多目标决策法在赵楼矿降温系统优选中的应用

在确立矿井制冷降温系统优选评价指标及其权重的基础上,详细介绍了多目标决策法的理论基础及应用原理。以赵楼煤矿为例,利用多目标决策法对各种矿井降温系统进行了优选,结果表明:井下集中式冷水降温系统适合于赵楼煤矿具体条件,可以较好地解决矿井采掘工作面的高温热害问题。应用该方法能够客观公正地确定出最优方案,从而加快设计速度,避免决策失误。     

矿井降温系统方案决策指标及权值确定

新建以及生产矿井存在高温热害灾害较严重需要进行矿井制冷降温系统设计时,应对各方案进行经济技术比较,确定最优的矿井制冷降温系统及其设计方案.本文采用"专家咨询法"确定了矿井降温系统方案优化决策时可以采用的10项评判指标;采用相对重要性序列矩阵法求出了各指标的权值;对各指标进行了重要性程度排序.为矿井制冷降温系统方案优化决策奠定了基础.     

永川煤矿井下热环境分析及综合治理的研究

为了改善永川煤矿井下采掘工作面的热环境,从理论分析、方案比较及初步设计角度进行阐述,提出矿井热环境治理的方法和思路。首先,基于对永川煤矿采掘工作面热环境参数的实测与分析,评价矿井的热害程度;其次,对井下各种热源的热释放规律及散热量进行了分析和计算,得出矿井热环境的主要影响因素;再次,根据模拟巷道法进行计算,确定了矿井通风降温的极限可采深度,从而得出了以人工制冷降温为主、通风等措施为辅,综合治理矿井热环境的结论;最后,计算了采掘工作面需冷量及管道的冷量损失,从而得出矿井空调系统需冷量,并根据永川煤矿井下布局,提出了几种降温方案,通过比较分析,确定采用区域集中制冷降温系统分别解决南北两翼的热害问题。     

基于层次分析和模糊综合评判的降温系统优选

针对目前矿井在降温系统的选择上缺少系统的评价方法及合理的定量分析手段,提出了一种新的矿井降温系统优选方法.即运用层次分析法建立矿井降温系统优选指标体系,定量地得出各指标的权重系数;结合模糊综合评判,建立评判集与评判矩阵,最后根据综合评分做出判断.以刘庄煤矿为例,通过运用层次分析和模糊综合评判的优选方法,选择井下集中制冷的降温方案;措施实施后,采煤工作面降温效果显著,降低幅度平均达7.5℃.表明了此方法的科学性与合理性,能够为方案优选提供参考,具有一定的实用价值.     

赵楼矿井制冷降温技术

赵楼煤矿根据自身特点,在矿井基建的不同时期分别制定井筒凿进时期制冷降温系统和井下永久制冷降温系统。井筒凿进时期,在地面设置制冷机组与喷淋室,降低进风风流温度;随着采掘工程的进展,在井底车场设置井下集中式永久制冷降温系统,制取低温冷媒水,通过保温管路输送至需冷地点,降低工作面进风风流温度,均取得了良好的效果。     

赵楼煤矿高温热害防治研究与实践

结合兖州赵楼煤矿高温热害防治研究与实践,对开拓、掘进、回采工作面热源状况进行分析,从矿井建设到投产不同阶段的高温热害防治措施进行研究。研究表明,赵楼煤矿开拓及掘进工作面以围岩散热为主,采煤工作面以机电设备及热水散热为主;赵楼煤矿从矿井设计、降温设备、管理措施、个人防护等多方面综合考虑,采取矿井分区通风、机械降温、工作面采用下行通风、缩减职工作业时间、补充盐水等方法对矿井建设到矿井投产的高温热害进行全过程、全方位的综合防治,其中在矿井建设时期、矿井建设过渡时期采用“地面制冷站-井口风室喷水冷风制备-井下通风工作面降温/矿井通风系统井下降温”制冷工艺,矿井投产后采取在井底车场设置制冷硐室进行井下集中制冷,均取得良好的降温效果。     

基于多目标决策的深井降温方法优选

当前深井降温方法的选取方法具有局限性,故提出基于多目标决策的优选方法,该方法可有效提高深井降温方法优选决策的科学性。研究采用"专家咨询法"确定优选决策的5个评价指标,用相对重要性序列矩阵法求出各指标的权值;以原始围岩温度和开采深度作为选择降温方案的参考依据,选取指标数据完整的28个矿井,对其评价指标值与权值进行多目标决策计算;以计算结果值与理想结果值偏差最小的方案为优选方案,得到不同原始岩温和开采深度下对应的最优矿井降温方法。该方法可根据热害等级、原始岩温和开采深度等优选适合相应矿井的最优降温方案。     

矿井降温方案优选决策的分析与应用

为了提高目前矿井降温系统方案优选的精确性,提出灰色关联法和层次分析法相结合的方案优选决策方法。首先根据矿井的实际状况,提出3种备选方案;其次按照经济、技术、环境3个方面确定评价指标,利用灰色关联法确定各指标的关联系数,同时采用层次分析法中的相对重要性序列矩阵法,并结合MATLAB软件,求出各指标的权值;最后根据关联度选出最优方案。     

高温矿井制冷降温管网解算及优化方法研究

高温矿井采用井下集中式制冷降温系统受采掘范围的影响,冷冻水输送管网复杂,导致末端冷量供给不足,严重影响系统降温效果。为提高矿井降温系统冷量利用率,以赵楼煤矿井下制冷降温管网为例,基于图论原理建立井下降温管网拓扑模型,采用水力基本方程计算管段流量、节点阻力和水力损失,得到降温管网水力特性;通过管网节点温升的计算,确定冷冻水输送过程的冷量损失;结合管网水力、热力特性,对降温管网进行优化。结果表明：赵楼煤矿井下制冷降温管网末端工作面冷冻水流量最小为0.001 m³/s,管网水力损失大的位置为一集轨道下山、7302运输巷和中部辅运大巷。降温系统分别给五采区和七采区共4个工作面供冷,冷量损失为1.22×106 J/s,其中七采区降温系统冷量损失占88.15%,管网摩擦和传热冷量损失分别为5.39×105、6.805×105 J/s,末端冷冻水最高输水温度为13.9℃。提出管道-泵阀联调优化方法,采用动态平衡阀对南部1号辅助运输大巷和二集辅助巷冷冻水流量恒定在0.022～0.04 m³/s,实现末端空冷器流量稳定;采用静态平衡阀调节管网支路阻力,将工作面...     

高效空冷器在赵楼煤矿采煤工作面的应用

冷却降温是防治矿井高温的有效措施,而这其中空冷器是重要的降温设备。在对赵楼煤矿采煤工作面进行制冷降温时,根据井下液压支架的特点,将空冷器设计成半开放的形式,使其能够满足井下制冷需求的同时还能够与液压支架一起往前推进,避免了重复拆卸的工作。根据计算确定空冷器联合工作时的最优布置位置,使其满足长距离大宽度采煤工作面的制冷降温需求。     

矿井深部热害分析及治理研究

高温高湿热害是矿井向深部开拓延伸中普遍面临的问题,给井下作业人员的健康和矿井安全生产带来了极大的影响和危害。论述了热害治理的非人工制冷降温与人工制冷降温（矿井空调降温）两条主要思路,分析了非人工制冷降温的主要技术措施及特点,矿井空调降温的主要类型与基本原理,以及矿井空调降温方案的优缺点。     

矿井深部热害分析及治理研究

高温高湿热害是矿井向深部开拓延伸中普遍面临的问题,给井下作业人员的健康和矿井安全生产带来了极大的影响和危害。论述了热害治理的非人工制冷降温与人工制冷降温（矿井空调降温）两条主要思路,分析了非人工制冷降温的主要技术措施及特点,矿井空调降温的主要类型与基本原理,以及矿井空调降温方案的优缺点。     

基于井筒低温淋水的矿井降温技术研究

分析了中平能化五矿热害的热源情况,利用五矿风井中低温淋水设计了降温系统,即制冷机组制取低温冷冻水,通过输冷管道向采煤工作面运输巷输送,由安装在运输巷中的空冷器对风流进行冷却,回水重新回入制冷机组进行制冷循环,制冷产生的冷凝热利用北山井筒低温淋水排放,有效解决了井下冷凝热排放困难的技术难题。为避免长采煤工作面降温"下冷上热"现象,采用低温淋水喷淋降温后,现场测试表明,喷淋未开时采煤工作面上出口降温幅度为2.8℃,喷淋开时采煤工作面上出口降温幅度为4.8℃,采煤工作面温度平均降低4℃,空气中含湿量下降6 g/kg左右,保障了热害矿井的安全生产。     

金属矿山独头掘进巷道降温试验

金属矿山独头掘进巷道制冷系数是计算独头掘进巷道降温需冷量非常重要的参数之一,关系到能否达到预期降温效果及影响着降温工程的的经济投入。利用“金属矿山深部开采降温试验系统”分别模拟通风降温、加大风量降温、制冷降温、加大制冷降温4种条件下独头掘进巷道的降温过程,并分析独头掘进巷道降温效果,在通风及加大风量降温后,独头掘进巷道内温度先下降然后趋于稳定,再也无法下降,只有通过制冷措施,对独头掘进工作面进行降温。通过监测数据的焓差值计算出降温制冷系数,同时利用多次试验得出制冷系数范围在1.38~1.68,进而为独头掘进巷道降温设计提供设计依据。     

井下局部降温技术的实践应用

同煤集团某矿二号井开采至埋深740 m位置,出现了明显地下热害现象,必须采取降温措施逐步解决。在详细分析地下热害现状及主要原因的基础上,通过井下降温冷负荷计算,确定了直冷式局部降温制冷装置来控制采掘工作面局部高温的降温方案,并开展设备选型和具体布置。020602综采工作面的局部制冷装置设置完成后,通过对工作面内部各处设置的温、湿度传感器的反馈数据进行汇总,发现该技术方案改善了工作面内部湿热的工作环境,可以起到良好的降温效果,为井下作业人员创造了良好的作业条件。     

井下深部开采工作面冷量配置及优化

介绍了依据空冷长度的计算公式及结合CFD数值模拟分析系统,在整个降温系统制冷功率配置有限的条件下,确定了工作面进风巷空冷器的布置位置,有效解决了空冷器在工作面降温系统中的合理配置。并结合温度场模拟分析及后期深部开采工作面需冷量预测结果,采取辅助降温措施,为深部开采中制冷设备的优化配置提供可靠依据。     

顾桥矿高温风流致热源分析及防治措施

针对深井开采时的风流高温问题,对具有代表性的顾桥煤矿高温致热源进行了全方位的分析。提出了相关的高温防治措施,有开采技术措施以及分区集中制冷、冷凝热地面排放降温系统,对该降温系统进行了详细的介绍,对比分析了降温措施取得的效果。结果表明,采取降温措施可降低井下局部区域风流温度4～5℃,改善了工作环境,提高了工作效率,降低了事故的发生率,保障了煤矿的安全生产。     

某煤矿回采工作面风流冷却方式的确定

回采工作面是矿井主要热害地点,其风流冷却方式的确定是提高回采工作面降温效果和降低降温工作对生产影响的关键。分析了某矿井工作面的制冷降温方式,首先通过风温逆向热力计算方法得出了该回采工作面采用集中制冷降温方式不能满足降温要求,须采用工作面内分段制冷降温方式的结论;其次通过对工作面风流冷却方式进行数值模拟及理论计算,确定了使用小型空冷器在工作面内分段制冷降温的具体方式。     

风机盘管风量测试的应用分析

随着采矿业的发展,高温环境矿井也日益增多,通风降温和机械制冷降温在煤矿矿井中的应用越来越普遍。以降温设备风机盘管为例,从测试设备的选择、测试断面的确定、测点布置、数据处理等方面,阐述了风量的测试方法。