永川煤矿热害治理研究.pdf

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1、2010年4月矿业安全与环保第37卷第2期永川煤矿热害治理研究王长元(煤炭科学研究总院重庆研究院，重庆40~37)摘要：随着矿井进入深部开采，矿井高温现象越来越严重。以永川煤矿为例，对其热源进行充分调查，根据热源调查结果并结合理论分析和模拟研究，得出热害治理的方法和结论。关键词：高温矿井；热源调查；热害治理中图分类号：TD727文献标志码：A文章编号：1008—4495(2010)02—0082—04重庆永荣矿业有限公司永川煤矿位于重庆永川市流造成的J，其压缩热计算式如下J：红炉镇境内，2006

2、年矿井核定生产能力为30万t／，a。Q=GA(Z一Z)E(1)永川气象站的多年资料表明，该矿区年平均气温式中：Q为风流的压缩热(膨胀热)，kW；G为风流18℃，最热月平均气温28．5qC，历年极端最高气温的质量流量，kg／s，取141kg／s；A为供热当量，A=42．0℃，年平均相对湿度82％，潮湿系数97％。矿9．81×10kJ／(kg·m)；l，Z2为风流的起点、终点井采用平硐加暗斜井开拓方式，采煤工作面的开采标高，分别为334，一350m；E为风流吸收或放出热方式为后退式走向长壁采煤法，通

3、风方式为下行顺量的系数，一般小于1，取实验值0．4。向掺新风；掘进工作面采用局部通风机压人式通风；永川煤矿是平硐加斜井的开拓方式，进风平硐矿井通风方式为两翼对角抽出式机械通风。永川矿风量为66m／s、运输平硐风量为49m／s，人行平硐的地温梯度：一400m以上为2．3qC／hm，一400m以进风量为2．5m／s，总进风量约为117．5m／s，质量下为2．6℃／hm，恒温带的温度为19．6℃，恒温带深流量G约为141ks，地面与井下一350m水平标高度为28m。永川煤矿现采掘水平已深达一800m，

4、致相差684m，将有关数据代人式(1)计算得空气压缩使夏季采掘工作面的温度平均在29．3～31．5℃，部热约为380kW。分地点达到33℃，矿井热害较为严重。1．2围岩散热围岩向井巷传热的途径：一是通过热传导自岩1矿井热源调查体深处向井巷传热；二是裂隙水对流将热传给井矿井热害是由于井下空气温度升高、湿度增大巷J。永川煤矿裂隙水很少，井下围岩巷道和采掘而造成的一种灾害。矿井风流温度、湿度增加，不工作面的传热主要是通过热传导自岩体深处向围岩仅受地面气候的影响，还受空气的自压缩温升、围岩壁面传热，围岩

5、壁面通过与风流的热交换而加热风散热、机电设备散热、运输中煤炭及矸石的散热、氧流。根据牛顿冷却公式J，其围岩散热量计算式为化热、人体散热、热水等的影响，因此对矿井的热源Q=LU(t一tB)(2)进行调查和研究，对于矿井热害治理方法及相应降式中：Q为围岩散热量，W；￡为岩巷的长度，m；温措施的制订是很有必要的。为岩巷的周长，m；K为放热系数，W／(m·K)；1．1空气压缩热为初始岩温，℃；t为测点风温，即巷道的表面温严格来说，空气自压缩并不是热源。在重力场度，℃。作用下，空气绝热地沿井巷向下流动时，

6、其温升是由围岩与风流间的热交换中，多半是风流对井巷于位能转换为焓的结果，而不是由外部热源输入热固体壁面形成的对流换热，风流吸热升温。因此，常把称为巷壁对风流的放热系数，简称放热系数。收稿日期：2009—08—03；2010—02—24修订放热系数是与风速、风温、围岩导热系数、空气的比作者简介：王长元(1955一)，男，重庆壁山人，高级工程热容、密度、动力黏性系数、壁面几何尺寸及形状等师，注册采矿工程师，现任煤炭科学研究总院重庆研究院瓦斯防灭火研究分院副总工程师，主要从事煤矿火灾防治技术研有关的较

7、复杂函数，其值随不同的矿井、不同的巷究工作。Tel：023—65239357。道、巷道的服务年限、巷道表面的粗糙及潮湿程度等·82·2010年4月矿业安全与环保第37卷第2期差异都有不同。由于井下不同的巷道较多，在此按运输中煤炭及矸石的流量，kg／s；C为煤炭或矸石的不同的采区及主要大巷，计算得出井下围岩总散热比热容，kJ／(kg·K)，实测煤炭的比热容均值为1．15，量为1071kW，如表1所示。矸石的比热容为0．97；L为运输巷段的长度，m；t为采面的初始岩温，cI=；tfm为所计算巷道风流

8、的平表1永川煤矿围岩散热量kW均湿球温度，℃。一350m水平地点下北三下北一下南二上南三—至—_—合计式(4)中各具体参数如表3所示，运输中的煤炭散热量27636o20370845016121071及矸石的总散热量为197．1kW。表3永川煤矿运输中的煤炭和矸石散热量1．3机电设备散热机电设备散热主要是电能转化为热能和做功。机电设备散热是调查其额定功率，主要设备有通风机、提升运输设备、照明灯、水泵以及采掘机械设备等，其计算式如下J：q=∑，v(3)式中：q为机电设备对风流的加热量，kW；∑为机电