局部降温系统在超长掘进工作面应用和研究

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1、局部降温系统在超长掘进工作面应用和研［摘要］以典型的热害矿井局部降温实际为例，分析了超长掘进工作面高温环境形成的原因，并对井下掘进工作面局部降温系统的构成、工作原理、降温效果分析等进行了论述。［关键词］降温系统高温环境掘进中图分类号：TD文献标识码：A文章编号：1009-914X(2014)13-0240-011、引言我国是产煤大国，目前矿井开采深度平均每年以11m的速度向深部延伸，有些矿井深度已达1000m以上，地温热害现象明显增加。根据《煤矿安全规程》第102条规定：生产矿井采掘工作面空气温度不得超过26°C,机电设备恫

2、室空气温度不得超过30°C；采掘工作面的空气温度超过30°C、机电设备山同室的空气温度超过3JC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施。2、工作面概况及热环境分析21402胶带顺槽位于城郊煤矿一水平十四采区，工作面标高-423.9〜-448.8m,设计总工程量为2235.256m,断面净宽4.2m,巷道沿二2煤层掘进，煤层倾角最大为13°,最小为2°,平均为7°o工作面采用EBZ-132掘进机配合带式输送机掘进，前期巷道内装机容量为250kW,后期巷道内装机容量为600k

3、Wo采用两台(1台工作，1台备用)FBDNo6.0/2X22kW型局部通风机通风，最大通风距离2500m,工作面供风量为300m?/ho进入夏季以来21402胶带顺槽掘进工作面最高温度达到33°C,回风巷湿度达到90%,高温高湿的作业环境严重制约着安全高效生产并影响着职工的身体健康。主要由以下几点因素造成如此高温环境：(1)围岩散热；受火成岩影响，城郊煤矿十二、十四采区原岩温度39度以上，且工作面掘进期间受二2煤顶底板砂岩裂隙水的影响，砂岩裂隙水未得到有效疏放，局部富水性较强，巷道正常涌水量80m?/h,水温受地温影响高达3

4、9度以上，巷道围岩及涌水散热成为巷道高温环境的重要热源；(2)设备散热；由于电力驱动的设备从馈电线路上获得的电能，除部分用来做有用功外，其余均转换为热能，散发到周围介质中去，首先是散发给掠过这些电气设备的风流。【1】21402胶带顺槽主要大功率设备包括综掘机、两部胶带输送机以及两台探放水使用的钻机，掘进初期装机功率达到250kW,后期巷道内装机装机功率达到600kWo加上其机械运转中的摩擦生热等，均会给高温环境提供热源。(1)季节性温度影响；地表大气的温度及含湿量在一年内的季节变化对井下的气候条件有相当大的影响，井巷的长度越

5、长，其影响量越小。［1］该掘进工作面距离城郊煤矿西进风井较近，因此工作面气温受地表大气温度影响较大,夏季来临时工作面气温明显升高。3、局部降温系统设计局部降温系统主要由制冷系统、供冷系统、风流冷却系统等组成。制冷系统主要是靠制冷剂在蒸发器中吸收冷媒的热量之后，被压缩机吸入并压进冷凝器，在冷凝器中又将热量传递给外来的冷却水使其温度降低，然后又回到蒸发器，继续完成对冷媒水水温的降低任务。供冷系统主要是把在蒸发器中将热量传递给制冷剂后的冷媒水用水泵送到空冷器中，在空冷器中冷却风流的过程中风流中热量传递给冷媒水，温度升高后的冷媒水又

6、经冷媒回水管道流回到制冷机的蒸发器将热量传递给制冷剂，以此循环完成降低工作面的风流温度。风流冷却系统主要是把供冷系统输送过来的低温冷媒水(5〜7£)打入空冷器中，冷媒水在空冷器中通过管壁吸收风流的热量，使风温降低，然后再用局扇将低温风流吹进工作面，以达到降低工作面风流温度的目的。4、效果分析未使用局部降温系统前，测量结果如表1所示。由表1可知掘进工作面风流温度为28.9〜32.8°C。局部降温系统投入使用后对巷道内温度测量数据如表2o由表2可以看出，开启制冷系统后巷道各测点处温度均有所降低，巷道迎头500m范围温度降低较明显

7、，迎头温度比风机前平均降低了3.5°C,由于通风距离较长，造成后巷温度降低不很明显。参考文献[1]张海生•大采深、长走向综采工作面综合降温技术研究与实施[J].中国西部科技.2009.3：08-169.作者简介邓明亮（1985--）•男.山西运城人.助理工程师.2008年6月毕业于中国矿业大学•现任河南能源集团城郊煤矿综掘二队技术队长。