热—电—乙二醇低温制冷矿井降温技术的研究及应用

从技术和经济角度分析总结了已有降温模式的缺点和使用中存在的问题。利用瓦斯发电后的烟气余热作为矿井降温制冷动力,首次提出了采用热—电—乙二醇低温制冷解决井下高温问题的模式及理论。通过在平煤四矿应用,取得了国内最好的降温效果,并在运行成本、可靠性上取得重大突破。     

煤矿救生舱中制冷装置研究

通过救生舱内外的环境特点,对救生舱制冷方法进行研究,提出了以液态CO2做为制冷剂的开放式制冷方法。研制了适合于煤矿用救生舱的高性能CO2制冷装置,其结构合理、安装布置方便、操作简单、便于维护、不会产生二次污染。采用制冷后蒸发的CO2高压气体作为气动风机的动力源,解决灾变时期动力缺失的问题。通过实验证明救生舱制冷装置的性能可以保证救生舱内的温湿度适宜避难人员生存。     

低温条件下乙二醇基钻井液体系的试验研究

钻井液在冰点以下能否保持正常的工作性能对低温地层的勘探工作具有十分重要的意义,选择乙二醇作为钻井液的防冻剂可以满足勘探钻进工作的要求。对乙二醇复合聚合物钻井液的耐低温能力、流变性、失水特性以及钻井液的防塌能力进行了试验研究,确定了乙二醇及钻井液中其它聚合物的加量,使其满足低温条件下勘探的要求。     

一种可测挥发性液体的耐腐蚀黏度计的设计与研究

黏度计广泛应用于测量钻井液、完井液和压裂液等样品的黏度。由于钻井液、压裂液等样品成份复杂,有些样品含有可挥发的腐蚀性成份,如用于对压裂液进行破胶测试时,样品中常会含有盐酸、土酸等腐蚀性比较强的成份。在测试这类样品的黏度时,现有的常规黏度计,包括进口仪器在内,都没有设计防腐功能,导致包括弹簧、轴承在内的测试系统部件在测试过程中受腐蚀而损坏,造成仪器使用寿命极短,无法正常使用。为了克服这一技术性难题,有必要研制可以测试含挥发性腐蚀气体样品黏度的耐腐蚀性黏度计。本文介绍了我们研制的一款可以测试含挥发性腐蚀气体样品黏度的耐腐蚀性黏度计的工作原理和性能指标,经过实验和对比验证,证明该耐腐蚀性黏度计具有耐腐蚀性良好和测量精度高等优点。     

制冷液温度对地下冷冻墙制冷效果影响的有限元分析

油页岩原位开采、矿山竖井施工、基坑支护等工程中,常采用地下冷冻墙进行止水和护壁。在地下冷冻墙制冷系统中,制冷液温度影响冻结交圈时间,进而影响地下冷冻墙的制冷效率,更影响工程的施工成本及运行费用。通过有限元模拟,对制冷过程中地下温度场进行理论分析,得出制冷液温度对地下温度场的影响规律,并对制冷液温度进行优化,得到在制冷机组制冷或风冷制冷方式下,制冷液温度应在-10~-15℃较为合适的结论,为提高地下冷冻墙制冷效率提供理论指导。     

天然气水合物钻探钻井液低温特性的研究

天然气水合物是一种赋存于低温条件和较高压力的新型清洁能源,勘探开发中必须保持天然气水合物的稳定才能钻取实物岩心。从维持天然气水合物相态平衡着手,介绍了国外用于抑制天然气水合物相态平衡的低温钻井液体系,分析了低温环境下钻井液流变特性和密度特性,提出了天然气水合物钻探钻井液体系研究的建议。     

煤矿井下避难硐室的制冷方法研究

介绍了适合煤矿井下避难硐室的二氧化碳制冷、蓄冰制冷、相变制冷和化学制冷的制冷原理。应根据避难硐室大小和所处环境,选择相适应的制冷方法。     

矿井冰制冷降温系统预冷机组能效测试与分析

冰制冷降温系统已在我国多个高温矿井获得成功应用,其制冷系统主要包括冷水预冷系统和制冰系统,预冷系统制冷能效的高低及出水水温对整个制冷系统能效高低具有重要影响。通过对唐口煤矿冰制冷降温系统两级预冷机组制冷量及制冷能效(COP)的测试和分析,得出两预冷机组平均制冷量、出口水温、制冷能效分别为435 kW、13.6℃、4.34和605 kW、8.9℃、3.8,指出两预冷机组实际运行能效远低于其设计工况。为提高制冷能效,建议对机组进行能效的诊断分析。     

低温浮选萤石的工艺研究

本文采用一种新型捕收剂XL-2实现了在低温条件下的萤石浮选。XL-2具有良好的萤石选别效果和较强的抗低温性能,采用两段磨矿,一次粗选,一次扫选,七次精选,中矿1返回扫选,其余中矿顺序返回的闭路流程,获得了CaF2品位97．82％、回收率87．26％的精矿产品。     

海洋天然气水合物地层钻探钻井液低温流变性能研究

海洋天然气水合物赋存于低温和高压环境条件,以分解抑制法钻进水合物地层,常通过降低钻井液的温度来抑制水合物的分解,所以要求钻井液具有良好的低温性能.对甲酸盐海水钻井液和聚合醇海水钻井液在不同低温条件下的流变性能进行了探讨.结果表明:钻井液处理剂和水合物抑制剂均对钻井液的低温流变性能有不同程度的影响.提出在研究海洋天然气水合物地层钻探钻井液时,应合理选择钻井液体系和处理剂,确保钻井液在低温条件下具有良好的流变性能.     

基于普通车床的托辊旋转阻力测试装置的研究

针对现有各种托辊旋转阻力测试方法中,难以进行在不同托辊负载和转速下测试,在测试精度以及应用便捷性方面存在的问题,设计了一种基于普通车床的托辊旋转阻力测试装置。该装置由托辊卡具、压力传感器、放大器和USB数据采集卡组成,在Labview软件支持下,使用普通笔记本就可以进行测试。对该测试装置的测试方法和测试数据误差进行了分析和实际检测,分析认为用正反转测试方法可显著降低数据误差;实际测试数据表明该测试装置的实验数据误差小,重复性好。     

黏附系数测定仪黏附装置的研究

本文介绍了黏附系数测定仪工作原理,指出黏附盘与泥饼黏附方式不同会影响测试结果,介绍了传统黏附方式、弹簧黏附装置、气源黏附装置、螺旋传动黏附装置等几种黏附盘的黏附装置。     

ZLSQ-5.5矿用气动制冷装置

针对现有煤矿避难硐室降温产品的不足,研制了ZLSQ-5.5矿用气动制冷装置,依据相关标准对其名义工况性能、变工况性能、安全控制元件灵敏度及机组噪声进行了试验研究,为煤矿避难硐室或矿井局部降温提供了新的技术与装备。     

钻井液冷却装置技术发展现状及展望

随着国内油气钻井向着万米深井开发,钻井过程中井底温度越来越高,因此需要对钻井液降温冷却以保护井下工具仪器。而国内钻井液冷却装置普遍存在设备超大、超高以及设备冷却降温幅度不大的现状。本文从介绍国外钻井液冷却装置技术现状出发,阐述了国外钻井液冷却装置技术现状;同时结合国内钻井工况,重点分析了国内自然冷却、开式冷却、闭式冷却和强制冷却4种钻井液冷却装置的工作原理、优缺点和适应范围。结合国内钻井技术发展现状,为保障冷却装置降温效果,结合道路运输和环保要求,分析了冷却装置降温机理研究、工程适应性、应用局限性和装置可靠性等关键技术难题,提出了冷却装置技术研发思路,为开发研制适应性强、可靠性高和冷却效果显著的装置提供参考。     

采掘工作面局部制冷设备降温效果分析

随着开采深度不断加深,受地热灾害的影响,采掘工作面热害问题日益严重。通过现场测量并分析11206工作面和西翼运输巷掘进工作面热害情况,对比分析了安装使用局部制冷设备前后采掘工作面温度降低情况,确定了该局部制冷设备在采掘工作面的有效降温范围。该制冷设备投资少,安装使用方便快捷,能有效地改善采掘工作面一定范围内的气候条件。     

深井大规模矿山通风制冷有效性研究

随着矿山开采规模的加大和矿井深度的加深,井下热害问题越来越突显,加大风量具有较好的降温作用,然而加大风量受许多条件的制约。在对深井大规模矿山通风特点分析的基础上,从经济断面对风量的确定、增大风量对终端风温的影响、通风制冷能力以及无人工制冷开采极限深度的确定等方面对深井大规模矿山通风制冷的有效性进行研究,以期指导深井矿山的热害防治工作。     

ZLS-3300煤矿井下用高压模块化制冷装置的研制

为了给深部开采矿井及大型机械化矿井热害治理提供装备,改善依赖进口设备的现状,结合我国煤矿井的实际条件,研制了ZLS-3300高压模块化制冷装置。首先,确定制冷装置设计的基本参数;其次,进行制冷装置换热器的传热设计和强度设计,确定换热器的性能参数和强度参数;最后,进行制冷装置模块化设计及整体布局,使单组部件或单个部件尺寸不超过4.4 m×1.5 m×2.0 m (长×宽×高),质量不超过10 t。ZLS-3300制冷装置在实际应用检验中,额定工况下运行时制冷量测定值达到3 677 kW,富裕系数大于10%,并且具有制冷量大、承压高和尺寸小的优点。     

永磁调速式煤矿区移动制冷装置

对永磁调速型移动制冷装置进行整体设计,研究了配合磁力耦合器的ZLF-400移动制冷装置。在温度不断变化的实验场地进行制冷试验,不设置温度参数时,制冷温度会自动调节到固化温度,若需改变温度,则改变控制器上温度参数,控制器会向调速型磁力耦合器的执行器发出改变气隙的命令,从而调节压缩机与风机电机转速来改变制冷温度。在相同条件下不用磁力耦合器控制电机做相同制冷试验,每小时设备耗电量明显增加。试验结果表明,使用调速型磁力耦合器的制冷设备,制冷温度与风量适宜且耗能低,大大节约了耗电成本,且增加了工作人员的舒适度。