浅谈矿井降温技术

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1、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

2、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

3、℃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

4、。（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。2、改革通风方式将上行风改为下行风，对降低风温是有益的。3、避开

5、局部热源井下各种局部热源，如机电设备散热、热水散热、矿物氧化放热以及采空区的漏风等都会对风流加热。因此需要分析矿井的热源，有针对性地采取措施减少热量的排放，并使新鲜风流尽量避开这些局部热源，减少热源对风流的加热，以降低风流温度和湿度的上升。4、预冷进风风流采用非机械制冷措施，降低进入工作面的风流温度。如让风流通过一段有喷淋水雾的巷道，将其冷却，该方法可达到降温和降尘的目的，其缺点就是会增加风流的湿度，有可能会导致高湿的作业环境。另外可以以低岩温巷道冷却风流。采用机械制冷措施，利用安装在井口的水源热泵机组、冷却塔和盘管（冬季供暖防冻），夏季预冷矿井进风井风温，降低工作面温度

6、。其缺点是夏季炎热时，工作面降温效果不明显，只有在矿井需冷量小的时候，效果好些。5、隔绝高温围岩当围岩温度很高时，就要采用某些隔热材料喷涂岩壁，防止围岩通过岩壁向巷道中的空气散热，但目前应用较少。6、热水防治热水对风流的加热作用相当显著。治理深井热水主要办法是：超前疏干地下水源，热水输送要经有隔热盖板的水沟或保温管导入水仓，再用隔热管路排至地面。也可打专用的疏排热水的钻孔排出热水。7、采取个体防护在矿内某些气候条件恶劣的地点，可让矿工穿上冷却服，以实现个体保护。8、机械制冷降温，可大致分为以下几种：⑴局部移动式空调机，即在各工作而实施局部制冷的方式；⑵地面集中式或井下的集

7、中式制冷方式，即制冷机安装在地面或井下，冷水经过保温管路送往工作面附近，与移动式热交换器配套，冷却工作面风温。⑶防尘水降温方式，利用安装在地面的低温冷水机组，冷却矿井防水，借助矿井防尘管路，但经过保温处理，与安装在工作面附近的喷淋式空冷器配合，冷却工作面的进风温度。⑷井下水源热泵空调机，利用矿井中温涌水，吸收井下的水源热泵空调机的产生热量，另一侧产生的低温循环水通过保温管，与工作面附近的空气冷却器配合，降低进风风温。⑸矿用空气制冷机，是以冷却的压缩空气为动力，来降低矿井工作面环境温度的设备。但只适应于需冷量较小的掘进工作面。⑹