深井降温技术

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1、国内外矿井降温技术的现状分析摘要：矿井降温技术时早就兴起的项目，但是降温技术也是在逐步完善中的，本文介绍了各种矿井降温技术以及分析了优缺点，为技术人员做一个参考。关键词：降温制冷技术应用0引言防治矿井热害技术自20世纪20年代即已兴起，至今已有80余年的历史；但是，迅速发展并广泛应用是在20世纪70年代以后。我国开展降温技术研究也近50年，目前国内外矿井降温技术，可分为非机械制冷降温技术，机械制冷降温技术，机械制冰降温技术和空气压缩式制冷技术。1非机械制冷降温技术从矿井开拓部署到工作面生产的每个环节都可能对矿井风流的温度产生或多或少的影响

2、，归纳起来可分为如下几个方面：①矿井开拓部署和采区巷道布置；②采矿方法及顶板管理方式；③增加通风量。前苏联乌克兰科学院院士谢尔班AH，日本工学博士平松良雄和前西德埃森矿山研究院的福斯教授提出的矿内风流温度预测模型，能够比较明显地体现增加巷道通风量，巷道风温下降的趋势，从理论上证明了增加风量具有降温作用。大量的现场实验也说明增加风量具有较好的降温作用，最经济的通风量为巷道长度的0.56～0.84倍。兖矿集团东滩煤矿研究表明原岩温度每增加1℃，工作面气温约增加0.5～0.6℃”；“当生产水平岩温为34.8℃时，风量在1000～1400m3/m

3、in降温效果较为明显，当综采工作面的风量增加到1600m3/min后，可计算出采煤工作面的风温仍在30℃左右”；再增加风量也不会使工作面风温降到我国《煤矿安全规程》规定的26℃；2机械制冷降温技术从20世纪70年代，人工制冷降温技术开始迅速发展，使用越来越广泛、越来越成熟。德国、南非、印度、波兰、俄罗斯和澳大利亚等国家多采用该项技术，该种降温技术已经成为矿井降温的主要手段。包括：蒸气压缩式循环制冷空调，主要是以氟里昂和氨为制冷剂的冷水机组，主要是制取冷水；以热电站为热源的溴化锂制冷、串联压缩式制冷机组或氨吸收式制冷机组制取冷水；第2类：空

4、气制冷空调，又有涡轮式空气制冷、变容式空气制冷、涡流管式空气制冷和压气引射器制冷等形式；第3类：冰冷却空调系统2.1机械制取冷水降温空调矿井机械制冷降温空调系统由制冷机、空冷器、冷媒管道、高低压换热器、水泵及冷却塔组成。分为制冷、排热、输冷、散冷四大系统组成，目前国外的绝大部分矿井空调属于此类。机械制取冷水空调（蒸气压缩式循环制冷空调、热电站为热源的吸收式制冷机组）利用制冷机制备的冷冻水作为供冷媒质，通过空冷器冷却风流，从而向采掘工作面供冷，这两种空调系统根据制冷站的安装位置、冷却矿内风流的地点、载冷剂的循环方式等，可分为井下集中空调系统

5、、地面集中空调系统、井上下联合空调系统和井下分散局部空调系统四类。矿井降温技术主要有：井下集中式、地面集中式、井下地面联合集中式、分散式。德国和我国实践表明：负荷小于2MW的矿井，以采用分散式最优；负荷大于2MW的矿井，才采用集中式；集中式的3种型式，又以井上、下联合集中系统投资费用较高，地面集中式和井下集中式系统基本相同。井下集中式系统的致命弱点是冷凝热排放困难；地面集中式和井上下联合集中式系统必须使用高低压转换设备，此设备在冷冻水转换过程中会产生3～4℃的温度跃升。2.1.1蒸气压缩式循环制冷空调矿井降温的技术装备主要有矿用制冷、空调

6、设备，矿用空气冷却器，矿用供冷管道的保冷技术以及矿用水冷却装置等。我国已建的空调系统的装备和材料如表2.2～2.7所示。①矿用制冷机：目前国内外使用的矿用制冷机主要有四类：活塞式（往复式）、螺杆式（回转式）、离心式和吸收式。往复式制冷量较小，一般用作矿用移动式冷水机组，如LFJ-160矿用移动式冷风机组。在大制冷量的情况下，多采用离心式、螺杆式制冷机组。②矿用空冷器：矿用空冷器主要分为两大类：表面式空冷器和直接接触式空冷器(也称喷淋式空冷器)。表面式空冷器由于结构紧凑、体积小、不污染井下工作环境、适应性强等优点而倍受青睐。表面式空冷器为了

7、提高其换热效率，在肋管上增设翅片以增加换热面积。这种翅片式空冷器由于矿井井下条件恶劣、粉尘浓度高，使其很难发挥应有的效率。因此，德国等一些国家又改用传热效率低的光管式空冷器，以适应井下恶劣环境；我国、南非等一些国家仍以翅片式空冷器为主，而致力于空冷器清洗装置的研制。③国内应用现状：新汶矿区的孙村煤矿、河南的平顶山矿区、安徽的淮南矿区等地方也都使用的效果较好。但是根据我国目前矿井空调使用的整体情况来看，主要存在如下问题：a制冷系统可靠性低、降温效果差，冷损高达45%以上，系统复杂，维护困难、投入大、运营成本高；b矿用空冷器规格种类比较少，未

8、形成系列产品。肋片冲压成型和胀管机械设备与技术水平还不高；空冷器的制造材料质量还不能完全过关；传热系数和换热效率比较低，防尘和清洗问题也一直没有彻底解决。其配套装置包括安全保护和自控装置的研制