大采深高温矿井降温技术研究

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1、大采深高温矿井降温分析及综合治理一引言-1-二概况-1-三温度梯度-3-3.1温度梯度-3-3.2变化规律-3-3.3采煤工作面供风量与冷负荷的关系-4-四矿井热源-6-4.1空气自压缩放热-6-4.3机电设备散热-7-4.4氧化热和炸药爆破热-7-4.5矿井涌水散热-7-五矿井主要降温措施-8-5.1增加风量-8-5.2改革通风方式-8-5.3避开局部热源-8-5.4隔绝高温围岩-8-5.5热水防治-9-5.6采取个体防护-9-5.7井下集中制冷降温系统-10-六赵楼矿主要降温系统介绍及工作面降温系统计算-10-6.1赵楼降温系

2、统介绍-10-6.2采煤工作面降温设计-11-6.2.1采煤工作面需冷量估算-11-6.2.2输冷管道的冷损计算-12-6.2.3热水散热-13-6.2.4水泵的冷损计算-14-6.2.4采煤工作面降温效果研究-14-七1306工作面综合降温情况-15-7.11306概况-15-7.2采取措施-15-7.2.1增大风量法-15-7.2.2安装制冷风机-15-7.3降温效果分析-16-7.4存在的问题-17-7.5结束语-18--17-大采深高温矿井降温分析及综合治理一引言随着煤矿采煤技术的发展，煤炭开采的机械化程度也越来越高，井硐

3、中的机械设备也越来越多，同时，煤矿开采的深度也随之加深，原岩温度升高，导致采煤工作面温度过高，从而造成采煤环境恶劣，工人劳动强度加大，各类热害事故频繁发生。所以，如何降低高地温矿井采煤工作面的温度，对改善工人的劳动生产环境，提高作业安全系数，有着现实而又重大的意义。二概况兖煤菏泽能化公司赵楼矿井含煤地层为山西组和太原组，主采3煤层，埋深700～1200m，煤层平均厚度6.19m，煤层倾角2～18°，属赋存比较稳定煤层，矿井采用单一水平开拓方式，机械化放顶煤开采工艺，设计年产量为3.0Mt/a。工业广场布置主、副、风三个立井。主井净

4、直径7.0m，井深921.158m,属于千米深井。由于开采深度大，矿井地温较高，再加上采煤工作面机械设备散热，使得夏季7、8、9、10这4个月井下热害问题非常突出。因此，在2008年矿井建立了井下集中式降温系统对工作面进行降温。矿井开采前期采用中央并列抽出式通风方法，时间约30年。-17-随着矿井开拓、准备、回采巷道的不断增加，掘进工作面不断向纵深拓展，2007年9月份开始，大部分掘进工作面逐步转入煤巷施工，2009年3月份1302首采工作面投入生产，有效降低不断升高的采掘工作面环境温度已成为不容忽视和回避的问题。由原井筒冻结设备

5、经技术创新改造的临时降温系统，成功解决了井筒施工及二期工程前期的井巷施工的降温工作，但由于该临时降温系统的降温工艺的局限性，远不能解决矿井的准备、回采巷道施工及采煤工作面的降温问题。因此，探讨、研究高温矿井采掘工作面的制冷降温问题，降低采掘工作面空气温度，为井下职工创造良好、舒适的工作环境，在体现人本观念的同时，促进矿井安全生产，提高职工的生产效率等方面具有重大的现实意义。三温度梯度3.1温度梯度赵楼矿井煤层属正常地温梯度为背景的高温区，地层年恒温带为50～55m，温度为18.2℃，平均地温梯度2.20℃/100m，非煤系地层平均

6、地温梯度1.85℃/100m，煤系地层平均地温梯度2.76℃/100m，初期采区大部分块段原岩地温为37～45℃，处于二级热害状态。根据理论计算，赵楼矿井采、掘进工作面空气温度一般在32～35℃。-17-3.2变化规律在平面上，3（3下）煤层底板地温基本上与煤层底板等高线平行，即煤层埋藏越深温度越高。但同一深度，由于所处构造部位不同以及受其它地质因素影响不同，地温梯度也就不同，如在背斜轴部，温度略有增高。图13（3下）煤层底板温度等值线图3.3采煤工作面供风量与冷负荷的关系采掘工作面供风量的增加对降低采掘工作面的风温有一定的效果，

7、但风量大到一定程度后，这种效果并不明显。制冷量随采掘工作面风量的增加而减少，但风量增加到一定程度后，制冷量的变化不再减少，再增加量只能造成浪费。-17-采掘工作面可能的进风温度t0随着风量的增加而减少，采掘工作面允许的入风温度t1随风量的增加而提高，两条入风温度曲线随风量增加而逐渐靠近，如果将两条曲线绘制在同一坐标系中，就可能出现三种情况，一是两条曲线的交点在采掘工作面所允许的最大风量（M点）之前；二是两条曲线的交点在采掘工作面所允许的最大风量之后；三是两条曲线没有交点。因此要求得供风量与冷负荷的关系解析解非常困难，可以借助图解法

8、进行分析。图2供风量与冷负荷的关系示意图在图2中，两条入风温度曲线随风量增加而逐渐靠近，当两条曲线相交时，即t0=t1，此时LQ曲线与横轴相交，即LQ=0。在这种情况下，工作面需冷量随风量增加而单调下降，直至需冷量为零。如果t0、t1两条曲线的交点