银洞沟煤矿乙二醇间壁式换热井口防冻系统设计优化北大核心

提出了一种乙二醇间壁式换热技术提取排风余热加热进风井口的方法;基于热平衡理论对排风余热热量进行计算与系统方案设计,结合宁夏银洞沟煤矿项目实际案例,采用Threlkeld焓差法建立湿工况下单管换热分析模型,对运行工况进行优化分析。结果表明:乙二醇间壁式换热技术提取矿井回风余热热量,能够满足井口防冻所需热负荷;管内传热介质入口温度为-2℃,流速在1.49~2.76 m/s时,系统运行效果稳定;当室外温度低于-15℃时,井口温度仍能达到5℃以上。     

煤矿热能综合利用系统设计方案

利用热能综合利用系统收集本矿区空压机余热、中央空调冷却塔余热、井口排风余热、洗浴废热污水余热、井下排水余热等余热资源。通过利用热能综合利用系统对收集的余热再分配为煤矿洗浴热水、衣服烘干、井口防冻和建筑物采暖等提供热源,替代锅炉,满足生产、生活需求。该设计方案符合环保部门相关要求,安全可靠,同时又为煤矿节约了生产成本。     

基于高温矿井水的节能型井口防冻技术研究及应用

该文介绍了节能型井口防冻技术,根据龙固矿井水水温高、水量大且盐度高的特点,研究利用循环水换热的方式提取矿井涌水的余热,从而挖掘矿井水的余热利用潜能,满足井口防冻的要求。     

直冷式深焓取热乏风热泵技术在小保当煤矿2#风井的应用

为响应国家节能环保要求,建立绿色能源供热矿井,小保当煤矿2~#风井提出淘汰现有燃煤锅炉,利用矿井余热资源,解决该风井场井口保温防冻和建筑采暖用热需求。基于现有乏风余热利用的4种技术路线,分别对各自的技术特点进行分析对比,最终提出采用直冷式深焓取热乏风热泵新技术,解决该煤矿的用热需求,介绍了小保当煤矿2~#风井场地的项目概况,供热需求以及采用直冷式深焓取热乏风热泵系统的技术路线,最后进行了经济分析。项目实施后,彻底解决了由于燃煤带来的环保问题,并且对煤矿现有余热进行回收利用,减少了能源的浪费。     

整体式热管换热技术在煤矿井口防冻系统中的应用

以阳煤二矿南风井井口防冻应用整体式热管换热技术为例,根据井口防冻热负荷和矿井回风余热的供热能力,对热管换热器基本参数和热管阻力进行了设计计算.经过统计一个采暖季的数据,分析了典型工况下矿井回风、新风在换热前后的温度变化情况.结果表明:应用热管换热技术可以满足井口防冻的热需求,当最低温度-15℃接近设计最低值时,进风温度...     

矿井余热资源利用技术

通过对晋城无烟煤集团下属寺河煤矿矿区实地调研,分析了寺河矿热源特点,计算了各资源余热量,并提出了综合矿井余热利用系统。研究表明:采用三级喷淋水除尘吸热后,矿井排风余热利用率为40%~50%;以R134a为冷剂工质,以矿井排水、生活废水和矿井乏风换热后的喷淋水的混合水为低温热源的矿井水源热泵的COP可达4.07;喷淋室出口的矿井乏风可作为空气源热泵的低温热源;该矿井余热资源能够替代3台10 t/h燃煤热水锅炉的热量,显著减少燃煤污染物排放。     

煤矿低温水资源余热利用技术研究进展

矿井水余热、洗浴废水余热是煤矿企业可兹利用的余热资源。为合理利用低温水资源余热，最大化地发挥其绿色低碳优势，系统梳理矿井水余热、洗浴废水余热的不同利用技术应用现状，并对比分析各利用技术的优缺点。结果表明：矿井水余热可采用直接换热和热泵提热方式回收，采用直接换热技术回收的热能品味有限，一般仅能用于井筒防冻，后者采用热泵提高热能的品味，可满足井筒防冻、建筑采暖等热需求，但由于矿井水水质较差，换热器堵塞、结垢、腐蚀等问题仍有待解决；洗浴热水由于具有断续周期性，通常只能作为补充、辅助热源，其余热可采用污水源热泵或普通水源热泵回收，前者直接以洗浴废水为热源且易发生堵塞、结垢等问题，维护困难，后者采用中间介质置换洗浴废水余热，可保证热泵的稳定运行，但系统更为复杂且存在一定的热量损失。未来相关研究需侧重于水处理工艺、设备材质、储能等方面以克服矿井水及洗浴废水的水质差、不连续等问题，确保余热利用系统的稳定性和有效性。     

分离式热管换热技术在井口防冻系统中的应用研究

为解决目前分体式热管规模较小,输送距离短,在煤矿余热回收中应用受限的问题,以赵庄煤矿苏南风井井口供暖项目为工程案例,介绍了分离式热管换热技术在井口防冻系统中的应用。首先在通过对井口供暖热负荷和矿井回风余热的供热能力进行匹配分析的基础上,对分离式热管换热系统蒸发器和冷凝器的换热面积、上升和下降管路循环高差、蒸发器和冷凝器的风阻等进行了设计计算;然后基于供暖季运行的数据,分析了典型工况下两器在换热前后的温度变化情况。工程实践表明：分离式热管换热技术应用于煤矿井口供暖系统是可行的。     

大昼夜温差条件下井筒防冻及蓄能强化供热技术

针对一些煤矿中的倒锥形的矿井回风扩散塔,基于倒锥形扩散塔的矿井,进行回风热能利用方式及技术的研究,对矿井回风热能提取装置进行优化。采用理论分析,计算和工程实践相结合的方法,得出以下成果和创新:针对矿井倒锥形扩散塔形式,开发倒锥形扩散塔回风热能利用工艺,实现倒锥形扩散塔矿井回风热能的有效利用,拓展矿井回风热能利用范围;针对昼夜环境温差变化特点,研究适宜大昼夜温差条件的蓄能系统,实现白天余热储存,夜间强化供暖,满足夜间供热需求及井筒防冻。在某矿风井建立基于倒锥形扩散塔的矿井回风低温废热回收供井筒防冻示范工程,验证系统实施运行效果。     

全自动低温热管技术在矿井回风余热回收中的应用分析

为了充分回收矿井回风中的低温余热，对布尔台煤矿松定霍洛风井的井筒负荷和回风余热资源量进行了具体的计算分析；阐述了采用低温热管+自动化控制系统进行矿井回风预热回收的技术手段、建设方案和工艺流程。对自动化控制部分的功能、设备运行管理、热管控制系统进行了详细说明和介绍；对相匹配的矿井风道建设和热管回收矿井回风余热系统的运行进行了阐释。该系统的工程应用结果表明，采用低温热管余热回收技术+PLC智能自动化控制系统，可实现矿井回风余热的有效利用和可靠运行，每年可节约标准煤约1 500 t,减少碳排放约3 900 t,达到了节能减排和环保再利用的目标。     

热管式矿井通风热能自平衡系统设计与应用

为解决冬季煤矿进风口温度过低不能满足矿井通风安全的问题,利用热管的高效传热性能和等温特性,提出了采用低温相变热管技术通过矿井回风加热矿井进风的系统设计.根据热平衡理论对矿井回风中的有效利用热量进行理论分析,得出系统可处理的最低环境温度.结果表明:在矿井回风温度为15℃,相对湿度为90％的条件下,当环境温度高于-17.5...     

热害矿井风流热力参数测算程序设计及应用

针对煤矿的高温高湿问题,编制流热力参数测算程序,利用最易于测得的环境热力参数干、湿球湿度和大气压力以及风速,计算测点空气风流中所有其它热力参数。利用这些参数可以分析井巷风流的热力参数变化规律和工作环境的热湿源分布状况,为解决煤矿的热害问题提供帮助。     

Integrated utilization of low-grade thermal energy in hot coal mine

This paper explores the integrated utilization of low-grade thermal energy in hot coal mines, based on analysis of original heating, refrigerating, mine draining, bath draining and air exhaust systems, and in combination with the actual conditions of Tangkou Coal Mine in Shandong Province. It presents a set of comprehensive and integrated utilization schemes for the various different kinds of low quality heat energy. With heat pumps, the recycling of the low quality heat energy from the drainage, bathing water and the exhaust air can occur in winter, and in summer, there exists condensed heat of the refrigerating system. When in conjunction with solar collectors, the thermal utilization of solar power can be realized for the whole year. The system achieves mine drainage and bathing water purification and recycling, as well as purifying exhaust air by water spraying. It also satisfies the demands of a whole year’s bathing heat for the coal mine, with refrigeration in summer, and heating for the ground house and shaft house in winter. It is able to integrate different kinds of low quality heat energy and low emission drainage and dust, and can replace the traditional boiler heating system. Finally, the system reduces conventional energy consumption and the amount of mine water drainage.     

基于蓄热充填体深井吸附降温机理

现有深井降温系统主要存在能耗大和工作面湿度高的问题。为了解决这两个问题,提出了基于蓄热充填体深井吸附降温系统。系统由空气处理系统、充填采热系统及矿井水系统3个子系统组成。充填采热系统为空气处理系统中的转轮除湿机提供再生热源。矿井水系统用于给空气处理系统的表面式冷却器提供冷源。研究了系统的工作原理、热力学过程、热力计算和热性能分析。对某矿井工作面设计了基于蓄热充填体深井吸附降温系统,热力计算结果表明:系统降温前后的空气温度降低了8.9 ℃,相对湿度降低了52.9%。这种降温系统改善了井下工作面环境,并具有能耗低的优点,可应用于采用充填法控制地压的高温矿井。     

基于热管输热的矿井地热危害控制试验研究

我国矿山资源需求增大,矿井开采深度不断加深,井下地热危害日趋严重,影响了矿井安全生产。针对现有热害控制技术存在深层矿井工作面降温效果不明显,无法有效控制井下热害的问题,利用热管的高效传热特性,建立了采用动力型热管的热害控制系统并搭建了试验平台,用以模拟井下热源环境以及系统热量、冷量传递输运过程。结合矿井实际环境,测试分析了动力型分离式热管降温系统换热的影响因素。结果表明:在蒸发器和冷凝器迎风风温36.5℃和18℃、冷凝器风速3 m/s、溶液泵频率20 Hz、充液率51%的条件下,蒸发器的吸热量随着风量的增加而升高;在蒸发器迎风风温42.8℃、风速2 m/s、冷凝器风温18.8℃、风速3 m/s、溶液泵频率20 Hz的条件下,最佳充液率取值区间为51%~60%;蒸发器各参数不变,当冷凝器迎风温度为16.5℃、风速为2.5 m/s、充液率为67%时,换热量随着溶液泵频率的增加先升高后稳定不变;两换热器距离为4~10 m时,温度和风速变化对系统换热效率影响很小。研究结果反映出动力型分离式热管降温系统可有效改善深井工作环境,使井下高温热害得到有效控制。     

高海拔特长斜坡道分段压抽通风系统及仿真

高海拔特长斜坡道通风具有线距离长、中段开口多、网路复杂、通风阻力大、通风不畅、温差大,受自然风压影响大、运输设备尾气和粉尘难以排除、低压缺氧时动力不足等难题.以锡铁山铅锌矿斜坡道为实例,在调查和分析的基础上,提出了分段压抽联合通风方案,并进行了技术方案设计和风机选型.采用VENTSIM软件对设计方案进行了仿真模拟,模拟...     

矿井巷道淋湿蒸发换热系数构建及风流温度计算

针对全矿井网域系统巷道围岩与风流热-湿交换计算复杂的问题,提出构建淋湿巷道风流换热系数模型,根据现场实测风流相对湿度,掌握矿井(进风侧)风流湿度变化规律,反向推演确定井巷水蒸发影响下风流与巷道围岩热交换的模型,修正围岩与风流的换热系数;用风量加权距离描述实际矿井网域风流相对湿度变化规律。结合九道岭矿实例,将算法纳入到矿井网络系统中,在MATLAB平台上运用TF1M3D对全矿井网域系统风流温度进行仿真求解。研究表明,巷道淋水蒸发吸热对井巷风流温度影响很大,主进风井段风流温度增加0.97℃,变化幅度不大,随着湿度增大风流温度递增变化幅度增大,与九道岭矿进风大巷测定结果吻合。将该算法纳入网络体系计算中,可解决3D矿井模型通风系统热害防治温度分布仿真及自然风压自动计算问题。     

阜山金矿抽出式通风系统采空区漏风控制技术研究

阜山金矿61#矿脉井下作业采场与采空区贯通,漏风通道难以通过充填、密闭等措施加以控制,而抽出式通风系统主扇风机进风口侧均处于负压区,导致采空区漏风量大、系统有效风量利用率低。通过分析该矿山采空区漏风特点,从通风系统动态模型建立、通风网络优化、风量风压调节控制等方面对井下采空区漏风控制进行研究,运用风机调频技术远程调控增设在进风侧通风设备的运行频率,改变采空区漏风通道两端的风压差,实现控制61#矿脉采空区漏风方向及漏风量大小的目的,较好地解决了采空区漏风问题。研究表明：运用风压平衡以及远程集中控制技术可有效控制阜山金矿抽出式通风系统采空区漏风,保证井下通风系统的可靠性和稳定性。     

低浓度瓦斯综合供能系统控制方法及运行研究

为了解决煤矿燃煤小锅炉热源替代的问题,以及低浓度瓦斯直接外排导致环境污染以及资源浪费的现象,结合煤矿低浓度瓦斯利用现状与用能需求,提出了在新的环保形势下的煤矿低浓度瓦斯综合供能系统。依据低浓度瓦斯蓄热氧化的运行原理,分析了该综合供能系统的特点。从瓦斯浓度控制以及氧化后热能利用这2个方面,研究了低浓度瓦斯综合供能系统的控制方法。以丁集煤矿低浓度瓦斯利用项目为例,结合运行数据表明,该综合供能系统能有效的进行瓦斯浓度以及热能的调节,达到预期效果。