液氮降温系统在煤矿的运用.pdf

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1、第42卷第6期学术研究化工设计通讯2016年6月AcademicResearchChemicalEngineeringDesignCommunications液氮降温系统在煤矿的运用张红霄（上海众一石化工程有限公司宁夏分公司，宁夏银川750001）摘要：近年来在煤矿矿井采掘深度不断加深的影响下，出现的矿井热害问题逐渐称成为相关人员思考的重点问题。当前阶段，较为常用的下行通风降温形式一般只可以控制工作面温度为31℃，然而这并不能从实质上解决高温热害的问题。因为液氮降温系统是现阶段应用较为普遍的一种全新技术，同时也具备降温以及防灭火的功效，为此，在相关领域得到广泛的推广。关键词：液氮降温系统；

2、煤矿；应用中图分类号：TD727.2文献标志码：A文章编号：1003–6490（2016）06–0184–02ApplicationofLiquidNitrogenCoolingSysteminCoalMineZhangHong-xiaoAbstract：inrecentyears，undertheinfluenceofthedeepeningoftheminingdepthofcoalmine，theproblemofheatdamageappearsgraduallycalledthekeyissueoftherelevantpersonnelthinking.Thecurrentst

3、age，morecommonlyusedintheformofcoolingventilationcanonlycontroltheworkingsurfacetemperatureof31degrees，butthisdoesnotsolvetheproblemofhightemperatureheatdamageinessence.Becauseliquidnitrogencoolingsystemisanewtechnologywhichiswidelyusedinthepresentstage，italsohasthefunctionofcoolingandfirepreventi

4、on.Keywords：liquidnitrogencoolingsystem；coalmine；application1矿内热源阐述说明：1.因为极设计方案要寻找操作方便灵活的降温装置。因此，液氮输送管以及气氮和空冷空气输送管道(保冷)矿内热源种类与数量均较多，一些热源散发热量的多少气输送管都需选用灵活拆卸可移动的管道；2.液氮气化换热装置为关键，它是整个系统的在于流经该热源风流温度、水蒸气分压力两方面。例如岩体核心。因此，需要选择既满足换热要求又可以氮气输去回风灵活移动的换热装置。送管道巷放散放热与水、风流之间热湿交换便是如此，通常情况下，这是液氮输送管道(保冷)VALVE相对热源或是

5、自然热源。另外一类热源散发热量的多少与风SPUT流温、湿度并没有决定性的关系，只是与其在生产过程中发液氮来自储罐减压阀液氮气化换热装置挥的作用有关，例如机电设备放热，为此，也可被称作绝对新鲜空气来自地面FAN氮气输去采空区送管道防灭火热源或是人为热源。传统的矿井降温系统由制冷剂（refrigerant）、载冷剂局散风机新空气输送管（LoadingCooler）（冷水）和冷却水（Coolingwater）三个独图1流程图立的循环系统组成。该系统的主要缺点有：系统复杂、设备3系统存在的不足与分析分散、不便管理。3.1管道保温2液氮降温基本原理与优势地面液氮在管道的作用下，可以将液体输送到煤矿井

6、之在液氮温度为-196℃时，其主要呈现为无色无味的液体，中，由于液氮自身性质的作用，需要对管道进行保温处理，微溶于水，且性质较为稳定，液体本身无腐蚀性，液氮密度但是，在液氮管道运行的过程中，主要是利用了地面进行钻为（水=1g/cm3）0.81g/cm3（-196℃），对于液氮而言，其基本进管道的处理，钻井套管，对管道保温工程进行综合考虑。的成分主要是分解产物的氮气。通常情况下，被氮气化的问3.2热胀冷缩问题分析题为0℃，其自身的体积在这种状态下会膨胀为原来的643倍。对于氮而言，在-196℃的环境下，当温度超过了-196℃时，2.1降温及防灭火系统合二为一液氮将呈现出汽化的状态，因此，在这

7、种状态下就会发生热工作面降温及采空区防灭火系统来自储罐的液氮经过低胀冷缩的现象，其系统中的液氮管道中就会发生热胀以及冷温保冷管道输送到减压阀，经减压阀后进入液氮气化换热装缩的问题。置，在汽化换热装置中液氮汽化放出大量的冷量与新空气进3.3地下水的影响问题行换热，经换热后的气氮一部分到采空区用于防灭火，另一在钻孔套管套管直线距离设计的过程中，其直线距离应部分送到回风巷放散。该接近470m，从而导致大量地下水沿外壁累积并出现