矿井制冷降温系统

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1、矿井制冷降温系统一、制冷降温的必要性根据龙固矿井地质资料，矿区恒温带深度50m、温度18.9℃；平均地温梯度2.88℃/100m，其中非煤系地层平均地温梯度2.52℃/100m，煤系地层平均地温梯度3.23℃/100m。矿井主采3煤层赋存区由西向东地温梯度逐渐变小，呈西高东低、南高北低的总趋势。向斜轴部地温梯度略低，背斜轴部地温梯度略高。3煤层底板温度平均41.38℃，3煤层全部处于一级或二级高温区，且大部分为二级高温区，一级高温区基本上在-700m等高线以浅，位于3(3上)煤层赋存区的西部；二级高温区大致在-700m等高线以深，主要

2、位于3(3上)煤层赋存区东部。根据矿井实际揭露情况，矿井涌水温度较高，且涌水量大。涌水点温度46℃～51℃，最大涌水量达到1700m3/h。且同水平水温比岩温高4～6.3℃，水的放热量传递给风流的速度快。水温高是新巨龙公司矿井高温热害的重要特点。龙固矿井为高强度机械化生产的大型现代化矿井，矿井采、掘、运的机电设备容量大，机械热源也是矿井高温的重要因素。井下高温热害十分严重，随着掘进巷道的不断延伸，通风距离变长，矿井高温涌水点不断增加，各个掘进迎头温度高达33℃，湿度高达95%左右，严重影响了职工身体健康和矿井掘进速度，高温热害已成为矿

3、井安全生产的关键因素，且仅依靠通风降温和局部降温难以改善井下的高温环境。今后随着掘进距离延长和涌水量增加，掘进巷道温度还有增加的趋势。因此龙固矿井必须采取必要的制冷降温措施，为井下创造良好的作业环境，具有很大的社会效益和经济效益。二、制冷降温工艺与设备龙固煤矿制冷降温系统使用三种制冷设备：1、冰冷辐射系统2、井下水源热泵系统3、EAV300移动式空气冷却器降温系统4、空冷器1、冰冷辐射系统（1）冰冷辐射系统设备2台冷水机组选用约克压缩机，机组型号分别为SEZEZS4SCKE/22（制冷量1519KW）、YSDACASCGE（制冷量10

4、20KW）；7套制冰机组选用格拉索压缩机，型号为YR-Y36S-28，单台制冷量1000KW,用R22作为制冷剂。21台片冰机由山东新雪公司生产，单台制冰量为60t／d，总制冰量1260t/d。蒸发式冷凝器为上海万享制冷设备公司生产的。供配电设备主要选用无锡军工、山东新雪公司的开关柜和控制柜。矿井冰冷辐射系统总装机容量达3765.3KW。冰冷辐射系统如图1所示：图1（2）工艺流程矿井水处理厂──冷却塔──地面冷水机组──地面冷水池──制冰机──2部输冰溜子──螺旋输送机──副井制冷管路──井下融冰池──冷水输送管网──工作面空冷器。⑶

5、冰冷辐射降温系统总体情况矿井水处理厂处理过的矿井水经过冷却塔后，水温降至28℃，再将其送入地面的两台冷水机组，经冷水机组降温后，送至地面冷水池，再进入地面制冰机制成片状冰，由2部XGZ06型埋刮板输送机及一部螺旋输送机作为地面输冰设备→副井安设两趟Φ351无缝钢管→井筒底输冰斜管→井下硐室（融冰池319.7m3）→输冷水泵两台（一用一备）→井下制冷管网；将低温水送至各需冷采掘工作面。井下主要输冷管路选用两趟Ф273×8无缝钢管、采区上下山及采煤工作面进风顺槽管路选用两趟Ф159×6无缝钢管，掘进工作面选用两趟Ф108×4无缝钢管，实现

6、低温冷水循环使用。通过输冷水泵供到进工作面，使用的300KW空冷器为掘进工作面供风降温，空冷器进水温度15～17℃，回水19～21℃，回到溶冰池的回水温度23℃左右。回水有三分之一用于井下防尘水，三分之二回到融冰硐室用于融冰，循环使用。2、井下水源热泵系统（1）-810水源热泵系统-810水源热泵系统是由一台型号为GSG800ASA的水源热泵（制冷量800kW，制冷剂R22）、两台型号为IS125-100-315的冷冻循环水泵、两台型号为BQW100-32-22的冷却潜水泵组成。工艺流程：制出的7℃～12℃冷冻水→制冷管路→工作面及掘

7、进迎头空冷器→向工作面或掘进迎头送风。吸收环境热量的冷冻水温度升至11℃～18℃，返回蒸发器，冷冻水为闭路循环损耗较低。整个制冷过程中，采用矿井井下45℃～48℃矿井涌水作为冷却水，冷却水吸热升温到54℃左右，通过管路排至井下水仓，该运行工况除制冷正常耗电外，不产生额外的排水电费。（2）1301N水源热泵系统1301N水源热泵系统由一台1260kW的GSG型水源热泵及两台冷却循环水泵组成。水源热泵的制冷剂为R134a，属于高温制冷剂，能够使用50℃的冷却水源。负责为1301N上巷进风降温。水源热泵系统原理：如图2所示3、EAV300移

8、动式空气冷却器降温系统EAV300工作原理：机组中的压缩机将气态制冷剂（氟利昂）进行压缩。由此产生具有较高温度和压差的制冷剂在热交换器（冷凝器）中经过水冷却而冷凝，同时释放热量，由水带走。冷水吸收的热量，通过蒸发式冷水机