料新工艺推广等方面，提出了黄金矿山提升机械节能降耗的技术创新策略。通过节能降耗技术的持续创新应用，不仅能够显著降低提升系统能耗，提高矿山经济效益，而且有利于推动矿业绿色发展，为行业转型升级贡献科技力量。

       关键词：黄金矿山；提升机械；节能降耗；技术创新；绿色矿山

       当前，能源资源日趋紧张，生态环境压力不断加大，节能减排、绿色发展已成为经济社会发展的重要主题。作为国民经济重要基础产业，矿业在保障资源供给的同时，也面临着资源约束趋紧、环境污染问题突出等挑战。据统计，矿业生产能耗占全国工业总能耗的 30% 以上，其中黄金矿山能耗尤为突出。提升机械作为矿山的耗能大户，能耗水平的高低直接影响矿山生产成本和环境效益。传统提升机械普遍存在能效低、能耗高等问题，已成为制约矿山经济效益提升和可持续发展的瓶颈之一。随着国家节能减排政策的日益趋严和矿业市场竞争的日趋激烈，黄金矿山亟需加快节能降耗技术创新，通过提升机械的节能改造，在降本增效的同时推动矿山绿色发展。

       1  黄金矿山提升机械节能降耗的意义

       1.1  节能降耗对矿山经济效益的影响

       提升机械是矿山生产的关键装备，其能耗水平直接关系到矿山的生产成本和经济效益。当前，受国际金价波动、资源品位下降等因素影响，黄金矿山企业面临着巨大的成本压力。据有关数据显示，提升机械能耗约占矿山总能耗的 15% ～ 25%，已成为仅次于采掘设备的第二大耗能设备。提升机械能耗的高企不仅增加了矿山的电力成本支出，而且还会带来设备磨损加剧、维修费用上升等问题，进一步加重企业的经济负担。通过加强提升机械的节能降耗技术改造，从节电、节油、节材等方面入手，可有效降低设备运行能耗，减少企业生产成本。如某矿山通过对提升机械进行节能技术改造，每年可节约用电超过5×105kW ·h，节能效益十分显著。节能降耗还有利于提高矿产资源利用效率。黄金资源属于稀缺性资源，品位较低，开采难度大。提升环节能耗的降低，可减少矿石贫化损失，提高资源回收率，进而提升矿山整体经济效益。由此可见，大力推进提升机械节能降耗，对于矿山“降本增效”具有重要意义。

       1.2  能耗控制对环境保护的重要作用

       矿山开采不可避免地会对生态环境造成影响。矿山能耗水平越高，能源资源消耗越大，环境污染问题就越突出。据统计，我国 80% 的矿区环境都受到不同程度地破坏，矿区环境问题日益严峻。而提升机械能耗过高，往往伴生着粉尘、噪声等环境污染问题。在开采过程中，提升机械产生的粉尘污染不仅危害作业人员身体健康，而且会随风漂移，污染周边大气环境。同时，提升机运行产生的噪声也会对周边声环境质量造成影响。机械设备能耗的居高不下还意味着化石能源消耗量大，温室气体排放多，加剧了全球气候变化问题。因此，加强能耗控制不仅是矿山节能降耗的需要，更是履行环境责任、建设绿色矿山的必然要求。通过节能降耗技术的创新应用，在提高能源利用效率的同时，减少温室气体和污染物排放，将为矿区生态环境保护和污染防治提供有力支撑。实践证明，矿山企业的节能减排与环境保护是辩证统一的，二者相互促进、协同并进。只有将节约能源、保护环境理念贯穿于矿山生产全过程，才能实现矿业与环境的和谐共生。

       1.3  技术创新对行业竞争力的提升意义

       随着市场经济的不断深化，矿业市场化程度日益提高，黄金矿山企业的市场竞争日趋激烈。在此背景下，掌握了先进技术，就能在市场竞争中抢占先机。节能降耗技术作为矿山企业参与市场竞争的重要武器，其创新水平的高低直接影响企业的市场竞争力。当前，国际矿业巨头纷纷加大节能技术研发力度，抢占节能环保制高点，代表了行业节能技术创新的最新方向。例如，力拓集团通过在矿用卡车上应用电动轮驱动技术，单台设备每年可节约柴油2.4×105l 以上。又如，英美资源集团通过在选矿厂实施智能控制节能改造，每年可节约用电 1.8×107kW ·h。面对日趋激烈的国际竞争，我国黄金矿山企业要加快节能降耗技术创新步伐，通过关键核心技术的自主研发，补齐节能短板，提升节能装备的供给能力，推动行业节能技术水平整体跃升。同时，节能技术的创新应用也将倒逼矿山开采模式和管理理念的变革，推动矿山由粗放型向集约型转变，实现矿业发展方式的根本性转变，进而增强行业的整体竞争实力。

       2  黄金矿山提升机械能耗问题分析

       2.1  传统提升机械高能耗运行特点

       黄金矿山提升机械主要包括箕斗式提升机、摩擦式提升机、盘车提升机等，不同类型提升机的能耗特点各异。总体来看，传统提升机普遍存在能耗高、效率低等问题，已难以满足节能环保要求。如箕斗式提升机采用交流电动机驱动，能量损耗大，系统效率不高，能耗水平居高不下。摩擦式提升机采用摩擦轮驱动，能耗弹性差，难以实现能耗的优化控制。盘车提升机起升高度较低，但能耗水平仍偏高，且易受恶劣工况影响，能耗波动大。从能耗构成看，提升机械能耗主要由电能消耗和机械损耗两部分组成。电能消耗是指电动机及其控制系统的能量损耗，机械损耗是指钢丝绳、天轮、导向轮等机械部件的能量损耗。实际运行中，受技术水平、工况条件等因素影响，二者能耗均较高。以某矿山提升机为例，电动机能耗占提升系统总能耗的 70% 以上，其中空载损耗可达 30%。同时，钢丝绳、天轮等机械部件磨损严重，能量损失大。

       2.2  机械系统效率低下的技术原因

       造成提升机械能效低下的技术原因是多方面的，既有机械设计制造工艺的局限性，也有配套电气系统效率不高的问题。一方面，传统提升机在机械设计上大多采用定速传动模式，速度调节不灵活，能量损耗大。且多数提升机采用机械传动，传动效率不高，能量损失在传动过程中较为严重。同时，受制造工艺水平限制，提升容器、钢丝绳等关键部件的材料性能、加工精度还有待提高，在实际运行中能耗水平居高不下。另一方面，传统提升机配套的电气控制系统效率普遍不高。大多数提升机采用交流电动机恒速驱动，难以实现能耗的优化控制。且电动机的选型配置不合理，普遍存在大马拉小车现象，能源浪费严重。电气控制系统多为继电器硬接线控制，控制方式单一，系统效率低。

       2.3  能源浪费与设备老化的关联性

       不少矿山的提升机械已使用多年，其能耗水平与设备老化密切相关。一方面，设备使用时间长，关键部件磨损严重，传动效率不断下降，导致能耗水平逐年升高。如提升机钢丝绳在长期使用中张力下降，直径减小，能量损失不断加大。同时，设备长期超负荷运行，电气元件发热量增大，散热条件变差，能耗水平进一步提高。另一方面，设备陈旧落后，节能技术应用不足，提升能效空间有限。不少老旧提升机能耗控制水平较为落后，缺乏必要的能耗监测、故障诊断等措施，能源浪费现象十分普遍。且大多数提升机未进行节能技术改造，在高能耗状态下长期运行，设备综合效率难以提升。由于设备使用年限长，备品备件匮乏，检修周期延长，事故率上升，间接加大了能源浪费。一些矿山还存在设备选型不合理、维护保养不到位等问题，进一步加剧了能源浪费。由此可见，设备老化问题与能源浪费互为因果，已成为制约提升机械节能降耗的重要瓶颈。

       3  黄金矿山提升机械节能降耗技术创新策略

       3.1  高效节能驱动系统的技术改造

       提升机驱动系统能耗在提升系统总能耗中占比较大，是提升机械节能改造的重点领域。当前，高效节能驱动技术不断取得突破，为提升机械节能降耗提供了新途径。一是永磁同步电机驱动技术。与传统异步电动机相比，永磁同步电机效率高、功率因数好、调速范围宽，在提升机械中得到广泛应用。通过永磁同步电机取代高耗能异步电机，可显著降低驱动系统能耗。二是变频调速驱动技术。采用变频器对电动机进行调速控制，可实现无级调速、平稳启动，有效降低电能损耗。在大型提升机中应用变频恒压恒功率控制，可实现能量回馈，进一步提高系统效率。三是高压变频调速技术。通过采用高压变频器直接驱动高压电动机，取消了中间变压环节，减少了变压器损耗，节能效果显著。四是再生制动技术。在提升机下放工况时，通过电力回馈将电动机的部分机械能转化为电能并回馈电网，有效降低电能消耗。例如，某矿将传统摩擦式提升机改造为永磁同步电机驱动，运用再生制动技术，每年可节约用电 1.7×106kW ·h。由此可见，大力推广高效节能驱动技术，从源头上降低提升系统能耗，是提升机械节能改造的有效途径。

       3.2  智能控制技术在节能中的创新应用

       智能控制技术是信息技术与控制技术相结合的新兴技术，将其应用于提升机械节能控制，可有效优化能源利用，降低设备能耗。一是智能能效优化控制。运用大数据分析、机器学习等技术，对提升机运行数据进行挖掘分析，构建能效优化模型，进而对提升系统的速度、加速度等参数实施自适应优化控制，将能耗控制在最优区间。二是智能负荷敏感调节技术。针对提升机负荷变化大、能耗波动大的特点，采用模糊控制、神经网络等智能控制算法，根据负荷变化实时调节提升速度和加速度，在满足提升能力的同时降低能源消耗。三是设备智能监测与故障诊断。在提升系统中布置各类传感器，对关键设备的振动、温度等状态参数实施实时监测，运用大数据分析技术对设备进行智能故障诊断，及时发现和解决设备隐患，减少因非计划停机造成的能源浪费。四是群控节能优化技术。对矿山多台提升机进行集中监控，通过优化任务调度、均衡负荷分配等，在确保提升产量的同时实现能源的优化配置，进一步挖掘节能潜力。例如，某矿山通过对提升机实施智能节能控制改造，运用负荷敏感调节技术，提升机综合能耗下降 15% 以上。

       3.3  新材料新工艺在降耗中的推广使用

       材料技术和制造工艺是提升机械降耗的重要支撑。近年来，新材料、新工艺在提升机械领域的应用日益深入，为节能降耗注入了新动力。在材料方面，高强韧性钢、尼龙基复合材料等新型材料在提升容器、天轮衬垫等部件中得到推广应用，在降低自重、改善摩擦性能的同时，提高了材料的耐磨性和使用寿命。在钢丝绳材料方面，新型高强度钢丝的应用可有效降低钢丝绳直径，减轻重量，从而降低提升能耗。在制造工艺方面，数控加工、增材制造等先进制造技术的应用，提高了零部件的加工精度和装配质量，减少了运行中的能量损失。如采用 3D 打印技术制造复杂零件，可显著改善零件性能，提高系统传动效率。表面强化技术、热处理工艺的优化，提高了关键零部件的使用寿命，减少更换频次，节约备品备件资源消耗。例如，采用激光熔覆技术在天轮、衬垫等部件表面制备耐磨涂层，使其使用寿命提高 1 倍以上。再如，采用等离子氮化处理技术提升齿轮的耐磨性能，使其使用寿命延长 30%以上。大力推广先进适用的新材料和新工艺，从设备源头入手提高材料利用效率、延长设备使用寿命，是提升机械实现降本增效的重要举措，对于推动行业绿色发展具有重要意义。

       3.4  提升机械能源管理体系建设

       建立健全能源管理体系是提升机械节能降耗的重要保障。能源管理体系是指组织为了实现能源管理方针和目标，建立起的包括组织机构、职责权限、管理制度、工作流程等要素在内的管理框架。推进提升机械能源管理体系建设，是从管理机制上促进节能降耗，实现能源高效利用的有效途径。首先，要建立能源管理领导机构，配备专职能源管理人员，明确能源管理的职责权限，为提升机械能源管理提供必要的组织保障。其次，要建立健全能源计量、统计、考核等管理制度，加强能源计划管理、目标管理和绩效考核，建立能源管理的闭环控制系统。再次，要强化能源管理队伍建设，通过能源管理培训、技术比武等方式，不断提高能源管理人员的业务水平和管理能力。最后，要充分利用信息化手段，开发能源管理信息系统，实现能源数据的实时采集、智能分析，为能源管理决策提供数据支撑。如某矿山企业通过建立能源管理体系，制定能源管理制度，开展能源审计与能源平衡测试，建立能源管理信息平台，形成了能源管理的良性循环，能源消耗总量和单位产品能耗连年下降。

       4  结语

       随着现代信息技术的飞速发展，以数字化、网络化、智能化为主要特征的信息化浪潮正深刻影响和改变着人们的生活方式。建设资源节约型、环境友好型矿山，实现矿业绿色可持续发展，是新时代赋予矿业的光荣使命。作为矿山能耗大户， 提升机械节能降耗对于推动矿山绿色发展、提升行业竞争力至关重要。在政策扶持、标准规范、示范引领等方面，政府和行业协会要加大支持力度，为矿山企业节能降耗营造良好的外部环境。只有产学研用、政产学研多方联动，协同发力，才能不断突破制约矿山提升机械节能降耗的瓶颈制约，加快实现矿业高质量发展。在“碳达峰、碳中和”目标引领下，在高质量发展新征程中，让我们踔厉奋发、笃行不怠，奋力谱写黄金矿业绿色发展新篇章， 以矿业高质量发展助力经济社会高质量发展！