平煤五矿热害分析及对策.pdf

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1、能源技术与管理2010年第4期doi：10．3969．issn1672-9943．2010．o4．o41琵慧∞：：舞：糍：0安全生产与捡渊殍价：骁戮鬻誉蓦平煤五矿热軎分析及又刁策杨芳，菅从光，苏伟，陈莉艳，高建康(1．中国矿业大学电力工程学院，江苏徐州221008；2．苏州市政工程设计院有限责任公司，江苏苏州215007；3．河南神火煤电股份有限公司，河南永城476600)[摘要]结合平煤五矿热害情况，以己15—23220工作面为例，通过热源分析，建立井下热源主次图，确定围岩散热、空气自压缩和机电设备散热为主要热源，三项之和在总放

2、热量中所占比例高达99．01％。提出了平煤五矿宜采用地面制冰井下制冷降温的人工制冷方式，并详细阐述了地面制冰井下制冷降温方式的主4e_v-艺流程和主要设备组成，为平煤五矿的降温提供理论依据，以指导矿井下一步的降温工作。[关键词]矿井热害；矿井降温；冰制冷[中图分类号]TD727[文献标识码]B[文章编号]1672-9943(2010)04—0O96-O2唧蕞作面温度普遍较高。每年6、7、8月采掘工作面温0引言∞㈣∞∞∞∞∞∞∞∞啪∞瑚∞鲫度大都达到32℃～35℃，个别高达37℃，由于矿我国是世界上第一产煤大国，有95％的煤炭井采深

3、大，高温问题十分突出，严重影响现场作业产量来源于地下采矿。目前，为了满足国民生产需人员的身体健康。高温热害已严重制约了矿井安要，煤矿必然加快向深部矿床资源的勘探和开全生产，成为平煤五矿亟待解决的问题。采⋯，许多矿井的开采深度已达900～1300m。深2平煤五矿热害致因分析部开采条件下，随着采矿机械化程度的提高，生产集中，开采强度增大，地温的升高恶化了井下作业经过计算，平煤五矿己15—23220工作面各种环境，矿井热害问题也越来越突出。矿井热害是指热源放热量及所占比例如图I所示。井下风流的温度、相对湿度、风速和焓达到一定状：●态后，

4、致使人体散热困难，工人感到闷热，劳动生产率下降，进而出现大汗不止、体温升高、头昏、虚脱、呕吐等中暑症状，甚至死亡的自然灾害。据3％不完全统计，我国已有70处大型煤矿生产矿井的●采掘工作面最高气温超过《煤矿安全规程》口的规●定，其中超过30℃以上的矿井有26处，最高温度达35cc～37℃，大大超过《煤矿安全规程》规定●的“采掘工作面空气温度不得超过28”标准∞j。目前我国煤矿开采深度以每年8～12m的速度增I。!。．。％。．。％加，一般矿井100～250m／10a的速度向下挖掘，预空气自压缩围岩机电氧化运输人员热源计未来20a内很多

5、煤矿将进入到1000～1500m的开采深度。随着矿井向更深部开采，各矿区相继图1工作面井下热源主次图出现了高温热害问题。矿井高温已严重制约了矿由图1可知平煤五矿己15—23220回采工作井安全生产，受到国内外采矿界的普遍关注。面的热源主要为围岩散热，空气自压缩和机电设备放热，三项之和在总放热量中所占比例高达1平煤五矿概况99．01％，其中又以围岩散热最大，氧化、运输以及平煤五矿目前开采深度为一550m，垂深720m，人员的放热量几乎可以忽略不计。平煤五矿在进由于受地温、围岩、机电设备等因素影响，回采T一步进行矿井通风系统设计时，应

6、尽量选取浅部2010年第4期杨芳，等乎煤五矿热害分析及对策97低岩温巷道为进风巷，缩短进风线路长度，才能使外，不存在井下冷凝热排放的问题。②主要的设备风流通过巷道的温升较小。都安装在地面，无须防爆，管理、安装、维护方便，通过计算可知，平煤五矿极限开采深度275m，井下只有水泵、空冷器、局扇等少量设备，可有效目前开采深度远远超过275m，己15—23220工作保证降温系统运行稳定、可靠，最大限度的发挥制面不能用增风方式来降温，只能采用人工制冷方冰降温系统的降温作用。③冰冷却空调系统由于式降温。利用冰的融解潜热进行降温，所以在同样冷负

7、荷的条件下，向井下的输冰量仅为输水量的1／4～3工作面需冷负荷1／5。由于输冷管道和输送流量减少，管道投资费用根据《煤矿安全规程》规定：“采掘工作面空气和运行能耗降低，由管道温升而产生的冷损降低，温度不得超过28℃”。因此，回采工作面风流的降所以系统的装机容量和投资费用都大大降低。④温标准不高于28℃。矿井空调的最终目的是将进矿井采掘深度增加，冰制冷空调系统经济效益越入回采工作面的风温降低。因此，载冷剂必将从进明显。入回采工作面的风流中吸取热量，并将这些热量4．2降温系统工艺流程通过制冷机的排热系统转移到回风道或地面大气地面制冰一

8、井下降温系统如图2所示。在地中去。回采工作面的需冷量，就是载冷剂通过空冷面建立制冰站，安装制冰系统。制冰站生产的片冰器从风流中吸取的热量、供冷管道冷损失的综合。通过安装在井筒中的一趟输冰保温管路被送至井回采工作面的理论需冷量由显热形成的冷底车场的融