丁集井田地温变化规律及防治的探讨.pdf

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1、2010年第6期能源技术与管理65了井固沾湿壹亿规律厦的探讨王炬(淮南矿业集团公司生产部，安徽淮南232000)[摘要]丁集矿井为上覆冲积层较厚的全隐蔽地区，由于矿井开采深度大，井下气温普遍超过《煤矿安全规程》的规定。随着矿井生产水平的延伸，热害问题越来越严重，成为制约生产的一种主要因素。在统计井田内钻孔的地温观测资料及井下气温的基础上，分析了地热形成的机理、地温的变化规律，预测深部地区地温的方法，并提出合理利用制冷设备的建议。[关键词]热害；地温；变化规律；预测[中图分类号]TI)727[文献标识码]B[文章编号]1672-9943(2

2、010)060652440C。一900m水平工作面温度与一826m水平工0引言作面温度相比较，同一季节温度明显偏高；随着开丁集矿井为全隐蔽地区，煤系上覆新生界地采深度的增加，地热显现将愈来愈明显。层厚达346．65～563．80m，煤层埋藏最小深度为2地热形成机理及变化规律450m。由于矿井煤层赋存深度大，瓦斯含量高，被定为三高矿井：高温、高压、高瓦斯矿井。这j个方根据地壳上部的温度状况，可以将地壳浅部面都成为制约矿井安全生产的重要因素，随着矿的地温场分为三个带：变温带、恒温带与增温带。井采掘头面的向外延伸，矿井热害问题愈来愈突近地表受太

3、阳辐射影响的一个带称为变温带，这出，在矿井高温高湿环境下，严重影响工人的身心一带的温度受太阳热的日变化和年变化影响而呈健康，同时易增加各类事故发生的概率。周期性变化；受地球内热控制，地温随深度增加而矿井致热因素很多，主要有：地温；空气的自增大的地带称为增温带；在变温带与增温带之间，然压缩热；井下机电设备产生的热量；煤、木料、硫温度常年不变的地带称为恒温带。与磷物质氧化产生的热量；各种摩擦热和人体散2．1恒温带的温度和深度发热等。其中地热是形成热害的重要原因，是最主淮南地区处于北纬34。左右，恒温带深度为要的热源。因此，把地温作为一种开采条

4、件来加以25—30In，温度为16．8。研究，分析其形成的机制和变化规律，以便采取有2．2地温梯度效的防治措施，具有十分重要的意义。地温随深度的变化关系通常用地温梯度来表示，即指在增温带内深度每增加100m温度升高1矿井概况及气温状况的度数。丁集井田地温梯度为2．30cc～3．60％／100m，丁集煤矿由煤炭工业部济南设计研究院设平均为3．07~C／IO0m。深度每增加32．57m，地温计，设计生产能力500万fa，2004年6月28日开增加1oC，属地温异常区。工建设，2007年12月26日建成投产。核定生产2．3增温带内的温度变化规律

5、能力500万t／a，采煤方式为综合机械化采煤，2．3．1随深度的增加而增加2009年实际产量为408．6万t，a。矿井采用中央并增温带内的温度随深度的增大而呈现有规律列式通风方式，目前主采水平为一826m水平与的增加，相同深度点的温度不同，地温梯度也不一900m水平，现阶段主采煤层为上石盒子组11—2同。丁集矿现有两个生产水平，一826m水平与煤层与13—1煤层。在实际采掘过程中，由于受矿一900m水平，主采煤层为11-2煤层与13—1煤井进风流温度的影响，采掘工作面的温度随季节层。各煤层底板温度与煤层埋深成正比，且相关性变化，掘进工作面

6、最低温度为28，最高温度为较好。一800m水平地温均在41以上，为二级热42℃，回采工作面最低温度为28，最高温度为害区。主采煤层底板温度与深度关系如表1所示。66王炬丁集井田地温变化规律及防治的探讨2010年第6期表1主采煤层底板温度与深度关系表层，在煤系中呈岩床和岩脉产出，侵入于4煤～20煤层位，且由东向西侵入层位逐渐增高。钻孑L所见岩体最大厚度为145．55m。岩性为细晶岩和正长斑岩，绝对年龄1．1亿年，属燕山期产物。根据钻式中，为煤层底板温度；H为煤层厩板标商孔测温资料显示，靠近岩浆岩较近地带，相同标高13—1煤层：测温深度529

7、．04～l065．55m，底岩层温度明显高于距岩浆岩较远地带地层温度。板温度31．53℃～48．32℃。一级高温区(≥31c【二)3井田深部热害的预测在一430m以下，一650m水平将达到二级高温区(≥37℃)，一800m水平平均地温为41．03℃，根据28个钻孔实测地温资料，结合井下实测一900m水平平均地温为43．74cC。数据、地质构造、地温梯度与主要煤层底板温度与l1-2煤层：测温深度552．26～998．46m，底板深度关系的回归方程综合推测，绘制了矿井各主温度32．48～48．28cc。一级高温区(≥3l℃)在采煤层的底板等温

8、线图。《煤矿安全规程》规定，一440m以下，一646m水平将达到二级高温区“生产矿井采掘工作面的空气温度不得超过26℃，(≥37o【=)，一800m水平平均地温为41．48oC，一900m采掘