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कोयला खनन में उपयोग किए जाने वाले मोटर्स को कुछ अत्यधिक कठोर परिस्थितियों का सामना करना पड़ता है। हम बात कर रहे हैं पिछले साल की खनन उपकरण सुरक्षा परिषद की रिपोर्ट के अनुसार प्रति घन मीटर 1,200 मिग्रा से अधिक धूल के स्तर की, साथ ही आर्द्रता जो अक्सर 95% से अधिक चली जाती है, और संचालन के दौरान असंतुलित भारों के कारण होने वाले यांत्रिक तनाव की भी बात है। इस कारण से, अधिकांश खनन स्थल धूल के प्रवेश से बचाव के लिए मजबूत फ्रेम निर्माण और कम से कम IP66 सुरक्षा वाले मोटर्स के उपयोग की आवश्यकता निर्दिष्ट करते हैं। वास्तविक क्षेत्र डेटा को देखने से चीजों को सही दृष्टिकोण में रखने में मदद मिलती है। शोधकर्ताओं ने 2022 में इंनर मंगोलिया की कई खानों की जांच की और एक दिलचस्प बात का पता लगाया: वहां हुए लगभग तीन-चौथाई शुरुआती मोटर विफलताओं का कारण उच्च नमी के संपर्क में आने पर इन्सुलेशन प्रणाली में आए दोष थे। ऐसी विफलता की दर वास्तव में इन गीले भूमिगत वातावरणों में उचित इन्सुलेशन के महत्व को बहुत जोर देकर दर्शाती है।
महत्वपूर्ण विनिर्देश शामिल करते हैं:
ब्रश गियर रखरखाव की कमी खनन ऑपरेशन के लिए एक वास्तविक गेम चेंजर बनाती है, जहाँ तकनीशियनों को आमतौर पर उपकरण तक पहुँचने के लिए महीने में लगभग 14 घंटे मिलते हैं। इन मोटर्स में 4 से 6 प्रतिशत स्लिप की विशेषता होती है, जो वास्तव में कई मोटर्स कोयला कन्वेयर प्रणालियों पर एक साथ चलने पर कार्यभार को स्वाभाविक रूप से साझा करने में मदद करती है। शान्सी प्रांत की खानों से वास्तविक प्रदर्शन संख्याओं को देखना पूरी तरह से एक अलग कहानी बताता है। धूल भरे परिस्थितियों में असमकालिक मोटर्स का अपटाइम लगभग 92% रहा, जबकि तुल्यकालिक मोटर्स के मुकाबले केवल 78% था। और बेयरिंग्स के बारे में भी भूलें नहीं – 10,000 घंटे के संचालन के बाद लगभग 42% कम प्रतिस्थापन की आवश्यकता थी। ऐसी विश्वसनीयता भूमिगत वातावरण में सब कुछ बदल देती है, जहाँ डाउनटाइम की लागत पैसे होती है और सुरक्षा सर्वोच्च प्राथमिकता होती है।
खनन परिचालन में उपयोग होने वाले उच्च वोल्टेज इलेक्ट्रिक मोटर्स के लिए, सही विद्युत रोधन प्राप्त करना बहुत महत्वपूर्ण होता है। अधिकांश मोटर्स को कम से कम क्लास F या कभी-कभी तो क्लास H रोधन प्रणाली की आवश्यकता होती है, क्योंकि वे लंबे समय तक गर्म रहते हैं और अक्सर 180 डिग्री सेल्सियस से अधिक तापमान पहुँच जाते हैं। भूमिगत स्थानों पर जहाँ धूल और नमी अधिक होती है, IP66 या बेहतर IP67 रेटिंग केवल वांछनीय नहीं हैं, बल्कि लगभग अनिवार्य हैं, यदि हम धूल के जमाव या जल क्षति के बिना मोटर्स के सुचारु संचालन को बनाए रखना चाहते हैं। वर्तमान परिस्थितियों पर नजर डालें तो हाल के परीक्षणों ने इन मोटर्स के बारे में एक दिलचस्प बात दिखाई है। जब इन मोटर्स में वैक्यूम दाब अभिरंजन (VPI) के माध्यम से विशेष ड्यूल-लेयर VPI कोटिंग लगाई जाती है, तो घुमाव (वाइंडिंग्स) 50,000 से अधिक संचालन घंटों तक बिना क्षतिग्रस्त हुए बने रहते हैं, भले ही आर्द्रता का स्तर लगभग 95% तक पहुँच जाए। पिछले वर्ष पोनमैन के शोध के अनुसार, ऐसे प्रदर्शन से रखरखाव लागत और बंद अवधि में महत्वपूर्ण अंतर आता है।
खनन मोटर्स की नवीनतम पीढ़ी ने फार्मोनॉट की 2025 की रिपोर्ट के अनुसार आईई4 दक्षता मानकों को प्राप्त कर लिया है, जो पुराने संस्करणों की तुलना में ऊर्जा अपशिष्ट को लगभग 15 से 20 प्रतिशत तक कम कर देती है। ये मोटर्स स्मार्ट पावर फैक्टर करेक्शन के साथ लैस हैं जो 30% से लेकर 110% तक के भारों में परिवर्तन के साथ अनुकूलित होती हैं, जो उन परिचालनों में बहुत महत्वपूर्ण है जहां क्रशर्स और वेंटिलेशन प्रशंसक लगातार चलते रहते हैं। आंतरिक मंगोलिया में कोयला खदानों से मिले वास्तविक आंकड़ों को देखते हुए, यह पाया गया है कि प्रत्येक टन कोयला संसाधन पर इन अपग्रेडेड मोटर्स से बिजली की खपत लगभग 12% कम हुई है। ऐसा सुधार बड़े पैमाने पर खनन परिचालनों में तेजी से जमा होता है।
मोटर्स को दूरस्थ खनन पावर ग्रिड में सामान्य होने वाले ±10% वोल्टेज विचलन और 3% फेज असंतुलन का सामना करना पड़ता है। अग्रणी डिज़ाइनों में 500% शॉर्ट-सर्किट करंट क्षमता और चुंबकीय संतृप्ति को रोकने के लिए सॉलिड-स्टेट वोल्टेज रेगुलेटर्स शामिल हैं। ऑस्ट्रेलिया के 47 खानों के 2024 के अध्ययन में पाया गया कि ग्रिड ट्रांज़िएंट्स के दौरान डायनेमिक फेज कंपेंसेशन वाली मोटर्स से अनियोजित डाउनटाइम में 38% की कमी आई।
कोयला कन्वेयर जैसे उच्च-जड़ता अनुप्रयोगों के लिए मोटर्स की आवश्यकता होती है जो 450% लॉक्ड-रोटर करंट से अधिक न होने पर 250–300% प्रारंभिक टॉर्क प्रदान करे। इंटीग्रेटेड सॉफ्ट स्टार्टर्स और वीएफडी (वेरिएबल फ्रीक्वेंसी ड्राइव्स) 50-टन हॉलेज सिस्टम के सुचारु त्वरण को सक्षम करते हैं, जबकि एनईएमए एमजी1 टॉर्क-स्पीड वक्र्स को बनाए रखते हैं। पंप-विशिष्ट मॉडल में 15–20% तक टॉर्क भंडार होता है जो अचानक स्लरी घनत्व परिवर्तन को संभालने में स्टॉल होने से बचाता है।
भूमिगत कोयला खदानों में उपयोग किए जाने वाले मोटर्स को खतरनाक मीथेन गैस और ज्वलनशील धूल के जमाव को ज्वलित करने से रोकने के लिए विशेष इंजीनियरिंग की आवश्यकता होती है। विस्फोट-रोधी (Ex d) आवरण में मजबूत बढ़ाए गए आवरण होते हैं जो आंतरिक विस्फोट का सामना कर सकते हैं, बिना उन्हें बाहर फैलने दिए। बाहरी भागों के लिए, निर्माता अक्सर एल्युमीनियम मिश्र धातु या स्टेनलेस स्टील जैसी सामग्री का उपयोग करते हैं क्योंकि ये चिंगारियों के संपर्क में आने पर आग पकड़ने का विरोध करते हैं। अंतर्राष्ट्रीय इलेक्ट्रोटेक्निकल आयोग द्वारा पिछले साल प्रकाशित शोध के अनुसार, विस्फोटक गैसों वाले क्षेत्रों में सामान्य मोटर व्यवस्थाओं की तुलना में Ex d प्रमाणित मोटर्स का उपयोग करने वाली खदानों में लगभग चार पांचवें संभावित आग की घटनाओं को रोका गया। रोटर स्टेटर क्लीयरेंस को सही ढंग से बनाए रखना भी महत्वपूर्ण है - आधे मिलीमीटर से कम कुछ भी चिंगारी की समस्याओं से बचने में मदद करता है। और उन टर्मिनल बॉक्स के बारे में मत भूलिए; उनमें IP66 मानकों को पूरा करने वाले डबल सील केबल होते हैं ताकि धूल और पानी अपनी जगह पर रहें।
वैश्विक प्रमाणन ढांचे यह सुनिश्चित करते हैं कि मोटर्स कठोर भूमिगत सुरक्षा दहलीज़ों को पूरा करती हैं:
| मानक | मुख्य ध्यान केंद्र | परीक्षण आवश्यकता |
|---|---|---|
| IEC 60079-1 | विस्फोट धारण | अधिकतम दबाव का 1.5 गुना सहन करना |
| GB 3836.1 | ज्वाला प्रसार प्रतिरोध | 10+ ज्वलन चक्र सिमुलेशन |
| ATEX 2014/34/EU | सामग्री ऊष्मीय स्थिरता | 95% मीथेन में 500 घंटे तक सहन करना |
मोटर्स को अनुकरित खान परिस्थितियों में 6,000 से अधिक संचालन घंटे पूरे करने होंगे, जिसमें 5 g-बल तक के कंपन परीक्षण और -30°C से 150°C तापमान चक्र के त्वरित परिवर्तन शामिल हैं।
तंगस्टन कार्बाइड से लेपित ब्लेड वाले अरीय विन्यास में डिज़ाइन किए गए प्रशंसक प्रणाली में कोयला धूल होने पर भी वायु को कुशलता से गतिमान रखते हैं। उद्योग के परीक्षणों से पता चलता है कि ये प्रशंसक लगभग 92% कणों को अस्वीकार कर सकते हैं, जो उन परिस्थितियों को देखते हुए काफी प्रभावशाली है जिनमें वे काम करते हैं। शीतलन प्रणालियों के लिए, परावैद्युत तरल पदार्थ से भरे बंद सर्किट आर्द्रता द्वारा इन्सुलेशन को होने वाले नुकसान की समस्याओं को रोकते हैं। जब वायु बहुत नम हो जाती है (85% सापेक्ष आर्द्रता से अधिक), तो निगरानी उपकरण संचालकों को चेतावनी देने के लिए सक्रिय हो जाते हैं। ऊष्मा विनिमयकों में स्वयं बंद होने से बचने वाले कर्बित टाइटेनियम फिन होते हैं, जो लगभग 2.5 किलोवाट प्रति वर्ग मीटर की उचित तापीय अपव्यय दर बनाए रखते हैं। यह तब भी अच्छी तरह से काम करता है जब वायु प्रवाह की गति 3 मीटर प्रति सेकंड से नीचे गिर जाती है, जिससे विभिन्न संचालन वातावरण में इन्हें विश्वसनीय बना दिया जाता है।
शान्शी में डाटोंग खनन परिसर में क्षेत्र परीक्षण से पता चला कि ये उच्च वोल्टेज इलेक्ट्रिक मोटर्स लगभग लगातार 30 दिनों तक चल रही थीं, जिसमें 98.3% की शानदार अपटाइम दर थी, जो पुराने मॉडलों से लगभग 14% बेहतर है। 6kV मोटर्स ने अपना टोर्क स्थिर रखा, जो मापदंडों के अनुसार ±2.5% की संकीर्ण सीमा में था, भले ही वोल्टेज पिछले साल कोयला उद्योग के बिजली ढांचे के अध्ययन में 5.8kV से 6.3kV के बीच उतार-चढ़ाव कर रहा था। सबसे अधिक ध्यान आकर्षित करने वाली बात यह है कि ऐसी परिवर्तनशील परिस्थितियों के तहत भी वे कितनी विश्वसनीय रहीं, जिसकी तलाश संयंत्र प्रबंधक अपने संचालन में बेहद आवश्यकता महसूस कर रहे थे।
17 चीनी खानों में 2024 की एक घटना समीक्षा में पता चला कि मोटर विफलता के 68% मामले डिज़ाइन दोषों के बजाय अनुचित शीतलन प्रणाली रखरखाव से उत्पन्न हुए। मृतक विश्लेषण में दिखाया गया:
| विफलता का कारण | प्रतिशत | उपचार रणनीति |
|---|---|---|
| धूल से अवरुद्ध वेंट्स | 42% | स्वचालित वायु फ़िल्टर निगरानी |
| बेयरिंग स्नेहन हानि | 29% | आईओटी-सक्षम ग्रीस वितरण |
| स्टेटर इन्सुलेशन विफलता | 19% | नैनोकंपोजिट इन्सुलेशन अपग्रेड |
इन सुधारात्मक उपायों के कार्यान्वयन ने छह महीनों के भीतर तापीय शटडाउन में 81% की कमी की।
वर्तमान समय में क्षेत्र में कार्यरत ऑपरेटर्स को लगभग 99.1% मोटर उपलब्धता प्राप्त हो रही है, जिसका श्रेय जाता है कंपन विश्लेषण तकनीक को, जो बेयरिंग घिसाव समस्याओं का समय रहते पता लगा लेती है, आमतौर पर किसी भी समस्या के वास्तव में घटित होने से 120 से 150 घंटे पहले। ऑस्ट्रेलिया की खानों में भी काफी सुधार देखने को मिला है, जहां वास्तविक समय में आंशिक निर्वहन सेंसर, कुंडली तापमान पूर्वानुमान सूत्र और स्वचालित स्नेहन प्रणाली को एकीकृत किया गया है। वहां मोटर्स के लिए सेवा अंतराल पहले की तुलना में तीन गुना बढ़ गए हैं, यह जानकारी 2025 की खनन उपकरण विश्वसनीयता रिपोर्ट में दी गई है। और बचत की गई धनराशि के बारे में भी मत भूलिए। देश भर में 46 खनन स्थलों पर अनियोजित बंद रहने की लागत प्रति ऑपरेशन घंटे में लगभग 189 डॉलर कम हुई है। जब वार्षिक बजट पर विचार किया जाता है, तो इस तरह की बचत तेजी से बढ़ जाती है।
प्रमुख विनिर्देशों में थर्मल क्लास H इन्सुलेशन, अवरुद्ध कोयला क्रशर्स को संभालने के लिए ≥200% के स्टार्टिंग टॉर्क, और 24/7 संचालन के लिए S1 निरंतर ड्यूटी रेटिंग शामिल है।
धूल भरे वातावरण में असमकालिक मोटरों को पसंद किया जाता है क्योंकि इनकी कम रखरखाव आवश्यकताएं होती हैं, लोड साझा करने में सहायता करने वाली स्लिप विशेषता होती है और समकालिक मोटरों की तुलना में अधिक उपलब्धता होती है।
मोटरों को विस्फोट प्रतिरोधी (Ex d) इंजीनियरिंग की आवश्यकता होती है, IEC, GB और ATEX मानकों के साथ अनुपालन आवश्यक है, और कठोर सुरक्षा परीक्षणों, जैसे कि कंपन परीक्षण और तापमान चक्र परीक्षणों में सफलता आवश्यक है।
आधुनिक मोटरें IE4 दक्षता मानकों को प्राप्त करती हैं, जिनमें परिवर्ती भार के अनुकूल होने वाले शक्ति गुणक सुधार की स्मार्ट विशेषता होती है, जिससे ऊर्जा अपव्यय कम होता है और संचालन दक्षता में वृद्धि होती है।
