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矿井降温技术规范

矿井降温技术规范
矿井降温技术规范

矿井降温技术规范

1 范围

本标准规定了矿井热害防治技术的定义和术语、技术条件、适用范围、技术要求、降温系统测试及评价方法。

本标准适用于煤矿地下开采的矿井,包括生产、新建和改、扩建矿井。

2 规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注明日期的引用文件,其随后所有的修改件(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究后确定,是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。

GB/T 15586设备及管道保冷设计导则

GB 50016 建筑设计防火规范

GB 50019 采暖通风与空气调节设计规范

GB 50050工业循环冷却水处理设计规范

GB 50155 采暖通风与空气调节术语标准

GB 50215 煤炭工业矿井设计规范

3 术语和定义

GB 50155及AQ/T 1067中确立的术语和定义以及下列术语和定义适用于本标准。

3.1

矿井热害mine victims

煤矿井下作业环境的空气温度超过国家规定的卫生和安全标准,从而对人体健康、生产和安全造成危害。

3.2

矿井热害防治control of mine victims

通过采用各种技术措施进行矿井热害的预防和治理,称之为矿井热害防治,又称矿井空气调节、矿井热害控制或矿井降温。

3.3

矿用降温设备mine air conditioning equipment

符合矿井特殊环境和安全要求的、为实现热害防治目的所需要的各种设备的统称。

3.4

矿井制冷降温mine cooling

采用人工制冷措施降低井下作业环境的空气温度。

3.5

矿井制冷降温系统mine cooling system

为达到冷却煤矿井下风流之目的,由制冷、输冷、传冷和排热四个基本环节构成的系统。

3.6

地温场geothermal field

地层中的温度分布。

3.7

地温异常区temperature anomalies

地温梯度值(或大地热流值)低于或高于正常值(1.6~3.0℃/100m)的地层区域。

3.8

热害矿井thermal victims mine

具有热害的矿井,称为热害矿井。

3.9

井田热害区mine victims of the district

在井田中,由原始岩温确定的有热害的区域,称为井田热害区。

3.10

矿区最热月平均气象参数on average the hottest meteorological parameters

矿区最热月空气温度、相对湿度和大气压力的平均值。

3.11

同向通风with the same direction ventilation

煤、矸的运输方向与风流方向相同的通风方式。

3.12

制冷站refrigeration station

安装制冷机组及其配套设备的场所。

3.13

风流冷却站merry cooling stations

安装空气冷却器(传冷设备)及其配套设备的地点。

3.14

矿井集中制冷降温系统mine concentrated refrigeration cooling system

制冷站的制冷量等于或大于2MW,集中向多个作业地点供冷的系统。

3.15

矿井局部(分散)制冷降温系统mine local (distributed) refrigeration cooling system

制冷站的制冷量小于2MW,向1个或几个作业地点供冷的系统。

4 热害矿井等级及卫生标准

4.1 热害矿井等级

4.1.1 井田热害区等级的划分

井田热害区等级应按原始岩温划分二级:

a)一级热害区:31℃~37℃;

b)二级热害区:≥37℃。

4.1.2 矿山地温类型的划分

矿山地温类型应按地温梯度划分三类:

a) 低温类:≤1.6℃/100m;

b) 常温类:1.6℃/100m~3.0℃/100m;

c) 高温类:≥3.0℃/100m。

4.1.3 热害矿井等级的划分

热害矿井应按采掘工作面的风流温度划分为三级:

a) 一级热害矿井:28℃~30℃;

b) 二级热害矿井:30℃~32℃;

c) 三级热害矿井:≥32℃。

对于一级热害矿井应加强通风,采掘工作面风流速度应为2.5 m/s~3.0m/s;对于二级和三级

热害矿井,除加强通风、提高风速外,还应采取人工制冷降温措施。对于三级热害矿井若不采取有效的降温措施,则应停止作业。

4.2 煤矿井下气象条件要求

生产矿井采掘工作面空气温度不应超过28℃、机电设备硐室的空气温度不应超过30℃。

采掘工作面的空气温度等于或超过32℃、机电设备硐室的空气温度等于或超过34℃时,应停止作业。当采掘工作面的风流温度为28℃~30℃时,作业地点的风流速度应为2.5 m/s ~3.0m/s;当采掘工作面的风流温度为30℃~32℃时,作业地点的风流速度应为3.0 m/s ~4.0m/s。

5 矿井热害防治通则

5.1 矿井热害防治技术基础

矿井地温的测试与深部地温的预测资料;矿内风流热力状态的预测资料;生产矿井风流热力状态的实际测试资料;矿井设计或实际生产系统。

5.2 矿井热害防治原则

矿井热害防治应按下列原则:

a) 矿井热害防治,应以预防为主,综合防治措施;

b) 应推广应用国内外已有的新技术,新装备和成熟的经验;

c) 所采用的技术装备,应符合《煤矿安全规程》及国家相关法律法规的要求;

d) 所采用的技术措施,应进行能效分析,符合国家的节能减排政策;

e) 对于新设计的矿井,应根据矿井通风的难易程度、矿井热环境条件变化,分期规划实施热害防治措施。

5.3 人工制冷降温与非人工制冷的适用界限

制冷降温与非人工制冷适用界限按下列规定:

a) 井田处在一级热害区,应首先采用非制冷降温措施,使矿井达到无热害,否则采用人工制冷降温措施;

b) 井田处在二级热害区,矿井采取非人工制冷技术措施之后,采掘工作面风流温度仍然超过30℃,应采取人工制冷降温措施;

c) 矿井热害防治,应通过技术经济分析,在满足矿井热害防治需求的前提下,应以折合费用最小值、能耗低作为非人工制冷降温和人工制冷降温的界限。

6 非人工制冷降温技术

6.1 热害矿井通风系统设计原则

6.1.1 应缩短进风线路的长度,优先采用分区式或对角式通风系统。

6.1.2 矿井主要进风巷道应开凿在低温岩层中。

6.1.3 进风巷道应避免或减小井下局部热源影响,大型机电硐室应采取独立通风系统。

6.1.4 加大采掘工作面的供风量,提高作业地点的风速,但采煤工作面内不超过4m/s。

6.2 矿井涌(淋)热水处理

6.2.1 井下涌(淋)水温度较高的矿井,热水应采用隔热管道或水沟加隔热盖板排放。

6.2.2 排水管道应布置在回风巷道和回风井中,热水不应在巷道中漫流。

6.2.3 应查明热水的来源,并采用专门的热水治理措施。

6.3 采煤工作面通风

降温需要时,可采用同向(或下行风)通风或W型通风方式,但有煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出危险的采煤工作面不应采用下行通风方式。

6.4 回采工艺

应按热力因素确定采煤工作面的长度、供风量、回采工艺和顶板管理方法,减少采空区漏风。 6.5 天然冷源利用

有天然冷源可合理利用的矿区,如低温水(水温低于15℃)、冷空气(冬季)以及冰雪等,应充分利用。

6.6 矿井开拓生产系统

按热力因素确定矿井开拓生产系统:

a) 热害矿井的开拓系统、通风系统、井田开拓与开采程序、矿井生产系统的布置,应考虑有利于热害防治;

b) 矿井及采煤工作面的日产量、生产水平标高等参数,应按热力学的方法进行核算。 6.7 井下用水

应采用温度较低的水源。 6.8 井下管道布置

井下热水管道等应优先布置在回风井和回风巷道中。当设在进风巷道中时,应采取隔热措施。 6.9 个体防护

在热害矿井等级为二~三级的作业环境,短时作业的人员,可穿着冷却服进行个体防护。 6.10 煤壁注水

利用采准巷道进行煤壁注水(水温低于原始煤体温度5℃以上),以降低煤体温度。 7人工制冷降温技术

7.1 采掘工作面与机电硐室热状况的鉴定 7.1.1 鉴定位置

热状况鉴定的位置如下:

a) 掘进工作面鉴定位置,在工作面距迎头2m 处的风流中;

b) 长壁采煤工作面鉴定位置,在采煤工作面运输空间中央距回风道口15m 处的风流中; c) 机电硐室鉴定位置,在硐室回风巷道口的回风流中;

d) 温度计感温包(或测温元件)距人体、载热体或载冷体应大于0.5m 。 7.1.2 鉴定时间应在生产班(8时~10时或20时 ~22时)进行。

7.1.3 测试仪表,一般采用机械通风式干湿球温度计,最小分度为0.2,仪器至少每6个月校正一次。

7.2 风流冷却站位置

风流冷却站安设在采掘工作面和机电硐室的进风巷道中,具体位置如下: a) 距采煤工作面进风口为50 m ~100m ; b) 距掘进工作面迎头为50 m ~100m ; c) 在机电硐室的进风道口。 7.3 矿井需冷量

7.3.1 矿井需冷量按式(1)计算

s d j c x Q Q Q Q Q +++= (1)

式中:

Q x —矿井制冷降温所需要冷量,kW ; Q c —实施降温的采煤工作面总需冷量,kW ; Q j —实施降温的掘进工作面总需冷量,kW ; Q d —实施降温的机电硐室总需冷量,kW ;

Q s —矿井制冷降温系统总冷量损失,kW 。 7.3.2 采煤工作面需冷量

采煤工作面需冷量计算方法如下:

a) 按7.1.1的规定,取工作面出口的风流温度为标准值,本标准规定为28℃;

b) 以28℃为初始参数,进行逆向热力计算,计算出风流冷却站混合风流的参数,即温度(t c ),含湿量(x c )和焓值(i c );

c) 计算空气冷却器出口的风流参数:t x ,x x ,i x ;

d) 根据正向热力计算的结果,计算出空气冷却器的入风参数:t 1,x 1,i 1; e) 采煤工作面空气冷却器的产冷量可按式(2)计算:

)i i (M Q x 1BO c -= (2)

式中:

M BO —通过空气冷却器的风量,kg/s 。 7.3.3 掘进工作面需冷量

掘进工作面需冷量计算方法如下:

a) 按7.1.1的规定,取工作面迎头的风流温度为标准值,本标准规定为28℃;

b) 以28℃为初始参数,进行逆向热力计算,计算出空气冷却器后的风流参数:温度(t 2),含湿量(x 2),焓值(i 2);

c) 根据正向热力计算的结果,计算出空气冷却器的入风参数:t 1,x 1,i 1; d) 掘进工作面需冷量按式(3)计算:

)i i (M Q 21BO j -= (3)

7.3.4 机电设备硐室需冷量

机电设备硐室需冷量计算方法如下:

a) 按7.1.1的规定,取硐室出口风流温度为标准值(30℃);

b) 以30℃为初始条件,进行逆向热力计算,计算出硐室入风参数:温度(t 2),含湿量(x 2),焓值(i 2);

c) 计算空气冷却器入风参数:t 1,x 1,i 1; d) 机电设备硐室需冷量按式(4)计算:

)i i (M Q 21BO d -= (4)

7.3.5矿井制冷降温系统冷量损失

矿井降温系统冷量损失应低于20%。 7.3.6 矿井有效冷量和制冷设备配冷量 矿井有效冷量和制冷设备配冷量如下:

a) 矿井有效冷量等于用于冷却采掘工作面及机电设备硐室风流温度的所有空冷器产冷量之和;

b) 制冷设备配冷量按式(5)计算:

x 02Q .1Q = (5)

7.4 矿井降温系统类型 7.4.1 井下局部降温系统

7.4.1.1 采用冷风机组局部降温系统

该系统冷风机组分散设在井下,适用于井下具有充分的排热能力(或将冷凝热排到地面),可

排出制冷设备的全部冷凝热的矿井,煤矿井下用冷风机组应符合井下安全要求。

7.4.1.2 采用冷水机组局部降温系统

该系统冷水机组分散设在井下,适用于井下具有充分的排热能力(或将冷凝热排到地面),可排出制冷设备的全部冷凝热的矿井,煤矿井下用冷水机组应符合井下安全要求。

7.4.2 集中降温系统

7.4.2.1 井下集中(含井下分区集中)降温系统

该系统制冷站集中设在井下,适用于井下具有充分的排热能力(或将冷凝热排到地面),可排出制冷设备的全部冷凝热的矿井,煤矿井下用制冷空调设备应符合井下安全要求。

7.4.2.2 地面集中降温系统

制冷站集中设在地面,适用于矿井需冷量大,井下排热困难的矿井。但是由于地面系统具有设备使用寿命长,安全可靠等突出优点,在深部开采矿井降温中,可广泛使用。

7.4.2.3地面与井下联合降温系统

在地面和井下同时设置集中制冷站,适用于矿井需冷量特大,井下排热困难的矿井。该系统由于系统复杂,技术难度大,可在有条件的矿井使用。

7.4.2.4 建立集中降温系统的矿井的边远采区,由于集中供冷线路太长,仍然需要采用中小型设备进行局部降温。

7.5 矿用制冷设备的适用条件

矿用制冷设备的适用条件如下:

a) 设备的制冷量按7.3.6要求选用。

b) 制冷站制冷设备的台数,对于集中制冷站单台设备的制冷量不小于500kW,台数不少于2台,一般为3~4台,并有1台备用。

c) 煤矿井下用制冷设备的外形尺寸应符合井下的运输和安装空间要求,地面制冷站使用的设备,也应考虑减少占地面积。

d) 制冷设备的结构类型

(1) 按其制冷量来确定:

制冷量小于500kW选用活塞式制冷机组;制冷量不小于500kW选用螺杆式或离心式制冷机组;在有工业余热、瓦斯或高温地热水的矿区地面制冷站,可考虑选用溴化锂吸收式冷水机组。

(2) 按煤矿井下制冷方式来确定:

煤矿井下用冷风机组选用活塞式制冷机组;煤矿井下用冷水机组选用螺杆式或离心式制冷机组。

7.6 矿井制冷站技术条件

7.6.1 制冷站设计基础资料

制冷站设计应具有以下基础资料:

a) 制冷站负荷应根据矿井热力状态预测、矿井需冷量计算和制冷设备的选型资料来确定;

b) 矿井生产发展资料应有矿井基建期、投产初期、生产的中期和后期的矿井开拓、开采程序,生产系统布置和矿井通风系统资料;

c) 矿井地质构造和地温场随着生产发展的变化情况资料;

d) 水文水质资料应有矿井涌水量、水温、水质等资料,地面水源的温度与水质等;

e) 气象资料应有矿区地面大气的最高和最低温度、空调计算温度、最热月平均温度、大气压力、相对湿度、土壤冻结深度以及全年主导风向等,可由矿区当地气象站(台)查出;

f) 设备资料应有制冷机组及其辅助设备的主要性能、技术规格、外形和安装图、技术参数等。

7.6.2 制冷站位置

确定制冷站位置的基本原则:

a) 制冷站及系统的折合费用最低;

b) 系统能耗最小;

c) 土建及硐室工程量小;

d) 安装、维护和操作方便;

7.7 矿用制冷设备技术条件

7.7.1 矿用高低压换热装置技术条件

a) 矿用高低压换热装置类型如下:

(1) 壳管式高低压换热器;

(2) 水能回收装置;

(3) 多腔热压转换器。

b) 为了搬运和安装的方便,高低压换热装置应由多件单体组成。单体件的外形尺寸应由用户确定。

c) 高、低压载冷剂均应采用清水或符合国家相关规定的其他载冷剂。

d) 高压载冷剂的进口温度不应超过3.5℃, 低压载冷剂的出口温度不应超过5.5℃。

e) 矿用高低压换热装置装有安全阀,换热装置与管道连接处应安装弹性伸缩器。

7.7.2 冷水机组技术条件

冷水机组应具有如下技术条件:

a) 名义工况和使用工况

冷水机组名义工况和使用工况见表1。

表1 冷水机组的名义工况和使用工况

(1) 地面用冷水机组名义工况制冷量:1000kW~5000 kW;

(2) 煤矿井下用冷水机组名义工况制冷量:350kW~ 2000kW。

c) 优先选择性能系数(COP)高的制冷机组,见表2

表2 不同制冷机组性能系数(COP)

(1) 煤矿井下用冷水机组冷凝器(含有冷却器)水侧承压不小于4.0MPa,蒸发器水侧承压不小于2.5MPa;

(2) 煤矿井下用冷水机组冷凝器进水温度不大于40℃;

(3) 采用溴化锂吸收式冷水机组时,应符合GB50019标准有关规定。

7.7.3煤矿井下用冷风机组技术条件

煤矿井下用冷风机组应具有如下技术条件:

a) 机组应能在如下环境中长期正常运行

(1) 气象环境:气温为20℃~40℃,相对湿度为不小于85%,大气压力为不小于100kPa ; (2) 环境空气中具有可爆性气体和粉(煤)尘。 b) 名义工况

蒸发温度为+5℃,冷凝温度为不小于40℃。 c) 技术要求

(1) 煤矿井下用冷风机组进出风流温差为9℃~12℃; (2) 冷凝器水侧承压不小于2.5MPa ; (3) 冷凝器进水温度不大于40℃; d) 产品系列化标准

名义工况制冷量为:90 kW ,120 kW ,160 kW ,235kW ,290kW 等规格。 e) 机组外形尺寸

煤矿井下用冷风机组单机最大外形尺寸应适合于在采掘巷道中移动。 7.7.4 矿用空气冷却器技术条件

规定了强制流动的矿用水冷表面式空气冷却器(简称矿用空气冷却器)技术要求,适用于以水为介质的矿用空气冷却器。

a) 对空气冷却器的安设地点的要求同风流冷却站,即尽量靠近采掘工作面。 b) 技术要求

(1) 应具有足够的降温降湿能力,风流通过空气冷却器前后温差为9℃~12℃; (2) 水侧的工作压力不小于4.0MPa ,水侧阻力不大于0.08MPa ; (3) 通风阻力不大于1300Pa ;

(4) 应具有良好的防粉尘污染和清洗性能; (5) 结构紧凑,适合于在采掘巷道中移动; (6) 重量要轻,拆卸和运输方便; (7) 外表面应进行防腐蚀处理; c) 产品的系列化标准

名义工况产冷量为:90 kW ,120 kW ,150 kW ,180 kW ,235 kW ,300kW ,400kW 等规格。 7.7.5 井下排热技术条件 井下排热技术条件如下:

a) 排热负荷Q k

排热负荷应等于或大于冷凝器的冷凝热和油冷器的排热量之和,按式(6)确定:

0k 3Q .1Q (6)

式中:

Q k —制冷设备排热负荷,kW ; Q 0—制冷设备的名义工况制冷量,kW 。 b) 井下可供排热环境条件要求

(1) 井下涌水温度应低于冷凝温度4℃~5℃; (2) 井下回风温度应低于冷凝器进水温度2℃~3℃; (3) 由地面或含水层供水。 7.7.5.1利用井下涌水排热的技术条件

a) 利用井下涌水排热时,井下水必须经过净化处理,达到矿用制冷设备用水的水质标准。

b) 水量可按式(7)确定:

t

Q 86

.0V k

w ?≥……………………………………….(7) 式中:

V w —排出制冷设备全部冷凝热所需要的水量,m 3/h ; Q k —排热负荷,kW ;

Δt —冷却水通过冷凝器温升,Δt=4℃~10℃。 7.7.5.2 利用井下回风流排热的技术条件

a) 采用喷淋式水冷却器技术条件 所需风量按式(8)确定:

1

B 2B 2

w 1w w

B t t t t M M --≥ (8)

排热能力按式(9)确定:

)i i (M Q 12B k -=或)

(2w 1w w w k t t c M Q -≥…………..…….(9) 式中:

t w1,t w2—分别为喷淋室进、出水温,℃; t B1,t B2—喷淋室进、出风流温度,℃; M B ,M w —通过喷淋室风量和水量,kg/s ; i 1,i 2—喷淋室进、出风流的焓,kJ/kg ; Q k —喷淋室排热负荷,kW 。 b) 表面蒸发式水冷却器技术条件 传热面积按式(10)确定:

m

k k

t k Q F ?=

(10)

式中:

F —表面蒸发式水冷却器的传热面积,m 2; k k —传热系数,W/(m 2·℃); Δt m —对数平均温差,℃; Q k —水冷却器的热负荷,W 。 7.7.5.3 地面或含水层供水排热系统

a) 冷却水应循环使用。

b) 冷却水温度,应按下列要求确定: (1) 冷却水进口温度≤32℃。

(2) 冷却水进口最低温度:压缩式冷水机组不宜低于15.5℃,溴化锂吸收式冷水机组不宜低于24℃。

(3) 冷却水进出口温差:压缩式冷水机组为4℃~5℃,吸收式冷水机组为5℃~7℃。 c) 冷却水水质应符合GB50050之规定,并应采取下列措施: (1) 水泵或冷水机组的入口管道上应设置过滤器或除污器。

(2) 当一般开式冷却水系统不能满足制冷设备的水质要求时,宜采用闭式冷却塔或设置中间换热器。

d) 多台制冷机组和冷却水泵之间通过共用集管连接时,每台制冷机组入口或出口管道上宜设阀门。

e) 地面冷却塔的选用和设置,应符合下列要求:

(1) 冷却塔的出口水温、进出口水温差和循环水量,在夏季空调室外计算湿球温度条件下,应满足冷水机组的要求。

(2) 室外计算温度在0℃以下的地区,冬季运行的冷却塔应采取防冻措施。 (3) 冷却塔材料应符合防火要求。

(4) 冷却塔的噪声标准,应符合GB50019有关要求。 7.8 矿井降温系统供水技术 7.8.1 供水管径

管径按式(11)计算

v

V

0188

.0D x =………………..…………………….(11) 式中:

D x —供水管径,mm ; V —管路内水流量,m 3/h ; v —经济流速,m/s 。 7.8.2 水泵选用

7.8.2.1 水泵流量按式(12)计算

w V )2.1~1.1(V = (12)

式中:

V —水泵流量,m 3/h ;

V w —冷水或冷却水实际需要水量,由矿用空冷器供冷和制冷设备排热的实际需要确定。 7.8.2.2 水泵扬程按式(13)计算

)H H 1H .1(2.1H sh f ?++= (13)

式中:

H —水泵扬程,m ; H f —直管段摩檫阻力,m ;

H sh —换热设备(蒸发器、冷凝器、空冷器及高低压换热器等)阻力,m ; ΔH —水泵出水口与最高供水点之间的高差,m 。 7.8.3 供水系统类型 7.8.3.1 冷却水系统类型

分为直流式(一次性供水)、循环式、混合式(需补充部分新水)三种类型。 7.8.3.2 冷水系统类型

分为地面、井下、地面与井下联合系统三种类型。 7.8.4 供水系统稳定性指标

7.8.4.1 水力系统的稳定性指标按式(14)计算:

max

x 1y =

(14)

式中:

x max —系统工况变动后,空冷器可能出现的最大失调度,其值按式(15)计算:

BO

max

max V V x =

………………………..…………………(15) 式中:

V max —通过空冷器冷水最大可能流量,m 3/h ; V BO —空冷器需要冷水流量,m 3/h 。 7.8.4.2 水力系统的稳定性指标评价

y 值越小系统的稳定性越差;当y=1时,系统稳定性最好。

系统在实际运行中,0

7.8.4.3 系统稳定工作必要条件

系统稳定工作必要条件应满足式(16):

p ij H H 0≤≤ (16)

式中:

H ij —在j 周期管道中第i 个断面上压力,MPa ; H p —设计工作压力,MPa 。 7.9 矿用保冷管道技术条件 7.9.1 地面保冷管道

地面保冷管道应符合GB50019有关规定。 7.9.2 井下保冷管道 7.9.2.1 环境要求

井下保冷管道应满足如下要求:

a) 环境潮湿,空气相对湿度一般为85%~100%,并有淋水; b) 空气温度一般为20℃~40℃; c) 空间狭窄,不宜搬运。 7.9.2.2 结构要求

井下保冷管道应满足如下要求:

a) 内管表面应进行防锈处理,或选用具有防腐、防锈性能材料管道作为内管; b) 保冷(温)层应有良好的保冷和防潮性能;

c) 保护层应有一定的强度,以保护保冷层不受破坏;同时还要有良好的防潮、防水性能,以避免水气进入保冷层,并对其外表面进行防腐蚀处理,保护层的外表面不得产生凝结水;

d) 管道与设备及仪表的连接部分、管接头、管件等要进行保温处理。 7.9.2.3 矿用保冷材料要求

保冷材料应符合GB/T15586要求,在矿井环境条件下应满足: a) 导热系数不大于0.04W/(m?℃); b) 吸水性不大于0.2kg/m 2;

c) 抗静电、阻燃、无刺激、无毒、耐腐蚀; d) 价格低廉、施工方便、便于维护。 7.9.2.4 保冷层厚度计算方法

(1) 不考虑管壁热阻时:

)t t t t (2D D ln

D 0

B w

0n u 233--αλ= ……………...………………..(17) (2) 考虑管壁热阻时:

]D D ln D 2t t t t [2D D ln

D 1

22f n 0B w 0n u 233λα---αλ= ……………..…….(18) (3) 保冷层厚度按式(19)计算:

)D D (2

1

23u -=

δ ………………..………………..(19) 式中:

D 1—管道内径,m ; D 2—内管外径,m ; D 3—保冷层外径,m ;

t 0—保冷管道的外表面温度(其值应大于环境空气的露点温度),℃; t w —管内冷水的平均温度,℃; t B —巷道中风流的平均温度,℃; λu —保冷材料的导热系数,W/(m?℃); αn —保冷管道外表面的放热系数,W/(m 2·℃); λf —管道壁的导热系数,W/(m?℃)。 7.10 矿井降温系统评价 7.10.1 能耗评价

7.10.1.1 制冷设备制冷系数按式(20)计算

e

xa N Q =

ε………………...………………………(20) 式中:

εxa —制冷设备制冷系数; Q 0—表示制冷机组制冷量,kW ; N e —表示制冷压缩机轴功率,kW 。 7.10.1.2 系统制冷系数按式(21)计算

)N N N /()Q Q Q Q (4

n 1

Br 5n 1

p 1n 1

xai 6n 1

Br 3n 1

pj 2n 1

Tj 1n 1

xi c ∑∑∑∑∑∑∑++---=ε (21)

式中:

∑2

n 1

xi

Q

—同时运转制冷机组总制冷量,kW ; ∑2

n 1

Tj

Q

—冷水池和供冷管道总冷量损失,kW ; ∑3

n 1

pj

Q

—冷水通过水泵冷量损失,kW ;

∑6

n 1

Br

Q

—空冷器配用的局部通风机对风流加热量,kW ;

∑1n 1

xai

N —同时运转的制冷机总的动力消耗,kW ;

∑5

n 1p

N

—同时运转的水泵总动力耗,kW ;

∑4

n 1

Br

N

—空冷器和冷却塔配用局部通风机总功率,kW 。

7.10.1.3 系统总效率按式(22)计算

xa

c

CT εε=

η…………………………..………………(22) 式中:

ηCT —系统总效率。 7.10.2 经济评价

采用折合费用评价矿井降温系统经济效果,按式(23)表示:

K E Z H ?+=∏ (23)

式中: П—折合费用;

Z —矿井降温系统年运行管理费用,元/月; K —矿井降温系统的基本建设投资,元; E H —标准经济效率系数,1/月;

np M z z a E c c c k c c Z ++++= (24)

g o c k k k K ++= (25)

式中:

c E —降温系统中所有动力设备的用电费,元/月; c a —降温系统提取的总折旧费,元/月; k z —附加工资系数;

c z —服务于系统的工作人员的工资,元/月; c M —附加材料费,元/月;

c np —其它费用,包括维修和服务费,设计时可采用总费用的6%; k c —用于降温工程的材料、仪器及测试装置等费用,元/月; k 0—设备及其安装费,元/月; k g —机房、硐室及巷道工程费,元/月。 7.11 矿井降温系统的测试 7.11.1 测试的内容与参数 7.11.1.1 制冷机组测试

制冷机组测试的参数如下:

a) 制冷剂循环系统测试:制冷压缩机的吸排气温度及压力;冷凝压力与温度;蒸发压力与温度;油压、油温与油位;

b) 冷水系统测试:蒸发器的进、出口冷水温度及水压差,冷水量; c) 冷却水系统测试:冷凝器的进、出口水温及水压差,冷却水量;

d) 油冷却系统测试:油冷器的进、出口水温、冷却水量;

e) 风流系统测试(冷风机组):蒸发器的进、出口风流温度及通风阻力损失,通过蒸发器的风量;

f) 电机电控系统测试:主电机及油泵电机的电压、电流、功率等。

7.11.1.2 制冷站的环境测试

测试制冷站内的空气温度、气压、湿度及井下制冷站风量。

7.11.1.3 矿用空气冷却器的性能测试

矿用空气冷却期性能测试的参数如下:

a) 冷水系统测试:进/出口水温、压力及流量;

b) 风流系统测试:进口风流干球/湿球温度、出口风流干球/湿球温度、气压、风量及通风阻力。

7.11.1.4 风流冷却系统测试

风流冷却系统测试的内容与参数如下:

a) 系统测点的确定:矿用空气冷却器(或冷风机组)的出口(采煤工作面空冷器);风流的分(合)点;巷道断面的变异点;

b) 测试参数:干球/湿球温度、风量、大气压力及通风阻力。

7.11.1.5 冷水系统测试

冷水系统测试的内容与参数如下:

a) 系统测点的确定:蒸发器进、出口;空冷器进、出口;管道的分(合)点;变异点(异径管的连接处);

b) 测试参数:水温、水压及水量。

7.11.1.6 冷却水系统测试

冷却水系统测试的内容与参数如下:

a) 测试点的确定:冷凝器的进、出口;水冷却器(或冷却塔)的进、出口;管道的分(合)处;异径管的连接处;

b) 测试参数:水温、水压及水量。

7.11.1.7 掘进工作面降温效果测试

测试掘进工作面的降温、降湿、降焓效果以及风筒的保冷性能,测点位置见图1。

图1掘进工作面降温效果测试

7.11.1.8 采煤工作面降温效果测试

测试风流通过采煤工作面热力状态变化情况,分析降温、降湿和降焓效果,测点位置见图2。

图2采煤工作面降温效果测试

7.11.2 测试结果处理

测试完成后,应编制矿井降温系统测试及评价报告,测试及评价报告主要内容应包括:

a) 测试矿井名称、测试时间、测试人员;

b) 测试目的和要求;

c) 当时矿井通风和生产情况;

d) 列出矿井降温系统基础资料;

e) 矿井降温系统各项参数测试及测试结果分析;

f) 提出矿井降温系统测试及评价报告。

矿井降温-高低压转换技术

矿井地面集中制冷降温系统核心装备—— 自动高低压转换装置PES介绍 一、概述 矿井地面集中制冷降温系统的特点是排热和制冷都位于地面,电气设备无需防爆,尤其对于有电站余热可供利用的矿井,利用电站余热制冷,从而降低制冷机组的运行费用,具有显著的经济优势。 图1 矿井地面集中制冷降温系统工艺流程图 我院相关技术已经取得了国家发明专利,专利号:ZL201210106510.8,该技术处于国内领先水平。

二、PES技术特点 PES与传统的高低压换热器相比较,特点如下: (1)温度跃升低,低温侧温度跃升一般不高于1℃,高温侧温度跃升低于2℃,而高低压换热器的温度跃迁为4~8℃,PES节能效果良好; (2)阻力较小,降低了泵的运行功耗; (3)进入末端空冷器的冷水温度更低,提高了空冷器的换热效果,节约了更多的冷水量,降低制冷站负荷和系统的运行费用; (4)无需采用乙二醇水溶液的作为载冷剂,而直接采用水做载冷剂。水作为载冷剂,更安全环保、运行维护费用更低; (5)高低压侧的冷冻水流量相等。PES的高压侧水经过降压之后,直接供给空冷器使用,高压侧和低压侧冷冻水流量相等,更加高效。 三、产品构成与性能参数 PES主要由装置本体、液压单元和电控单元构成。PES主要由装置本体由机

械部件和保护装置构成;液压单元和电控单元实现装置的集中控制和智能化运行。 主要性能如下: 1、承压高,承受压力可达16MPa; 2、负荷范围大,制冷负荷容量范围1000kW~30MW; 3、可靠性高,系统智能化程度高,保护齐全,安全可靠; 4、长度:15m~45m(根据制冷量的变化而变化)、宽度:1.8m、高度:3m; 5、腔体单管长度4.5m,内径:450mm~600m。 空间占用灵活,可根据矿井硐室特点,采取合理的布置样式,针对性定制尺寸。 PES效率高,系统保证服务周期内效率不变;维修方便,每年只需对液压站系统中液压油进行更换,并在达到阀门服务年限更换阀门即可。

矿井降温一般措施

荥经县红康煤业有限责任公司矿井降温的一般技术措施 编号:措施 [ 2013 ] 08号 名称:矿井降温的一般技术措施 编制人:李群林 总工程师:李群林 矿长:方舒平 批准日期:二0 年月日 执行日期:二0 年月日

会审表 一、存在主要问题 二、处理意见

贯彻学习情况记录

矿井降温的一般技术措施 荥经县红康煤业有限责任公司矿区属亚热带大陆性温湿季风气候,具有气候温暖潮湿、四季分明、冬季多雾、夏季炎热、雨量充沛、雨热同季的特点。有暴雨、阴雨、大风、冰雹等自然灾害天气出现。年平均气温15℃,最高气温34.7℃,最低气温-3.7℃。一月均温5.5℃,七月均温27.8℃;年平均降水量为1250mm,降水多集中(雨季)在6~9月,占全年降水量的70%。多年平均日照1424.6小时左右,绝对最大湿度在20毫巴左右,平均相对湿度80%,平均无霜期294天,11月至次年3月有降雪,沿山岭一带积雪达50~100mm。风向主要是西北及东南风,风速达15.5m/s, 最大风力7级。 我矿区内地温正常,无热害影响,我矿不安热害矿井管理,只制定相应措施预防。当矿井气候值超过标准而出现热害时,就必须采取降温措施加以改善。矿井降温的一般技术措施是指除了矿井空调技术外,其他各种用于调节和改善矿井气候条件的措施。它主要包括:通风降温、隔热疏导、个体防护等,本节仅介绍其中几种主要措施。 一、通风降温 加强通风是矿井降温的主要技术途径。通风降温的主要措施就是加大矿井风量和选择合理的矿井通风系统。

1.加大风量 实践证明,在一定的条件下(如原风量较小),增加风量是高温矿井最经济的降温手段之一。加大风量不仅可以排出热量、降低风温,而且还可以有效地改善人体的散热条件,增加人体舒适感。所以在高温矿井采用通风降温是矿井降温的基本措施之一。 但增风降温并不总是有效的。当风量增加到一定程度时,增风降温的效果就会减弱。同时增风降温还受到井巷断面和通风机能力等各种因素的制约,有一定的应用范围。 2.选择合理的矿井通风系统 从降温角度出发,确定矿井通风系统时,一般应考虑下列原则:(1)尽可能减少进风路线的长度 在井巷热环境条件和风量不变的情况下,井巷进风的温升是随其流程加长而增大,风路越长,风流沿途吸热量越大,温升也越大。所以,在高温矿井应尽量缩短进风路线的长度。同时在进行开拓系统设计时,要注意与通风系统相结合,避免进风巷布置在高温岩层中和不必要地加长进风路线的长度,以增加其温升。 (2)尽量避免煤流与风流反向运行 在选择采区通风系统时,尽量采用轨道上山进风方案,避免因煤流与风流方向相反,将煤炭在运输过程中的散热和设备散热带进工作面。根据原西德的经验采用轨道上山(平巷)进风与运输上山(平巷)进风相比,回采工作面进风流的同感温度可降低4~5℃。 (3)回采工作面采用下行风

矿井降温技术研究现状

矿井降温技术研究现状 矿井的高温热害防治问题是一个世界性的难题。为了提供可接受的矿井工作热环境条件,机械制冷降温已经成为矿井热害治理的必须手段。目前已经进入到实际工程应用过程并且技术比较成熟的主要有三种模式:风冷系统、水冷系统与冰冷系统。 1国外研究现状 国外一些国家应用矿井空调技术已有700多年的历史。英国是世界上最早在井下实施空调技术的国家。早在1923年英国彭德尔顿煤矿就在采区安设制冷剂冷却采煤工作面的风流,巴西的莫罗维罗矿及南非的鲁宾逊深井也早在30年代就采用了集中冷却井筒入风风流的方法降温。60年代南非便开始了大型的矿井降温工作,矿井空调系统也逐渐大型化和集中化。 德国是世界上煤矿采深最大的国家。1985年德国煤矿平均采深已达900m,最深的依本伦矿已达1530m,矿井原始岩温最高达60℃。1990年德国产商品煤约7000多万吨,矿井降温总制冷能力约285MW,其中有180台平均制冷能力达到1200kW的冷水机组、280台平均制冷能力为260kW的冷水机组。使用的空冷器约600台。煤矿集中制冷能力超过3.7MW的有

18个,制冷能力合计为126.9MW。其中采用井下集中制冷系统有8个,制冷能力计48MW;采用地面集中制冷系统的有6个,制冷能力计53.4MW;采用井上下联合制冷系统的有4个,制冷能力计25.5MW。2006年德国井工煤矿仅剩下三个矿区,分别是鲁尔(Ruhr)区、萨尔(Saar)区和依本比仁(Ibbenbueren)区。全德国共8对矿井,矿井开采深度都在800~1000m以上。现有的8对矿井全部采用机械制冷降温系统。均采用地面集中式或井下集中式或混合式布置冷水机组,井下局部可移动式制冷系统仅作为上述系统的补充。 东欧国家以前苏联和波兰为代表,矿井高温问题也相当严重。前苏联从化70年代开始采用大规模的矿井空调降温系统,矿井采深达1200m,岩温高达40~50℃,井下单机制冷能力最大达1.5MW,地面达4.2MW。波兰煤矿平均深度为575m,岩温为30~43.5℃。1983年波兰首次在井下安装了一套局部空调装置,制冷量为0.25MW,此后,波兰的矿井空调技术发展很快。 世界上的矿井空调规模最大的当属南非金矿,全国矿井全部采用矿井空调。南非对矿井空调新技术的研究十分重视,1985年11月南非首次在世界上采用

矿井热源分析及降温措施

矿井热源分析及降温措施 朱春阳徐明 (永煤股份新桥煤矿安检科河南永城 476600) 摘要:随着矿井采深的不断增加,地热的危害越来越严重,因此,解决矿井的热害将成为未来矿井井工开采安全的一个主要研究方向。 关键词:热源分析降温措施 1、引言 深部开采是未来发展的必然趋势。率先进入深部开采是金属矿山,早在本世纪初,南非金矿的开采深度就己超过2000m。据不完全统计,国外开采超过千米的金属矿山有80多座,其中南非就有40多座矿井开采深度超过1000m,其中一半多已达2000~3000m。 随着煤炭工业的发展,地壳浅部煤炭资源不断枯竭,矿井开采深度逐年增加。据有关资料:我国预测煤炭总储量的70%以上埋藏在600m以下,煤炭资源从浅部开始,随着煤炭的采出,开采煤层的埋藏深度必然要增加,开采规模的扩大和机械化水平的提高又加速了生产矿井向深部发展,我国生产矿井1980年的平均深度为288m,而1995年的平均深度为428m,相当于每年以10-12m的速度向深部发展。而东部矿井正以每10年100~250m的速度发展,预计在未来20年很多煤矿将进入到1000~1500m的深度。因此,煤矿深部开采是大多数主要采煤国家目前和将来要面临的问题。 随着矿井开采逐渐向深部发展,地热的危害越来越明显。热害将严重威胁煤矿安全生产。因此,降温工作必须得到重视。 2、矿井热源分析 2.1地面大气温度 地面气温直接决定着矿井井下气温,对于浅井影响则更为明显。 2.2空气压缩 当空气沿井筒向下流动时,由于井筒加深,空气受压缩,使气温升高。 2.3岩石温度 地面以下岩层温度的变化可分为三带:变温带、恒温带、增温带。 恒温带以下岩石的温度随深度而增加(地温梯度约为2.5~3.5℃ /100m)。当岩体温度高于进入井内空气的温度时,岩体内部的热量就会传递到巷道壁,再由岩壁散发到空气中,使空气加热而升温。 2.4氧化物的热量 氧化反应一般都是放热反应,因此氧化反应一般都伴随有热量的产生,在井下主要有以下几种氧化反应产生较大的热量:

矿井降温技术规范

矿井降温技术规范 1 范围 本标准规定了矿井热害防治技术的定义和术语、技术条件、适用范围、技术要求、降温系统测试及评价方法。 本标准适用于煤矿地下开采的矿井,包括生产、新建和改、扩建矿井。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注明日期的引用文件,其随后所有的修改件(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究后确定,是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。 GB/T 15586设备及管道保冷设计导则 GB 50016 建筑设计防火规范 GB 50019 采暖通风与空气调节设计规范 GB 50050工业循环冷却水处理设计规范 GB 50155 采暖通风与空气调节术语标准 GB 50215 煤炭工业矿井设计规范 3 术语和定义 GB 50155及AQ/T 1067中确立的术语和定义以及下列术语和定义适用于本标准。 3.1 矿井热害mine victims 煤矿井下作业环境的空气温度超过国家规定的卫生和安全标准,从而对人体健康、生产和安全造成危害。 3.2 矿井热害防治control of mine victims 通过采用各种技术措施进行矿井热害的预防和治理,称之为矿井热害防治,又称矿井空气调节、矿井热害控制或矿井降温。 3.3 矿用降温设备mine air conditioning equipment 符合矿井特殊环境和安全要求的、为实现热害防治目的所需要的各种设备的统称。 3.4 矿井制冷降温mine cooling 采用人工制冷措施降低井下作业环境的空气温度。 3.5 矿井制冷降温系统mine cooling system 为达到冷却煤矿井下风流之目的,由制冷、输冷、传冷和排热四个基本环节构成的系统。 3.6 地温场geothermal field 地层中的温度分布。 3.7 地温异常区temperature anomalies

WAT-矿井降温样本

德国WAT热交换技术有限公司 您在矿山和隧道降温领域的忠实合作伙伴
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德国WAT热交换技术有限公司
公司简介
? 公司成立时间: 1977 ? 从事煤矿井下和隧道降温设备的设计和生产制造
WAT 热交换技术有限公司 WAT 公司30多年来专业致力于煤矿等各种矿山、深井降温设备 的生产制造。公司发展至今先后向德国、捷克、波兰、俄罗 斯、乌克兰、瑞士、中国等国的矿山提供了大量降温系统设备。 通过多年来对矿井降温技术的专业研发,WAT公司熟知矿山所 遇到的各种热害问题,并能够提供解决问题的方案。现这些解决方案 在很大程度上已成为德国矿山降温技术的专业标准和经典范例。 WAT公司取得的多项技术专利反应了其在研发方面的成功。 WAT公司多年来非常注重与德国矿山企业在科研方面的合作,从而 一直保持在此领域的较高的技术水平。 WAT公司的供货范围包括井下降温系统的全套装置。由于WAT 公司持续的研发工作,使得最新的科研成果总能及时的被应用于自身 的产品之中。从而WAT公司可以为客户根据实际情况提供各种具有 最新技术的产品组合。WAT公司的产品在欧洲市场有着极高 的市场占有率。 值得一提的是,WAT公司最重要的研发成果之一是对传统意上 的空冷器和局部降温设备进行优化。这些传统冷却设备部件的形状不 再是四方形,而是根据风管结构设计的圆形或椭圆形。这一技术革新 使得空冷器和局部降温设备具有了非常好的热传导性。
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浅谈矿井降温技术

浅谈矿井降温技术 摘要:本文根据我国高温矿井的热害现状以及危害,提出解决的一般措施和方法,重点阐述人工机械制冷降温的分类,并具体分析了各种降温方式的优缺点和适用范围,从国家节能减排角度,提出矿井地温热能综合利用的前景。 关键词:矿井降温分类优缺点热能利用 一、我国煤矿热害现状及危害性 随着我国煤炭资源开采范围的扩大和开采强度的增加,井工煤矿开采深度不断增加,除内蒙古、新疆以及山西部分地区等近年来新开发的煤炭基地外,许多矿区逐步进入深井开采。据有关统计资料,80年我国煤矿平均开采深度为288m,到90年代已达428m,到2010年采深超过1000m的矿井己有数几十对。因开采深度增加引起的煤矿热害愈来愈引起政府和企业的重视。 高温的工作环境会使人感到不舒适,从而降低劳动生产率。另外,高温高湿环境,造成井下机械设备、电气设备事故率增加,影响安全生产和正常工作效率。2005年以来我国一些生产矿井,由于工作面出现高温问题,使掘进进尺和回采产量减少,以致不能按期完成工作任务,甚至个别工作面出现人员出现中暑昏倒现象。 根据《煤矿安全规程》规定,“生产矿井采掘工作面空气温度不得超过26℃,机电设备硐室的空气温度不得超过30℃;当空气温度超过时,必须缩短超温地点工作人员的工作时间,并给予高温保健待遇。”,“采掘工作面的空气温度超过30℃、机电设备硐室的空气

温度超过34℃时,必须停止作业。”,“新建、改扩建矿井设计时,必须进行矿井风温预测计算,超温地点必须有制冷降温设计,配齐降温设施。 研究矿井降温技术、研发高效节能降温设备,治理矿井热害,保障广大煤矿职工的身心健康,是我国煤炭工业持续健康发展过程中亟待解决的问题之一,也是煤矿管理人员、煤炭科研工作人员贯彻以人为本的思想,以实际行动全面落实科学发展观的重要工作之一。 二、产生矿井热害的原因及控制措施 根据调查的情况,引发矿井热害和采掘工作面温度较高的主要原因有以下几个方面: (1)受地球内部结构的影响,围岩存在一定的岩温梯度,因而随着开采深度增加,围岩散热不断增加,矿井空气温度上升而导致矿井热害。 (2)由于井下出现热水,热水污染矿井空气,造成矿井的热害。(3)风流自压缩热所引起的温升,矿井采深越大,自压缩热越大。(4)矿井机械化程度提高,大功率采掘机械装备及机电设备运转所放出的热量。 (5)地表大气传热的影响。 降低矿井温度可以采取的措施可以分为两大类,一是非人工冷却井下风流,二是人工机械空调冷却。具体来讲可分为以下几种:1、增加风量

矿井降温一般技术措施方案

整体解决方案系列 矿井降温一般技术措施(标准、完整、实用、可修改)

编号:FS-QG-41197矿井降温一般技术措施 General technical measures for cooling mines 说明:为明确各负责人职责,充分调用工作积极性,使人员队伍与目标管理科学化、制度化、规范化,特此制定 当矿井气候值超过标准而出现热害时,就必须采取降温措施加以改善。矿井降温的一般技术措施是指除了矿井空调技术外,其他各种用于调节和改善矿井气候条件的措施。它主要包括:通风降温、隔热疏导、个体防护等,本节仅介绍其中几种主要措施。 一、通风降温 加强通风是矿井降温的主要技术途径。通风降温的主要措施就是加大矿井风量和选择合理的矿井通风系统。 1.加大风量 实践证明,在一定的条件下(如原风量较小),增加风量是高温矿井最经济的降温手段之一。加大风量不仅可以排出热量、降低风温,而且还可以有效地改善人体的散热条件,增加人体舒适感。所以在高温矿井采用通风降温是矿井降温

的基本措施之一。 但增风降温并不总是有效的。当风量增加到一定程度时,增风降温的效果就会减弱。同时增风降温还受到井巷断面和通风机能力等各种因素的制约,有一定的应用范围。 2.选择合理的矿井通风系统 从降温角度出发,确定矿井通风系统时,一般应考虑下列原则: (1)尽可能减少进风路线的长度 在井巷热环境条件和风量不变的情况下,井巷进风的温升是随其流程加长而增大,风路越长,风流沿途吸热量越大,温升也越大。所以,在高温矿井应尽量缩短进风路线的长度。同时在进行开拓系统设计时,要注意与通风系统相结合,避免进风巷布置在高温岩层中和不必要地加长进风路线的长度,以增加其温升。 (2)尽量避免煤流与风流反向运行 在选择采区通风系统时,尽量采用轨道上山进风方案,避免因煤流与风流方向相反,将煤炭在运输过程中的散热和设备散热带进工作面。根据原西德的经验采用轨道上山(平

关于中国煤矿火灾防治现状研究文献综述

关于中国煤矿火灾防治现状研究文献综述 摘要:煤炭工业是国民经济和社会发展的基础产业,煤炭工业的可持续发展直接关系着建设全面小康社会目标的实现和国家能源安全。我国煤矿安全生产危险源多、灾害严重的形势非常严峻,尤以火灾为甚。每年自燃形成的火灾近400次,煤自燃氧化形成火灾隐患近4000次,仅我国北方煤田累计已烧毁煤炭达42亿吨以上。煤矿火灾防治及其继发性灾害的防控技术,对煤矿的安全生产具有非常重要的意义。本文简述了我国煤矿矿井火灾防治现状,研究和总结煤层自燃机理和矿井内因引起的火灾预防治理技术,分析了常用的防灭火技术及其优缺点,并介绍了一些新型防、灭火材料。 关键词:煤炭自燃;防灭火技术;防灭火材料 正文: 一、煤炭自燃规律及其机理 我国煤矿中有56 %的矿井存在煤层自燃发火危险。近20年来,随着我国采煤新技术的试验和推广,煤炭的产量和效益大幅度提高。但开采强度大,端头支架处顶煤放出率低(有的不放)采空区遗煤量较多,使得煤层自然发火几率增高,矿井自燃火灾事故增多。目前,煤炭自燃已成为制约我国煤炭工业高产高效的主要灾害之一。 1.煤自燃规律 煤矿火灾主要是煤自然发火,由于空气渗漏进入松散煤体,空气中的氧与煤分子表面的活性结构接触,发生物理吸附、化学吸附及化学反应,同时放出热量,在一定的蓄热环境下,煤体不断地氧化、放热、升温,当煤温超过临界温度后,煤体继续升温,达到煤的着火点温度,最终导致煤体燃烧。[1]

在煤矿里,自燃火灾主要是指煤炭在一定条件和环境下自身发生物理化学变化(吸氧、氧化、发热) ,聚集热量导致着火而形成的火灾。自燃火灾大多发生在采空区、遗留的煤柱、破裂的煤壁。煤巷的高冒以及浮煤堆积的地点。 2.煤的自燃机理 关于煤的自燃问题,长期以来,一般都认为煤中黄铁矿的存在是自燃的原因,由于黄铁矿氧化成为三氧化二铁及三氧化硫时能放出热量,在有水分参加的情况下,可以形成硫酸,它是很强的氧化剂,更加速煤的氧化,促进煤的自燃。 需要指出,有的含有黄铁矿的煤,虽然经过长斯放置,并不一定发生自燃,而不含或少含黄铁矿的煤也有自燃现象。因此,煤的自燃并非完全因含有黄铁矿而引起。其主要原因是由于吸收了空气中的氧气,使煤的组成物质氧化产生热量,再被水湿润,就放出更多的湿润热,也会加速煤的自燃。此外,煤的自燃还与煤本身的性质有关。如煤的品级;煤的显微组分、水分、矿物质、节理和裂隙;煤层埋藏深度和煤层厚度;开采方法和通风方式等。煤的自燃从本质上来说是煤的氧化过程。 3.矿井火灾发生的“三要素” 矿井火灾发生必须具备的三个条件是:一是要有可燃物;二是要有一定的温度和足够热量的引火热源;三是要有一定量的氧浓度空气。俗称火灾三要素,才能构成火灾。其相互关系如下图所示。[2]

深井降温技术

国内外矿井降温技术的现状分析 摘要:矿井降温技术时早就兴起的项目,但是降温技术也是在逐步完善中的,本文介绍了各种矿井降温技术以及分析了优缺点,为技术人员做一个参考。 关键词:降温制冷技术应用 0 引言 防治矿井热害技术自20世纪20年代即已兴起,至今已有80余年的历史;但是,迅速发展并广泛应用是在20世纪70年代以后。我国开展降温技术研究也近50年,目前国内外矿井降温技术,可分为非机械制冷降温技术,机械制冷降温技术,机械制冰降温技术和空气压缩式制冷技术。 1 非机械制冷降温技术 从矿井开拓部署到工作面生产的每个环节都可能对矿井风流的温度产生或多或少的影响,归纳起来可分为如下几个方面:①矿井开拓部署和采区巷道布置;②采矿方法及顶板管理方式;③增加通风量。前苏联乌克兰科学院院士谢尔班AH,日本工学博士平松良雄和前西德埃森矿山研究院的福斯教授提出的矿内风流温度预测模型,能够比较明显地体现增加巷道通风量,巷道风温下降的趋势,从理论上证明了增加风量具有降温作用。大量的现场实验也说明增加风量具有较好的降温作用,最经济的通风量为巷道长度的0.56~0.84倍。兖矿集团东滩煤矿研究表明原岩温度每增加1℃,工作面气温约增加0.5~0.6℃”;“当生产水平岩温为34.8℃时,风量在1000~1400m3/min

降温效果较为明显,当综采工作面的风量增加到1600m3/min后,可计算出采煤工作面的风温仍在30℃左右”;再增加风量也不会使工作面风温降到我国《煤矿安全规程》规定的26℃; 2 机械制冷降温技术 从20世纪70年代,人工制冷降温技术开始迅速发展,使用越来越广泛、越来越成熟。德国、南非、印度、波兰、俄罗斯和澳大利亚等国家多采用该项技术,该种降温技术已经成为矿井降温的主要手段。包括:蒸气压缩式循环制冷空调,主要是以氟里昂和氨为制冷剂的冷水机组,主要是制取冷水;以热电站为热源的溴化锂制冷、串联压缩式制冷机组或氨吸收式制冷机组制取冷水;第2类:空气制冷空调,又有涡轮式空气制冷、变容式空气制冷、涡流管式空气制冷和压气引射器制冷等形式;第3类:冰冷却空调系统 2.1 机械制取冷水降温空调矿井机械制冷降温空调系统由制冷机、空冷器、冷媒管道、高低压换热器、水泵及冷却塔组成。分为制冷、排热、输冷、散冷四大系统组成,目前国外的绝大部分矿井空调属于此类。机械制取冷水空调(蒸气压缩式循环制冷空调、热电站为热源的吸收式制冷机组)利用制冷机制备的冷冻水作为供冷媒质,通过空冷器冷却风流,从而向采掘工作面供冷,这两种空调系统根据制冷站的安装位置、冷却矿内风流的地点、载冷剂的循环方式等,可分为井下集中空调系统、地面集中空调系统、井上下联合空调系统和井下分散局部空调系统四类。矿井降温技术主要有:井下集中式、地面集中式、井下地面联合集中式、分散式。德国和我国实践表明:负荷小于2MW

浅谈深井开采中的深井降温

浅谈矿山深井降温技术发展趋势 摘要:深井开采矿山随着开采深度的不断加深单凭自然通风降温有时已经不能满足通风降温的需要,为此各种各样的降温方法,非制冷降温、人工制冷水降温、制冰降温、空气压缩制冷降温技术等等均被尝试,甚至为此工人们把常规的空调技术发展应用到深井开采当中而出现了矿井空调系统,对于各种深井降温方法有一个简介与应用。 关键词:深井开采;人工制冷;矿井降温 概述 岩层离地表越深,温度越高;矿山开采深度增大,岩温也随之增高,这是众所周知的现象。岩温是深井矿山作业面气温升高、工作面作业条件恶化的主要原因之一。温度在深井开采时的重要性,与它和人体所适应的温度有关。人是通过皮肤散发热量来维持平衡,故必须保证通风风流的温度要低于标准要求的28 ℃(新标准为26 ℃)高于28 ℃就应采取某种形式的降温措施。一般认为,当矿井内工作面的空气干球温度超过30 ℃,就称为高温工作面,矿井内出现终年持续的高温工作面并影响到采掘的正常进行,就认为出现了矿井热害。人在湿热的空气中作业时间较长,人体大量出汗,大量氯化钠、水溶性维生素、矿物盐随之排出,正常的水盐代谢被破坏,从而可能出现热痉挛,就会发生中暑、昏倒、呕吐和湿疹等疾病,人的某些机能就会出现故障,导致事故增加。据日本调查统计,30 ~37 ℃的工作面较30 ℃以下的工作面事故率增加1.5 ~2.3 倍同时井下高温条件还将引起劳动生产率下降。据南非统计资料表明温

度超过标准1 ℃时,工人的劳动效率降低7 % ~10 %。当然,矿井的气候条件好坏,不仅仅取决于温度的高低,在很大程度上还取决于含湿量与空气流动速度,因为人体的湿热感觉与汗液的蒸发难易程度密切相关。同样的温度,湿度大就会感到闷热;相同的温度与湿度,有风就会感到凉爽。因此,美国原矿业局采用“实效温度”这一概念,规定其不超过26.7 ℃。所谓“实效温度”是指考虑了湿度和风速的指数。深井开采矿山高温热害的防治措施主要有隔绝热源、减湿和增湿降温、通风降温、人工制冷空调等。通常认为开采深度不超过1 600 m 的情况下,可以通过通风降温就能达到目的,而超过1 600 m 就要采取人工制冷措施。人工制冷按设备位置和制冷剂类型分为:地面集中空调系统、井下集中空调系统、井上下联合空调系统和井下分散局部空调系统;按载制冷剂类型又可分为以水为载冷剂的矿井空调和以冰为载冷剂的矿井空调等[1 -3 ]。1.深井开采人工制冷技术 1.1 地面集中空调系统 地面集中空调系统分为地面冷却风流系统和井下冷却风流系统[4 ]。地面冷却风流系统全部设备在地面,对矿井总进风流进行冷却,缺点是低温风流不断被井下热源加热,降温效果差。故仅适用于开采深度小、风流距离短的高温矿井。井下冷却风流系统制冷机位于地面,载冷剂(冷水或盐水)通过隔热管道被送到井下采掘工作面的空冷器。由于从地面到井下的高差大,载冷剂管道中的静压很大,所以必须在井下增设 1 个中间换热装

矿井降温的一般技术措施

矿井降温的一般技术措 施 集团企业公司编码:(LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-

矿井降温的一般技术措施当矿井气候值超过标准而出现热害时,就必须采取降温措施加以改善。矿井降温的一般技术措施是指除了矿井空调技术外,其他各种用于调节和改善矿井气候条件的措施。它主要包括:通风降温、隔热疏导、个体防护等,本节仅介绍其中几种主要措施。 一、通风降温 加强通风是矿井降温的主要技术途径。通风降温的主要措施就是加大矿井风量和选择合理的矿井通风系统。 1.加大风量

实践证明,在一定的条件下(如原风量较小),增加风量是高温矿井最经济的降温手段之一。加大风量不仅可以排出热量、降低风温,而且还可以有效地改善人体的散热条件,增加人体舒适感。所以在高温矿井采用通风降温是矿井降温的基本措施之一。 但增风降温并不总是有效的。当风量增加到一定程度时,增风降温的效果就会减弱。同时增风降温还受到井巷断面和通风机能力等各种因素的制约,有一定的应用范围。 2.选择合理的矿井通风系统 从降温角度出发,确定矿井通风系统时,一般应考虑下列原则: (1)尽可能减少进风路线的长度

在井巷热环境条件和风量不变的情况下,井巷进风的温升是随其流程加长而增大,风路越长,风流沿途吸热量越大,温升也越大。所以,在高温矿井应尽量缩短进风路线的长度。同时在进行开拓系统设计时,要注意与通风系统相结合,避免进风巷布置在高温岩层中和不必要地加长进风路线的长度,以增加其温升。 (2)尽量避免煤流与风流反向运行 在选择采区通风系统时,尽量采用轨道上山进风方案,避免因煤流与风流方向相反,将煤炭在运输过程中的散热和设备散热带进工作面。根据原西德的经验采用轨道上山(平巷)进风与运输上山(平巷)进风相比,回采工作面进风流的同感温度可降低4~5℃。

矿井降温空调系统的分类及发展现状

中山大学学报论丛,2007年第27卷第2期 SUN Y A TSEN UN I V ERS ITY FO RUM,Vol127 No12 2007 矿井降温空调系统的分类及发展现状3 王 进1,赵运超1,梁 栋2 (1.广州大学土木工程学院,广东广州510006,2.中山大学工学院,广东广州510006) 摘 要:对矿井降温空调系统应用现状做了简要的阐述,讲述了矿井降温空调系统的组成及原 理,在此基础上对各种矿井空调系统进行分类,介绍了各种矿井降温空调系统的优缺点以及应用场 合,最后提出了相关的建设性的结论。 关键词:矿井降温;空调系统;分类;发展 中图分类号:T D727 文献标识码:A 文章编号:100721792(2007)022******* 随着开采深度的增加,机械化程度越来越高,由此出现的机械散热愈来愈大。 据统计,国有重点煤矿平均采深年增加9m,采深大于700m的矿井有50多处,最深矿井已超过1000m[1-2]。现有生产矿井平均以每年11m的速度向深度延伸,并且矿井开采深度每增加100m,采掘工作面风流温度约增加115℃,预计到2010年,我国煤矿35%的采掘工作面风流温度超过30℃。根据煤炭资源开发和资源保护资料显示,在预测的煤炭资源总储量中7312%的储量埋深在1000m以下,预测围岩温度39~45℃,处于二级热害区[3]。国外:西德伊本比伦煤矿现采深达1530m,地温梯度1℃/43m,井底岩温可达60℃,南非斯太总统金矿的工作面深度超过3000m,原始岩温度达63℃以上。南非阿曼代巴尔特金矿(Aman2 delbult)1号井工作面温度高达55℃[4-5]。 虽然矿井通风不仅为井下工人提供赖以生存的氧气,且可以冲淡井下有害气浓度,降低井下温度,是矿井安全生产的重要保障之一。但对于高温矿井,只靠矿井通风不能解决高温热害。所以,传统的矿井通风观念与常规的矿井通风方法已不能彻底解决高温高湿的矿井热害。为提供可接受的矿井工作环境条件,当开采深度超过矿床极限开采深度,机械制冷降温成为矿井热害治理的必须手段[6]。 一、国内外发展状况 矿井空调降温是空调应用技术发展的一个新领域。人工制冷降温是目前国内外普遍采用的降温措施。从世界上第一台制冷机的产生到现在,己有近200年的历史(我国从20世纪50年代末开始制造制冷机),但矿井空调只有80余年的历史,其迅速发展和较广泛地应用仅是近三十几年的事[7]。Rodboel矿最早于1924年安装了第一台地面冷冻机;世界上第一个井下大型制冷站于1929年在Mori o Aelho矿安装;1976年,南非环境工程实验室提供了向井下输冰供冷方式;20世纪80年代中期,南非一些金矿采用冰冷却系统进行井下降温;1985年11月,南非在世界上首次用冰做载冷剂冷却空冷器的冷却水,该系统的制冷能力达628MW。目前,德国也在积极开展此项研究[4]。 3收稿日期:2006-12-06 作者简介:王进(1981-),男,江苏盐城人,工学硕士;通讯联系人:梁栋。

矿井降温的一般技术措施正式版

In the schedule of the activity, the time and the progress of the completion of the project content are described in detail to make the progress consistent with the plan.矿井降温的一般技术措施 正式版

矿井降温的一般技术措施正式版 下载提示:此解决方案资料适用于工作或活动的进度安排中,详细说明各阶段的时间和项目内容完成的进度,而完成上述需要实施方案的人员对整体有全方位的认识和评估能力,尽力让实施的时间进度与方案所计划的时间吻合。文档可以直接使用,也可根据实际需要修订后使用。 当矿井气候值超过标准而出现热害时,就必须采取降温措施加以改善。矿井降温的一般技术措施是指除了矿井空调技术外,其他各种用于调节和改善矿井气候条件的措施。它主要包括:通风降温、隔热疏导、个体防护等,本节仅介绍其中几种主要措施。 一、通风降温 加强通风是矿井降温的主要技术途径。通风降温的主要措施就是加大矿井风

量和选择合理的矿井通风系统。 1.加大风量 实践证明,在一定的条件下(如原风量较小),增加风量是高温矿井最经济的降温手段之一。加大风量不仅可以排出热量、降低风温,而且还可以有效地改善人体的散热条件,增加人体舒适感。所以在高温矿井采用通风降温是矿井降温的基本措施之一。 但增风降温并不总是有效的。当风量增加到一定程度时,增风降温的效果就会减弱。同时增风降温还受到井巷断面和通

风机能力等各种因素的制约,有一定的应用范围。 2.选择合理的矿井通风系统 从降温角度出发,确定矿井通风系统时,一般应考虑下列原则: (1)尽可能减少进风路线的长度 在井巷热环境条件和风量不变的情况下,井巷进风的温升是随其流程加长而增大,风路越长,风流沿途吸热量越大,温升也越大。所以,在高温矿井应尽量缩短进风路线的长度。同时在进行开拓系统设

高温矿井降温技术研究动态

高温矿井降温技术研究动态 煤矿是我国的主要能源之一。随着社会的发展和煤炭资源开发的日益加强,矿井的开采深度不断增大。目前,世界各主要采煤国家相继进入深部开采,开采深度的逐步增加,地温也随之升高。德国和俄罗斯的一些矿山开采深度己达1400~ 1500m;南非卡里顿维尔金矿开采深度达3800m,竖井井底己达地表以下4146m;加拿大超千米的矿井有30座,美国有11座。我国煤矿1980年平均开采深度为288m,到1995年已达428m,并且目前的开采深度平均每年以8~12m的速度增加,采深超过1000m的矿井己有数十对。 据世界各地的测量资料,全球平均地温梯度约为3℃/100m,据全国矿井高温热害普查资料统计,我国目前已有65对矿井出现了不同程度的热害,其中38对矿井的采掘工作面气温超过30℃。据我国煤田地温观测资料统计,百米地温梯度为2~4℃/100m,例如平顶山八矿平均地温梯度为3.4℃/100m,-430m水平的原始岩温为33.2 ~33.6℃,采掘工作面的气温在29~32℃,最高己达34℃。世界各国对井下温度做出规定,我国2005年1月1日起实施的新《煤矿安全规程》规定,生产矿井采掘工作面空气温度不得超过26℃,机电设备硐室的空气温度不得超过30℃。 深井开采条件下,地温不断升高,热害以及有毒有害气体、粉尘的危害也日益增大。这些危害严重影响作业工人的效率以及他们的身心健康,甚至很可能导致一些矿井恶性事故的发生,给矿井的安全生产及其日常管理带来了极大的威胁。可见,煤矿深井降温技术正成为国内外矿山研究的一个重要领域。 一、高温矿井热源 1、空气自压缩放热 空气的自压缩并不是一个热源,它是在地球重力场作用下,空气绝热地沿井巷向下流动时,其温升是由于位能转换为焓的结果,而不是由外部热源输入热流造成的。但对深矿井来说,自压缩引起风流的温升在矿井的通风与空调中所占的比例很大,所以一般将它归在热源中进行讨论。 2、围岩散热 井下未被扰动岩石的温度(原始岩温)是随着与地表的距离加大而上升的,其温度的变化是由自地心径向外的热流造成的。在一个不大的地区内,大地的热流是相当稳定的,一般为60~70mW/m2,但在某些热流异常地区,其值可能变动很大。原始岩温随深度而上升的速度(地温梯度)主要取决于岩石的导热系数与大地热流值,原始岩温的具体数值决定于温度梯度与埋藏深度。围岩向井巷传热的途径有两个:一是借热传导自岩体深处向井巷传热;二是经裂隙水借对流将热量传给井巷。 3、机电设备散热 目前我国煤矿井下所使用的能源,几乎全部采用的是电源,压缩空气及内燃机的使用量都很少。机电设备所消耗的能量除了部份用以做有用功处,其余全部转换为热能并散发到周围的介质中去。井下机电设备主要有采掘机械、提升运输设备、扇风机、电机车、变压器、水泵、照明设备。 4、氧化热和炸药爆破热 如硫化矿、煤等碎石都会氧化发热,若到达自燃阶段,发热更大,是矿内氧化发热的主要热源。其它如坑木、充填材料、油、包装料等的氧化发热影响并不显著。用放顶法开采的长壁采煤工作面中,从采空区煤氧化而来的发热,又加上空场漏风助势,一般都占全煤工作面总热量的30%以上,有时达到55%。 炸药爆炸产生的热量全部传给了空气。常用的2#岩石销铵炸药爆破热为3639kJ/kg,其产生的热量是相当可

矿井降温技术

矿井降温技术现状及问题探讨 摘要: 简要地介绍了现有井下降温现状及技术, 从多方面分析比较各种制冷工艺的优缺点. 并对矿井降温技术在实际选择时进行比较。 关键词: 矿井; 空调; 降温技术; 冰制冷 0 引言 随着煤炭工业的发展, 煤炭开采的矿井越来越向深部开采拓展, 矿井开采的深度越大, 热害问题也越严重。减少和防止深井煤炭生产过程中的热害问题就成为重要的研究课题。本文就矿井降温技术及问题作初步探讨。 1 矿井降温技术的研究现状 目前矿井常用的降温方法有非人工制冷降温方法和人工制冷降温方法两类。 1.1非人工制冷的降温方法 改善通风: 矿井降温可以借助增加风量来实现。随着流过巷道风量的增加, 从岩体放出的氧化热和其他热源放出的热量分散到更大体积的空气里, 从而使风流的温度降低。在一定的条件下增加风量,比人工降温方法更为经济。但是, 当风量增加时, 负压也随之呈二次方增加, 风机功耗也随之呈三次方增加。 减少各种热源放热: 1.减少氧化放热。在矿井热平衡中氧化放热和局部热源放热起了很大的作用。最大限度减少巷道中的煤尘含量,实行坑木代用,缩短从工作面到地面的运煤时间以及采用专门的材料涂抹巷壁可以大大降低其氧化放热层; 2.排除机械放热。通常固定设备(如主排水泵、绞车等)是布置在用新风流通风的专用(硐室)中。一般流经这些(硐室) 而被加热的空气均进人流向工作面的主风流,这样就使井下空气加热。如果这些回风排至总回风流中, 便可大大减少由机械放热引起的风流加热,大多数情况下在技术上是可行的; 3.巷壁绝热。可以在深矿井及中深矿井中热害严重的区段作为辅助手段与其他降温措施配合使用,但进行巷壁绝热的费用,特别是当必须扩大巷道断面时,会大大提高吨煤成本。因此,巷壁绝热只是在技术、经济合理的基础上采用; 4.防止放湿。防止巷道滴水和利用与风流隔绝的排水沟是防止井下空气受湿的最普通方法; 5.防止压风管道的加热。从压风机送到敷设于井筒中管道的压风通常温度达70 ~ 80℃,也能使风流升温。这些非人工降温的方法虽然可以解决一些问题,但不能解决根本问题。 1.2 空气压缩式制冷技术 由于空气压缩制冷循环的制冷系数、单位质量制冷工质的制冷能力均小于蒸汽压缩制冷

矿井降温论文——冷却塔供冷技术

中国矿业大学 2016级硕士研究生课程考试试卷 考试科目矿井降温 考试时间2017.06 学生姓名周桂平 学号TS16120099P3TM 所在院系安全工程学院 任课教师菅从光 中国矿业大学研究生院培养管理处印制

冷却塔供冷技术 摘要:本文先通过对冷却塔的基本工作原理、分类及组成等基础知识进行了介绍,从而进一步对冷却塔供冷系统的原理、系统形式及其经济性影响因素进行说明,并展望了这一技术在中国的应用前景。 关键词:冷却塔;冷却塔供冷;直接供冷;间接供冷; Abstract:This article first through the basic knowledge about the basic principle, classification and composition of cooling tower are introduced and the principle, system factors and economic impact so as to form for further cooling system for cooling tower is described, and the application prospect of this technology in the China. Keywords:Cooling tower;Cooling tower system;Direct cooling;Indirect cooling; 一、引言 水是人类生存与发展的生命线,是国民经济与生态环境的命脉,是实现可持续发展的重要物质基础。我国是一个淡水资源严重缺乏的国家,总贮量居世界第五位。人均拥有量为美国的5/1,日本的2/1,世界人均的4/1,而且分布很不平衡,不少城市和地区发生过水荒。由于工业高速发展,一方面大量消耗淡水,一方面又大量排放废水,不仅破坏了生态平衡而且污染了环境。城市是用水大户,占到总用水量的% % 70,工业企业又是城市的用水大户,占了城市用水量的 ~ 80 80 ~ % 70,而工业用水中又有% 70为冷却用水,可以循环冷却重复使用,% % 80 ~ 所以采用循环冷却水系统是节约用水措施的重中之重。而冷却塔正是冷却循环水系统中的关键设备。 在20世纪80年代,美国采暖、制冷和空调工程师协会(ASHRAE)就提出了“water-side free cooling”水侧免费供冷,即冷却塔供冷的概念。随后美国和欧洲大批学者对冷却塔供冷开展了大量的研究,并投入到实际工程应用中。到了90年代,该项技术在美国及欧洲地区工程应用已经十分广发。我国从90年代初引入了冷却塔供冷的概念,其后针对这一技术从系统原理、模拟与预测分析、系统能耗分析以及工程应用等多方面开展了大量的研究。尤其在21世纪的前十年中,这一技术更是取得了突飞猛进的进展,相关业界对冷却塔供冷技术的研究与应用

浅谈矿井降温技术

浅谈矿井降温技术 解决的一般措施和方法,重点阐述人工机械制冷降温的分类,并具体分析了各种降温方式的优缺点和适用范围,从国家节能减排角度,提出矿井地温热能综合利用的前景。 关键词:矿井降温分类优缺点热能利用 一、我国煤矿热害现状及危害性 随着我国煤炭资源开采范围的扩大和开采强度的增加,井工煤矿开采深度不断增加,除内蒙古、新疆以及山西部分地区等近年来新开发的煤炭基地外,许多矿区逐步进入深井开采。据有关统计资料,80年我国煤矿平均开采深度为288m,到90年代已达428m,到2010年采深超过1000m的矿井己有数几十对。因开采深度增加引起的煤矿热害愈来愈引起政府和企业的重视。 高温的工作环境会使人感到不舒适,从而降低劳动生产率。另外,高温高湿环境,造成井下机械设备、电气设备事故率增加,影响安全生产和正常工作效率。2005年以来我国一些生产矿井,由于工作面出现高温问题,使掘进进尺和回采产量减少,以致不能按期完成工作任务,甚至个别工作面出现人员出现中暑昏倒现象。 根据《煤矿安全规程》规定,生产矿井采掘工作面空气温度不得超过26℃,机电设备硐室的空气温度不得超过30℃;当空气温度超过时,必须缩短超温地点工作人员的工作时间,并给予高温保健待遇。,采掘工作面的空气温度超过30℃、机电设备硐室的空气温度超过34℃时,必

须停止作业。,新建、改扩建矿井设计时,必须进行矿井风温预测计算,超温地点必须有制冷降温设计,配齐降温设施。 研究矿井降温技术、研发高效节能降温设备,治理矿井热害,保障广大煤矿职工的身心健康,是我国煤炭工业持续健康发展过程中亟待解决的问题之一,也是煤矿管理人员、煤炭科研工作人员贯彻以人为本的思想,以实际行动全面落实科学发展观的重要工作之一。 二、产生矿井热害的原因及控制措施 根据调查的情况,引发矿井热害和采掘工作面温度较高的主要原因有以下几个方面: (1)受地球内部结构的影响,围岩存在一定的岩温梯度,因而随着开采深度增加,围岩散热不断增加,矿井空气温度上升而导致矿井热害。(2)由于井下出现热水,热水污染矿井空气,造成矿井的热害。 (3)风流自压缩热所引起的温升,矿井采深越大,自压缩热越大。(4)矿井机械化程度提高,大功率采掘机械装备及机电设备运转所放出的热量。 (5)地表大气传热的影响。 降低矿井温度可以采取的措施可以分为两大类,一是非人工冷却井下风流,二是人工机械空调冷却。具体来讲可分为以下几种: 1、增加风量 在矿井热害不太严重的情况下,可以加大风量以降低井下温度。但是,风量的增加不是无限制的,它受规定的风速和降温成本的制约,且当风量加大到一定程度后其降温作用会逐渐减小直至消失。

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