掘进工作面自动降温系统设计与应用.pdf

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1、煤炭工程第４８卷第６期ＣＯＡＬＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＶｏｌ?４８，Ｎｏ?６ｄｏｉ：１０?１１７９９／ｃｅ２０１６０６００７掘进工作面自动降温系统设计与应用刘娜，宋慧，张玉良，朱青青（青岛黄海学院，山东青岛２６６４２７）摘要：为解决长距离掘进工作面降温困难，降温费用高昂的问题，现设计出自动降温系统。系统中设有两组制冷设备Ａ、Ｂ，Ａ组制冷设备所产冷量经普通风筒送至掘进迎头，Ｂ组制冷设备所产冷量经修改过的普通风筒释放在掘进巷道里；Ａ组设备始终保持正常运行，Ｂ组制冷设备只有在行人经过掘进巷道时开启，这一动

2、作借助红外人体传感器、ＰＬＣ以及继电器共同完成。实践表明：自动降温系统运行安全可靠，极大地改善了工作面作业人员的作业环境，降低了降温费用投入。关键词：自动降温；长距离；延时；降温效果＋中图分类号：ＴＤ７２７?２文献标识码：Ａ文章编号：１６７１－０９５９（２０１６）０６⁃００２３⁃０３ＤｅｓｉｇｎａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆａｕｔｏｍａｔｉｃｃｏｏｌｉｎｇｓｙｓｔｅｍｉｎｄｒｉｖｉｎｇｆａｃｅＬＩＵＮａ，ＳＯＮＧＨｕｉ，ＺＨＡＮＧＹｕ－ｌｉａｎｇ，ＺＨＵＱｉｎｇ－ｑｉｎｇ（ＱｉｎｇｄａｏＨｕａｎ

3、ｇｈａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｑｉｎｇｄａｏ２６６４２７，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｔｅｃｈｎｉｃａｌｄｉｆｆｉｃｕｌｔｙａｎｄｈｉｇｈｃｏｓｔｏｆｌｏｎｇ－ｄｉｓｔａｎｃｅｄｒｉｖｉｎｇｆａｃｅｃｏｏｌｉｎｇ，ａｎａｕｔｏｍａｔｉｃｃｏｏｌｉｎｇｓｙｓｔｅｍｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ，ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇｔｗｏｓｅｔｓｏｆｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎｅｑｕｉｐｍｅｎｔＡａｎｄＢ．ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎｃａｐａｃｉｔｙｏｆＡｉｓｓｅｎｔｔｏｂｏｒｉｎｇｈｅａｄｔｈｒｏｕｇｈａ

4、ｎｏｒｄｉｎａｒｙｖｅｎｔｉｌａｔｏｒ，ａｎｄｔｈａｔｏｆＢｉｓｄｅｌｉｖｅｒｅｄｔｏｔｕｎｎｅｌｉｎｇｒｏａｄｗａｙｔｈｒｏｕｇｈａｍｏｄｉｆｉｅｄｖｅｎｔｉｌａｔｏｒ．ＳｅｔＡｏｆｍａｉｎｔａｉｎｓｎｏｒｍａｌｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｗｈｉｌｅＢｏｎｌｙｒｕｎｓｗｈｅｎｐｅｒｓｏｎｎｅｌｐａｓｓｉｎｇｒｏａｄｗａｙ，ｗｈｉｃｈｉｓｒｅａｌｉｚｅｄｂｙｉｎｆｒａｒｅｄｂｏｄｙｓｅｎｓｏｒｓ，ＰＬＣａｎｄｒｅｌａｙ．Ｐｒａｃｔｉｃｅｓｈｏｗｓ：ｔｈｅａｕｔｏｍａｔｉｃｃｏｏｌｉｎｇｓｙｓｔｅｍｉｓｓａ

5、ｆｅａｎｄｒｅｌｉａｂｌｅ，ｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｏｆｗｏｒｋｉｎｇｆａｃｅｉｓｇｒｅａｔｌｙｉｍｐｒｏｖｅｄ，ａｎｄｔｈｅｃｏｏｌｉｎｇｃｏｓｔｉｓｒｅｄｕｃｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｕｔｏｍａｔｉｃｃｏｏｌｉｎｇ；ｌｏｎｇ－ｄｉｓｔａｎｃｅ；ｄｅｌａｙｅｄ；ｃｏｏｌｉｎｇｅｆｆｅｃｔ随着煤炭工业的不断发展，必将导致浅部资源逐渐枯为此设计出掘进工作面自动降温系统。竭。据统计，近年来煤矿矿井大约以每年十米左右的速度１掘进工作面热害成因分析向下延伸。然而，在进行深部资源开采时出现

6、了一种新的灾害———矿井热害。随着其影响不断加大，矿井热害逐渐掘进工作面内各热源释放热量是造成面内高温灾害的［１］［３］被人们所重视，并被列为矿井的第六大灾害。掘进工作原因。掘进工作面内的热源主要有：围岩、热涌水、机面作为井下的主要作业点、高温点，降温工作尤为重要。械设备、运输煤（矸石）、输送管道等，对其按作用效果和但是，高温掘进工作面通风路线长以及围岩散热量大的两自身特点可划分为稳态热源和非稳态热源，以及显热源和个特点，增加了降温难度，主要表现在不能兼顾掘进迎头潜热源，如图１所示。下面对主要热源

7、进行简要分析：［２］的降温与掘进巷道的整体降温。要使掘进工作面全长范１?１围岩围内的温度在有人员作业时都有一个理想的数值，在采用巷道围岩的非稳态传热，受到多种因素的影响。其中风筒将制冷设备的冷量送到掘进迎头的条件下，势必要使就包括围岩的物理性质、井巷的形状尺寸、通风时间以及掘进迎头的风流温度降得很低。显然这种做法弊端重重，通风强度等。当围岩的原始岩温与井巷中流动的气体温度而且在经济上也不合理。分析掘进工作面，掘进迎头作为存在温差时，就会产生换热。而且围岩通常是潮湿的，所［４］作业人员集中地点，温度

8、范围必须满足要求；掘进巷道并以一般在传热的同时还发生着传质。为简化研究，目前非作业人员集中地点，在有人员经过时温度满足要求便可，将众多影响因素都归结到传热系数中去讨论，围岩的传热收稿日期：２０１６－０３－０３作者简介：刘娜（１９８４—），女，山东滨州人，硕士，讲师，研究方向为控制工程和自动化工程，Ｅ－ｍａｉｌ：４６３５５０５７４＠ｑｑ?ｃｏｍ。引用格式：刘娜，宋慧，张玉良，等．掘进工作面自动降温系统设计与应用［Ｊ］．煤炭工程，２０１６，４８（６）：２３－２５．２３设计技术煤炭工程２