深部开采矿井降温系统设计

随着煤矿开采深度的不断加深,井下热害问题越来越严重,严重影响井下工人的人身安全与高效开采,由于传统的非人工降温方式的局限性,机械空调制冷降温已经逐步发展起来。目前我国常用的矿井降温系统包括德国的地面集中空调式降温系统、南非的冰冷却降温系统及矿井涌水为冷源的HEMS降温系统。针对某矿井的实际情况,分析了3种降温系统的实用性与合理性,并对HEMS井下降温系统选择、系统设计及主要设备管路布置进行了介绍,重点就井下冷负荷计算和系统设计进行了详细的说明。     

某金属矿山深部开采人工制冷降温技术方案分析

据实测,某金属矿井开采深度千米以下的-200m中段的气温高达33.950C,深井高温热害已严重制约了该矿的安全高效开采和深部资源开发。由于该矿所采取的一般通风方法降温效果有限,为改善井下作业环境,必须采取相应的人工制冷降温技术措施。本文分析了该矿井下主要热源及其危害,通过对热源散热量的理论计算,运用矿井空调技术,对以冷水、冰作为冷源的地面集中降温系统分别进行了设计,并对这二种冷媒集中制冷系统进行技术经济分析。以冰作为冷源在深矿井集中降温系统中,其技术经济优势比较明显,也是以后深矿井降温的一个发展方向。     

矿井热源分析及降温技术研究和发展

矿井热源分析及降温技术对深井开采有重要意义。从矿井巷道内岩体放热、矿石氧化放热、机电设备放热、井下热水放热及局部热源放热5方面分析煤矿热害来源。将矿井降温技术分为传统降温技术和现代降温技术2大类型,评述各降温技术原理、特点及应用现状。机械制冰降温仍然存在运冰和融冰技术难题。机械制冷水降温技术应用成熟,已经成为现行矿井降温的主要手段;瓦斯发电制冷降温技术有机地结合了煤矿瓦斯排放和治理井下热害问题,实现了能源的合理利用;分离式热管降温技术适应大型化换热设备,冷、热流体完全分隔开,且系统循环不需要外加动力。另外,提出了现行矿井降温技术的一些改进方法及研究趋势。     

矿井降温技术研究进展与展望

矿井高温热害是矿井深部安全开采的重要影响因素之一,有效且经济的矿井降温技术对于深部高温矿井安全且高效开采尤为重要。分析了矿井热源的种类及热害对人的影响,并对目前矿井降温技术的原理及应用研究现状进行了评述;研究了用于热害较轻或浅部矿井的非人工制冷技术,着重阐述了用于热害较重和深部矿井的多种人工降温制冷技术;对比分析了液态气体相变制冷技术、直膨式热泵降温技术、动力性热管降温技术、个体防护服和涡流管结合矿井微气候调节技术的优缺点及其在矿山现场的应用研究进展,指出了目前各类降温技术存在的共性问题,讨论了未来地热控制及余热回收利用的技术发展趋势,为选择合适的深井降温技术提供依据。研究表明:目前矿井降温技术虽然飞速发展但存在能耗较大、制冷系统设备复杂且难以维护,只重视降温而忽略矿井湿度过高,未能充分利用矿井地热能源价值,非煤矿山专用降温系统研究较少等不足。针对矿井降温系统的共性问题提出了开发节能且高效的新型降温技术,着力开发制冷设备,坚持降温除湿并重的原则,充分利用矿井地热能源以及设计非煤矿山专用的矿井降温技术等应对措施。     

基于网络解算的矿井风流温度计算方法研究

矿井热害是影响煤矿安全生产的问题之一,通过对矿井热源的分析,对巷道进行了分类。结合风流热湿交换理论,总结了各类巷道的风流温度计算公式。在通风网络解算理论的基础上,对具体矿井进行了风流温度模拟计算。为高温矿井降温系统的确立提供了理论基础,以确保矿井能够安全、高效、经济的运转。     

基于网络解算的矿井风流温度计算方法研究

矿井热害是影响煤矿安全生产的问题之一,通过对矿井热源的分析,对巷道进行了分类。结合风流热湿交换理论,总结了各类巷道的风流温度计算公式。在通风网络解算理论的基础上,对具体矿井进行了风流温度模拟计算。为高温矿井降温系统的确立提供了理论基础,以确保矿井能够安全、高效、经济的运转。     

热管转移煤堆自燃热量的影响因素研究

为进一步研究不同充液率热管作用于不同热源条件下煤堆内温度场的变化规律,采用自主搭建的热管-煤堆实验平台,测试热管作用于煤堆的移热效应。实验通过热管对煤堆的降温特性分析以及前后期热管降温速率的对比分析,对整个热管抑制煤自燃系统进行优化,以确定合适的热管充液率。结果表明:充液率为20%的热管能实现对煤堆内蓄热量快速转移的最佳效果;实验发现煤堆高温区的温度大小对于热管移热性能影响较大,同样充液率条件下,热管在高温热源下煤堆降温速率是低温热源下降温速率的2倍;越靠近热源处的煤体,其温度幅度变化受到热源和热管作用双重影响越明显。     

矿井全风量降温在龙固煤矿热害治理中的应用

龙固煤矿井下高温热害较严重,通过对产生高温热害的热源和现有降温系统存在的问题进行分析,提出了采用矿井全风量降温解决高温热害的方案,并对方案的技术路线、冷负荷、冷热源、末端等进行了阐述。矿井全风量降温系统降低了井下进风的温湿度,有效改善了井下环境,具有噪音低、安全、可靠性高等优点。     

基建矿井热害防治综合措施

针对基建矿井热害治理技术研究较少、 热害治理复杂的现状, 基于基建矿井掘进工作面作业环境温度高, 降温负荷大, 供风沿途冷量损失较大, 低湿空气与掘进工作面的热湿交换不充分,基建降温设备利用率低的矿井热害特点, 设计了非机械制冷和机械制冷方式相结合的基建矿井降温综合治理措施。 非机械制冷方式包括增加风量, 选择合理的通风方式, 双巷掘进, 采用双层隔热风筒通风, 控制热源和加强管理等。 当非机械降温方式无法满足降温需求时, 采取机械降温方式, 以赵楼基建矿井为例进行分析, 发现机械降温系统运行效果较好, 井下掘进工作面温度符合 《煤矿安全规程》 要求。     

我国煤矿高温热害防治技术现状综述与进展

基于对我国矿井降温系统发展的回顾和当前煤矿热害治理中存在问题的分析,指出应进一步完善矿井热湿环境评价指标体系,认为确立适合各矿实际的降温系统方案,研发矿用降温系列设备和产品是矿井热害治理的关键;提出为实现矿井降温系统的低碳与高效运行,采用集中制冷与局部降温相结合的降温方式是治理矿井热害的有效途径,而矿用隔热防水材料和矿用降温服的研制也是治理矿井热害的有效措施。指出矿业工作者与制冷空调行业技术人员和企业进行技术合作和设备研发是治理矿井热害的迫切需求,同时需要国家进行相关政策与资金的扶持。