鉱山高圧モーター選択と適用ガイド：採鉱、選鉱、昇降、換気 すべてのシナリオをカバー

鉱業は、最も過酷な作業条件を伴う高電圧モータが最も多く使用される産業シナリオの一つです。粉塵、湿度、爆発性ガス、高い始動電流、長時間の高負荷 - このような過酷な条件下では、モータの保護レベル、始動特性、絶縁寿命、メンテナンスの利便性が、通常の産業シーンよりもはるかに高く求められます。西安泰阜シグマモータース中国鉱山向け高圧モーターの中核サプライヤーである当グループが、鉱山におけるさまざまなプロセスシナリオの選定ポイントを体系的に解説する。

鉱業用高圧モーターのアプリケーションシナリオの概要

鉱山における主な生産工程と、それに対応する主なモーター用途：

• 抽出プロセス：炭鉱夫/ロードヘッダー駆動モーター、油圧ポンプステーションモーター
• 高架輸送：シャフトホイストモーター、傾斜シャフトウインチモーター、メインコンベアベルトマシンモーター
• 換気と冷却：メインベンチレーターモーター、ローカルベンチレーターモーター、冷凍ユニットコンプレッサーモーター
• 排水：鉱山排水ポンプモーター（通常2～3段スタンバイ）
• 選鉱プロセス：粉砕機モーター、ボールミルモーター、浮遊機モーター
• 支援システム：コンプレッサーモーター、グラウティングポンプモーター、エアーコンプレッサーモーター

必要ならば鉱山用モーターのサイズに関するアドバイスと見積もりシグマのテクニカル・チームは、特定の条件下でカスタマイズされたソリューションを提供することができます。

シナリオ1：抽出工程のモーター

坑内用モーターの特別要件

地下炭鉱ではメタン（ガス）と石炭粉塵の二重爆発の危険があるため、すべての電気設備は鉱山防爆設備または鉱山安全強化設備を使用しなければならない：

• 防爆仕様：MT/T標準およびGB3836シリーズ標準に沿ったExdI（炭鉱防爆型
• 保護等級：IP54以上（石炭粉塵の侵入に対する保護）
• 絶縁等級：クラスF（坑内の温湿度変化に適応）
• スタートアップの特徴：高負荷始動用の高始動トルク

典型的なアプリケーション仕様（統合された採掘フェース用油圧ポンプステーション）

出力：200～630kW、電圧：1140Vまたは3300V、防爆グレード：ExdI、保護等級：IP54

非鉄金属鉱山の坑内採掘

非鉄鉱山では通常、メタンの危険はないが、他の有害ガスが存在する場合もある：

• 保護等級：IP55またはIP65（地下水および粉塵に対する保護）
• 腐食保護: 鉱山の媒体に従って適切な反腐食の等級を選ぶために、酸性鉱山の水環境は特別な処置を要求する
• 防爆要件：他の爆発性ガスの存在に応じて決定するために、非メタン場所はExdIIAまたはExdIIBを選択することができます。

シナリオ2：ホイストモーター（最も重要な単一モーター）

鉱山ホイストは鉱山で最も重要な機器であり、そのモーターの故障は直接鉱山全体の生産停止につながるため、信頼性の要件は非常に高い。

ホイストモータの技術要件

• 高い始動トルク：ホイストは全負荷で始動するために定格トルクの2～3倍が必要であり、通常のモーターでは対応できない。
• 幅広いスピードレンジ：リフティングプロセスでは、正確な速度制御（加速、均一速度、減速、クロール停止）が必要です。
• 頻繁にスタートとストップを繰り返す：1時間あたり何十回もの始動と停止が可能で、モーターの発熱と断熱に対する要求も高い。
• 高信頼性：通常2モーター構成またはバックアップモーター付き

ホイストモータの種類の選択

巻線ロータ非同期モータ（YRKKシリーズ）＋液体抵抗速度制御：

• 対象：中型ホイスト（500kW～2000kW）
• 利点：成熟した技術、簡単なメンテナンス、低い初期投資
• 短所：速度制御の精度に限界がある、液体抵抗装置は定期的なメンテナンスが必要

同期モータ（TDMKシリーズ）＋フルデジタル速度制御：

• 適合：大型ホイスト（2000kW以上）
• 利点：高い速度制御精度、良好な力率、高い運転効率
• 欠点：励磁装置が必要、複雑な制御システム、高投資

永久磁石同期モータ＋可変周波数ドライブ：

• 用途：中小規模の新規ホイスト・プロジェクト
• 利点：高効率、小型、優れた速度制御性能
• 欠点：永久磁石の減磁の危険性、メンテナンスの専門知識への高い要求

シグマのTDMK大型同期モータは、中国の多くの大規模鉱山ホイストプロジェクトに採用され、成功を収めている。TDMKシリーズの技術仕様を見る。

シナリオ3：メイン換気モーター

主坑用換気扇の特徴

主換気装置は坑内安全生産の生命線であり、石炭鉱山安全規則では主換気装置にはスタンバイを設けなければならず、主換気装置とスタンバイは10分以内に切り替えを完了しなければならないと規定されているため、モーターには非常に高い信頼性が要求される。

換気扇モーターの選択ポイント

• 電力供給範囲：数百kWから数千kWまで鉱山の規模にもよるが、大規模炭鉱の主換気モーターは5000kW以上になることもある。
• スタートアップの条件：換気扇は始動前にダクト内に空気が入っているため、負荷始動となり、十分な始動トルクが必要となる。
• 省エネ速度調整：鉱山の換気は、生産地域の変化に応じて調整する必要があり、周波数変換速度制御は、電気30%-50%を保存することができ、現在の主流のプログラムです。
• 防爆要件：地上に設置される主換気装置のモーターは防爆である必要はなく、地下に設置される局所換気装置は防爆である必要がある。

一般的なメインベンチレーターモーターの仕様：

出力：630-5000kW、電圧：6kVまたは10kV、冷却方式：IC611（ダクト換気）、保護レベル：IP54、周波数変換器速度制御付き

シナリオ4：鉱山排水ポンプモーター

排水用モーターに求められる高い信頼性

鉱山排水システムは、浸水事故を防止するための最後の砦であり、通常、作業ポンプ、待機ポンプ、保守ポンプの合計3セットで構成され、作業ポンプと待機ポンプを同時に運転できることが要求される（平常時は1セット運転、大増水時は2セット同時運転）。

排水モーター選択に関する推奨事項

• パワー：20%-30%パワーリザーブ、最大サージとヘッドに応じて計算されます。
• 保護レベル：IP55以上（地下水の飛沫に対して）
• 断熱クラス：クラスF、クラスBの温度上昇評価による（断熱材の寿命を延ばすため）
• 始動モード：ソフト始動または周波数変換始動（電力網の影響を減らし、ポンプの寿命を延ばす）
• 信頼性設計: 垂直設置に適した2方向通気式ベアリング潤滑システム。

シナリオ5：クラッシャーとボールミルのモーター（鉱物処理シナリオ）

粉砕機モーター

クラッシャーは始動抵抗が高く、高い始動トルクを必要とし、鉱石の詰まりにより運転中に短時間過負荷になることがある：

• 巻線ロータモータ＋液体抵抗始動の選択により、高い始動トルクを実現
• 過負荷容量要件：定格トルクの1.6～2倍
• 保護等級: IP54 (鉱物処理工場の粉塵環境)

ボールミルモーター（単体で最大電力を消費する機器）

ボールミルは、鉱物処理プラントの最大の単一電力消費機器であり、単一のユニットの電力は1000〜10000kWに達することができます：

• 開始の特徴: ボール ミルの鋼球の任意配分は、開始の抵抗の異なった瞬間大きく、大きいのの開始の影響変わります
• 伝達モード: 減力剤ドライブが付いている小さいボール ミル、低速同期電動機の直接ドライブ（減力剤無し）が付いている大きいボール ミル
• 低速同期モータの利点：高効率、メンテナンス箇所が少ない、しかし複雑な制御システム
• 運転サイクル：通常24時間連続運転、モーターには高い熱安定性が要求される

シグマ・マイニング・モーター 製品シリーズ

シグマは、鉱山の各プロセス向けに以下の主力製品を提供している：

• YBBP鉱業用耐圧モータ：地下の炭鉱のいろいろな種類のポンプ、ファン、ウィンチに適当な MT/T の標準に合って下さい。
• YKK/YRKK 高圧非同期モーター：地上の巻上げ、換気、鉱物処理装置に適しています。
• TDMK 大型同期モータ大型ホイストおよびボールミル用ダイレクトドライブ
• 液体抵抗のマッチングスターターキャビネット：巻線ローターモーターとのマッチングにより、重負荷始動要件に対応

必要ならば鉱業用モーターの完全な選択プログラムと見積もりを得るまたは理解鉱山用モーター専門のメンテナンスサービスシグマ鉱業の技術チームまでお気軽にお問い合わせください。

一般的な問題

Q: 鉱山のモーターは特別な保護が必要ですか？

A: はい。鉱業用モータは、特定の現場の危険レベル（爆発性ガスの存在、粉塵レベル、腐食性など）に応じて、対応する保護レベル（IP定格）と防爆レベル（Ex定格）を選択する必要があります。地下炭鉱で使用されるモータはすべて坑内防爆仕様でなければなりません。

Q: 高地鉱山（海抜2000m以上）用のモーターを選ぶ際の特別な条件は何ですか？

A：標高が1000m上がるごとに空気密度が10%程度低下し、モーターの冷却能力が低下するため、出力ディレーティングを実施するか、高原用特殊モーター（放熱設計強化型）を選択する必要があります。シグマは標高3000～5000mのチベット、青海などの高原鉱山に適した高原用特殊高圧モーターを提供しています。

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