高温采煤面局部降温技术优化研究与应用

介绍了井下采煤面存在的高温热害问题,针对现有降温技术存在的不足之处,设计了一种新型局部降温系统。在采取降温措施后,利用FLUENT模拟软件对工作面温度分布场进行了模拟,根据现场实测与模拟结果,验证了系统具有很好的降温效果,使工作面降温幅度为4～6℃,为井下采煤面工人提供一个相对舒适的环境。     

金属矿山深部掘进巷道热交换模拟测试平台设计

基于深井采矿热害控制问题,研发设计了金属矿山深部掘进巷道热交换模拟测试平台。该测试平台按照相似理论将井下掘进巷道简化为长方体硐室。利用电加热膜模拟井下各类热源,加湿器加湿模拟井下高湿环境;制冷降温装置由制冷机组、空冷器和冷风风管等构成。试验平台采用西门子300PLC系统进行实时监测以及远程操作,对工艺流程上设备运行的工况、生产流程中的工艺参数进行实时采集,并将采集的数据传送到上位操作画面,由上位机根据工艺要求,对设备、工艺过程、工艺参数进行自动控制和操作。试验平台能够在实验室内模拟井下真实热湿交换环境,模拟巷道流场、温度场及湿度场的变化规律,研究制冷降温系统的匹配优化和冷量在工作面的配送方式对降温效果的影响因素等,对于解决目前深井开采面临的问题具有很好的现实意义和推广应用价值。     

基于计算机模拟技术的开拓工作面温度场变化影响分析

随着煤矿科学的发展,计算机模拟技术逐渐应用到井下开采工程的决策制定中。文章以矿井迎头工作面温度场为研究对象,提出了气相数值模拟方程和颗粒项随机轨道方程,为计算机模拟奠定了理论基础。在模拟过程中,增加了雾化喷淋降温措施,计算结果和实际测量数据基本吻合,验证了计算机模拟技术的有效性。该研究为井下工作面降温工艺策略的制定提出了一种行之有效的方法。     

半导体制冷技术在矿井局部降温中的应用研究

提出了半导体制冷降温技术应用于矿井降温的思路。在介绍半导体降温原理的基础上设计了基于半导体的矿井降温系统模型,理论计算得出上述系统可以满足井下冷量需求,利用FLUENT软件进行模拟进一步分析得出:半导体制冷降温技术可以应用于矿井局部降温中。     

基于相变降温技术的矿井局部热害控制研究

文章在详细总结国内外高温矿井局部热害成因和控制方法的基础上,提出了极细雾粒相变降温技术。通过流体力学数值模拟软件CFD,对煤矿井下高温硐室的相变降温进行数值模拟研究。结果表明,经过相变降温后,硐室温度降低到人体可以接受的范围之内,利于煤矿的绿色、安全、高效、和谐发展。     

核桃峪煤矿井下集中降温系统的设计研究

基于核桃峪煤矿井下热害严重且涌水量多的特点,设计一种利用矿井涌水作冷却水源的井下集中降温系统,运用数值模拟对降温效果进行预测研究。研究结果表明,项目实施前期使用该系统可减少地面冷却站的投资使用,实现矿井涌水的变害为利;机械降温后风流可将采煤工作面的气象条件控制在26℃以下,降温效果良好。研究结果对核桃峪煤矿安全、高效开采具有重要的应用价值和指导意义。     

浅论煤矿集中式制冷降温系统

文章论述了煤矿井下降温的必要性,介绍了主要的煤矿井下降温系统分类及其特点,详细阐述了井下集中式降温系统和地面集中式降温系统,并对这两种井下降温系统的优点以及存在的缺点做了全方位对比。     

基于Ventsim软件的深井高温矿床通风降温模拟

以泥河铁矿的深井高温矿床为例,采用Ventsim三维通风软件对井下人员活动集中地点的温度分布情况进行模拟计算,结果表明:5—10月份的井下作业温度超过规范要求的极限值,需要采用人工制冷降温措施。对人工制冷效果的模拟结果显示,采用人工制冷降温措施后,井下作业温度大部分能满足规范要求;为了降低生产成本,9—10月份降低制冷设备的功率亦能满足规范要求。     

高温热害矿井通风制冷降温技术

以巨野矿区新巨龙矿井为对象,对其通风难点和降温难点进行分析,提出井口全风量降温和井下集中式降温相结合的分级降温方法,对比井口风流和综放工作面进风路线的风流温度,研究其降温效果。矿井通风路线延长,井巷断面、方向变化以及分叉或汇合点增多,风流的沿程阻力和局部阻力增加,空气压缩产热增加,风流与围岩的热交换作用加强,加剧了高温矿井热害。井口全风量降温系统用于降低矿井进风口风流温度,将高温风流热量留在地面;井下集中式降温系统用于解决井下工作面的风流降温,经过降温后井筒入口风流温度均保持在19℃以下,风流进入井底后沿通风路线上温度相对稳定,整体变化幅度在2℃以内,采用井下集中式降温系统后,工作面进回风之间的风流温度差为4℃;井口降温和井下降温相结合的分级降温方法能有效改善井下环境。     

赵楼煤矿井下热环境特性分析与机械降温设计

以赵楼煤矿井下回采工作面、掘进工作面风流干球温度、湿球温度、流量及气压的实测数据为依据,分析其在降温系统运行前后的分布、变化规律,得出潜热占到井下降温冷负荷的80%以上;对单位体积风流而言,回采工作面散热量占到井下降温冷负荷的50%以上等结论。进而阐述了煤矿井下机械降温工程设计的一些要点。     

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。     

深部矿井高温热害防治研究与工程应用

以山东霄云煤矿井下热害防治研究与工程实践为例,理论计算了该矿冷负荷量,根据需冷量及矿井概况进行井下集中降温工艺设计,最后通过降温系统实施,成功给井下高温热害工作面降温除湿。检测结果表明:工作面降温前干球温度31℃～35℃,降温后干球温度24℃～26℃,降温幅度7℃～9℃,大大改善了井下工作面环境,热害防治效果明显,且降温系统运行稳定,具有推广价值。     

铜矿井下掘进工作面局部降温技术

热害是铜矿井下掘进工作中面临的常见问题之一,其不仅会影响相关工作的效率与质量,而且还存在较大的安全隐患。为降低热害对铜矿井下掘进工作的影响,针对铜矿井下热害问题展开了研究,对铜矿井下热害问题的成因进行多方面因素分析,针对铜矿井下掘进工作面局部降温系统存在问题,提出了局部降温技术改进措施。大红山铜矿工程实际应用效果证明,降温系统可有效降温12.5℃,降温效果较好,满足井下掘进的实际需求。     

矿井降温与热能利用一体化技术

以高温热害矿井为研究对象,设计一套井下降温与热能利用的综合系统,该系统既可以制冷工况运行,为高温矿井井下降温提供低温冷源,也可以在冬季制热工况运行回收高温矿井井下热能,为地面建筑提供供热热源。该技术综合利用热泵与井下降温技术,在进行矿井降温的同时,实现了井下热能回收利用,一套系统解决了高温矿井井下降温和地面建筑供热的双重需求,同时极大地降低了设备投资和运行费用,实现了能源的循环利用。     

井下回风排热在矿井降温工程中的应用

 矿井降温系统有地面集中式、井下集中式和地面井下联合式三种,而对井下集中式矿井降温系统难点在于井下冷凝热的排放问题,一般有利用矿井涌水排热和利用回风排热两种方式,基于利用矿井涌水排热又限于矿井涌水量充足的矿井的局限性,重点研究了利用回风排热的方式,提出利用回风排热的井下冷却站的三种不同形式。该方式应用于张小楼深井降温系统,运行效果良好,表明井下集中式矿井降温系统利用回风排热的方式排热,切实可行。     

人体降温服在高温矿井的应用现状与发展方向

在井下高温高湿的环境中长期工作，不仅危害矿工的身体健康，还易导致井下事故的发生,针对这一现状，可采用人体降温服作为个体降温装置。对现有的降温服技术及其发展情况进行了总结，根据冷却介质的不同，将其分为风冷式降温服、液冷式降温服、相变降温服、半导体降温服以及化学冰袋降温服;讨论了各种降温服的工作原理、优缺点以及在井下使用的可行性；展望了人体降温服在今后的发展方向。     

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。     

深部开采煤巷预冷风流降温模拟测试研究

基于人工制冰降温技术优点,提出了预冷风流降温技术,搭建热害矿井冰水预冷风流降温模拟测试平台,研究井下风流降温特性。结果表明:巷道通风风流与围岩、工作面进行热交换,风流温度逐步升高直至趋于稳定,且围岩、工作面温度越高,通风风流温升越高。冷风流持续与煤巷通风风流混合换热,可使煤巷通风风流温度降至煤矿安全规程要求26℃以下,且冷风流量越大,煤巷通风风流降温效果越明显。预冷风流降温技术经济、实用,对深部矿井煤巷通风风流降温具有重要实际意义。     

局部降温机在矿井高温工作面的应用

介绍了局部降温机在高温矿井中的应用,对局部降温机在工程应用中降温效果进行了分析,井下移动降温设备体积小,移动方便,安装位置距降温工作面近,管路距离短,降温效果明显等特点,矿井存在局部或短期的高温工作面或建井初期不具备集中降温条件情况,采用井下局部降温措施。     

井下局部降温技术在采煤工作面的应用

针对羊场湾煤矿井下高温热害情况较为严重的问题,分析了国内外煤矿井下降温技术,研究了井下局部制冷降温技术的工作原理、系统组成。在羊场湾煤矿Ⅱ020203综放工作面进行现场应用,结果表明,采用局部降温技术后,该工作面的温度平均降低3~4℃左右,湿度降低了75%左右,工作面使用制冷机后降温、除湿效果较为明显,作业环境舒适度大大提高。