制冷降温技术在三山岛金矿热害控制中的应用

为改善三山岛金矿深部高温热害作业环境,保障作业人员职业健康,研究矿井制冷降温技术,开发井下制冷降温装备。根据空气焓值变化计算得出井下空气温度由35～40℃降低至28 ℃时,所需最小冷负荷为699.84 kW;利用井下低温涌水地质特点及热交换原理,设计基于空气冷却及水冷却原理的2套换热系统;根据用风地点分布,设计长距离送风风筒加移动空气器的送风方式;考虑到卤水中盐离子对设备的腐蚀,系统选用耐腐蚀材料设计。深部制冷降温措施实施后,三山岛金矿深部掘进作业面送风量为15 m~3/s,送风温度为24℃,作业面温度由32℃降低至26～27℃,满足规范要求,为其他深井热害治理提供参考。     

阳城煤矿井下热害治理技术研究及应用

为了解决阳城煤矿-920m水平深部掘进工作面的高温热害问题,采取以增加风量等非人工降温措施为辅,人工制冷的局部水冷降温系统为主的综合降温措施;并根据矿井的实际情况,采用矿井回风和涌水的综合排热方式,确保了降温系统的连续可靠运行。降温后,掘进工作面100m范围内干球温度平均降幅度为5.6℃,相对湿度平均降幅为20%,工作环境得到明显改善。     

金属矿井深部开拓空调通风降温的研究

由于有色金属矿井深部开拓巷道掘进及采掘工作面均面临着高温热害、工作环境较差、员工劳动效率低等问题,本课题对云锡卡房1600平台深部开拓掘进巷道的高温热害问题进行了大量研究,提出了行之有效的空调降温方案并实施完成。使矿井深部环境温度从原来的38℃以上降低至现在的28℃以下,降温效果显著。本课题的研究对同类有色金属矿井深部开拓空调通风降温具有借鉴意义。     

基于矿井水源的井下降温技术应用研究

为解决深井开采下作业环境的高温热害问题,在分析井下高温热害致灾因素的基础上,探讨了井下主要热源的类别及其散热量的计算,并制定有效的热害治理方案。在综合分析传统制冷降温原理的基础上,提出一种以矿井水源为冷源的降温技术方案,通过提取矿井涌水中蕴含的天然冷能来实现对深井高温作业面上的热害治理。结合了金渠金矿1 118 m坑口矿井作业面上的高温热害问题和井下的开采现状,利用640 m水平存在的低温涌水,在440 m水平的回风井附近建立制冷降温系统,对280 m水平中段西翼独头掘进作业面进行降温降湿的热害治理。实践结果表明,降温后,280 m水平西翼独头掘进工作环境的温度控制在28℃以内,相比降温前降低了4~5℃,作业面上的相对湿度也控制在75%左右。     

局部降温系统在深井掘进中的应用

针对热害矿井井下热环境参数和煤岩温度,分析了矿井热害形成原因。根据矿井具体条件提出了适合济宁三号煤矿的掘进工作面热害治理方案。利用局部降温系统制取低温冷水,降低风流温度,介绍了系统工作原理、布置流程及其运行情况,并对深井降温效果进行了分析。结果表明,掘进迎头温度降低5～7℃,掘进巷道最高温度控制在30℃。局部降温系统可以有效缓解局部地点热害状况,改善井下作业环境。     

永川煤矿-500m水平高温热害治理分析

永川煤矿初期采用局部制冷降温系统,利用矿井涌水和回风综合排热,较好地解决了-500 m水平开拓掘进工作面存在的高温热害问题。在此基础上,借鉴国内外其他矿井的降温经验,针对-500m水平深部开采时采掘工作面热害防治问题,提出了8个方案,并从技术经济上进行了比较分析,得出建立进风立井,同时建立相配套的井下制冷降温系统适合永川煤矿的具体条件,可为矿井下一步的热害防治工作提供参考。     

山东黄金集团深部矿山热害特征与治理措施研究

矿井高温热害是制约矿山安全生产的关键问题。采用资料收集与现场调研等分析手段,对山东黄金集团典型深部矿山通风降温现状及热害特征与热源分布进行分析,同时结合国内外金属矿山,总结提出了山东黄金集团典型矿山在深部热害领域所采取的典型治理措施。其研究成果为山东黄金深部矿山通风降温与热害治理提供了技术指导,也为同类矿山深部通风制冷降温技术提供了参考。     

基于FLUENT的掘进作业面通风降温数值模拟研究

掘进作业面是矿山开采的主要工作面之一,研究高温矿井掘进作业面通风降温,可为井下深部开采通风系统的设计提出理论依据。根据空气动力学、流体力学和传热学等理论,利用FLUENT软件,在不同送风风速下对巷道内的温度场的分布进行数值模拟研究。结果表明,送风风速是影响巷道内温度场分布的重要因素之一,巷道围岩温度为35℃,在入口风温为20℃,风速为6 m/s,模拟得到掘进迎头处的温度在26℃左右,在距离掘进2 m的区域内的温度都在28℃以下,基本满足安全规程要求,当风速增加到10 m/s时,可更有效的带走迎头岩壁的热量,通风降温效果越好。     

某金属矿山掘进巷道局部降温模拟

针对某金属矿山井下深部独头作业面高温热害问题,以巷道实际的开拓设计建立几何模型,利用FLUENT软件模拟巷道内的温度场变化。模拟巷道采用压入式降温通风系统,通过改变模型中风筒送风风速和温度,探究通风降温参数与巷道温度的相互关系。并在现场进行试验,验证通风降温机组实际运行的效果。结果表明:送风距离一定时,如果风筒送风风速越高,则掘进巷道内环境温度越低,降温效果就越好;若采深较大且存在热涌水等放热量较大的局部热源,送风距离的增大会使风筒送入的冷风温度快速攀升;风筒选用可伸缩性材料,送风距离可调控,有利于在更低的经济成本下改善掘进面热环境。模拟和现场检测具有较好的一致性。     

金属矿山深部开采水冷集中降温实践

目前夏甸金矿已回采至-980 m,深部开拓已达1 250 m,高温热害日益严重,通风降温已无法解决工作面高温的问题,为此通过热源分析确定井下总制冷量,选用KM1000型井下集中式制冷机组,采用井下集中制冷技术,通过现场应用,100 k W空冷器的独头掘进工作面温度由39℃下降至27.5℃,200 k W空冷器的独头掘进工作面温度由40℃下降至27.3℃,取得了较好的降温效果,保证了矿床安全高效回采,为同类深部高温金属矿山降温提供了有益的借鉴和参考。     

空气涡轮制冷技术在掘进工作面降温中的应用

随着矿井不断向深部开采,机械化设备的大量使用,顾北煤矿掘进工作面温度异常增高,严重影响了工人的安全作业及矿井的正常生产。在分析热害性质、成因的基础上,并结合掘进面实际情况,提出将空气涡轮制冷技术应用在掘进工作面降温。现场实测表明,空气涡轮制冷技术不仅可以获得较低的温度,平均温度降低7℃左右,而且降温速度快。     

基于湿帘的掘进工作面降温技术

为有效解决矿井深部掘进工作面高温热害问题,利用湿帘降温原理,研制生产了一种通风降温装置,安装在靠近掘进工作面的位置,可将局部通风机送入的风流降温,确保掘进工作面温度达到《煤矿安全规程》要求,改善掘进工作面作业环境,取得了预期效果。     

移动制冷机在深井降温中的研究与应用

通过井下实测矿井热环境参数和矿井岩体温度,分析了矿井地热灾害原因,结合具体条件提出了适合平顶山天安煤业股份有限责任公司四矿深井热害治理方案,即利用井筒淋水一次性水排热的局部制冷降温方案,介绍了矿井降温系统的工作原理、配备及其运行情况,并对深井降温系统降温效果进行了研究与分析.结果表明,掘进工作面温度降低了6～8℃,最高温度控制在26.2℃,这将有益于降低我国掘进工作面温度,消除矿井热害.     

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。     

局部制冷技术在煤矿掘进工作面热害治理中的应用

随着矿井开采深度的不断加深,采掘工作面热害问题日益严重。针对掘进工作面的具体情况,提出了利用生产用水一次性水开放式排热的局部制冷技术方案,该方案不需要安装专用的排热冷却器和局扇及冷却水泵,简化了制冷系统。根据确定的掘进工作面需冷量,选择TS-300B型移动式局部制冷机组进行掘进工作面的局部制冷降温,并对该制冷机组的安装地点及工艺流程进行了系统的设计。现场应用结果表明,局部制冷降温系统改善了井下工作环境,提高了高温环境下职工的出勤率及生产效率,确保了掘进工作面安全、高效、有序地进行,具有明显的经济效益和社会效益。     

金属矿山深井人工制冷降温系统模式分析

深井金属矿山的逐渐增多,高温高湿热害矿井日益增加,且采用加大通风量的通风方式难以解决深部高温热害问题,人工制冷降温成为了深部矿井开采的必然选择。然而,目前深井金属矿山人工制冷降温系统工程甚少,这不仅与人工制冷降温系统本身的复杂性、投资及运行成本、维护管理有关,而且受各矿地温地热、水文地质、采矿方法、专业人才储备等多因素影响。首先分析了矿井人工制冷降温冷负荷这一最基础数据计算特点及难点,然后主要从制冷机组布置形式、热量排放途径以及井下通风、涌水水量水温水质等外部条件提出了6种人工制冷降温模式,分析了各降温模式特点及适用条件。研究得出:矿井回风排放冷凝热模式受通风系统影响大,矿井低温涌水排放冷凝热受矿山涌水量、水温、水质、水文水质条件影响大,水温宜≤30℃。实例计算说明:采用"进出口空气焓差"计算冷负荷,计算简单,适合于工程设计中采用。该研究有利于提高矿山设计院、设备厂家及矿山生产企业对矿井人工制冷降温系统的宏观认识。     

大红山铜矿西矿段巷道喷涂隔热材料降温效果的数值模拟分析

随着深部开采活动的增多,越来越多的矿山面临着因地热导致的矿井热害难题。为探讨高温巷道围岩喷涂隔热材料后的降温效果,以大红山铜矿西矿段-20 m中段为研究对象,进行围岩热力学参数测试,并利用Ventsim软件开展-20 m中段全区域巷道喷涂隔热材料的降温效果仿真分析,进一步分析了不同进风条件下局部巷道区域喷涂隔热材料的降温效果。结果表明：在-20 m中段全区域喷涂隔热材料后,平均降温仅1.12℃,整体降温效果不佳;当局部巷道喷涂隔热材料且入口风流温度小于28℃时,喷涂隔热材料的降温效果能满足要求,喷涂隔热材料可作为一种辅助降温措施应用于局部区域的热害防治。     

孙村煤矿热害处理技术

孙村煤矿是我国较早出现高温热害问题的矿井,自-600 m水平开始,高温热害问题便成为影响矿井生产的重要灾害。通过对孙村煤矿深井热害问题进行分析,揭示了孙村煤矿是以地热和空气压缩热为主要热源的热传导型矿井。针对孙村煤矿热害治理,结合矿井实际情况,提出了具有针对性的热害治理技术,即局部制冷降温技术和冰冷低温辐射降温技术,该系统大大改善工作面长期以来的高温工作环境,值得在深部开采及相关领域推广应用。     

新型矿井通风降温技术装置的试验研究

随着地下采场不断向深部延伸,井下温度不断升高,矿井热害问题日益突出,严重影响了井下作业工人的健康和矿山安全生产.本研究通过分析井下热害现状、热害产生因素,以及当前通风降温技术的不足,提出了一种新型移动式通风降温除尘技术,并在山东省招远市某金矿二十九中段斜坡道一分段独头作业面进行测试.测试结果表明:引入该技术后,作业面和...     

深井降温冷负荷反分析计算方法

在深部高温热害已成为制约煤炭开采的主要障碍,人工制冷降温技术在越来越多的高温矿井中采用,工作面冷负荷作为高温矿井人工制冷降温工程中非常重要的参数,如何较为准确的计算工作面的冷负荷关系到降温工程能否达到预期的降温效果.对原有深井降温冷负荷计算方法进行分析总结,针对现有算法存在不确定参数多、计算结果不精确及实用性差的问题提出反分析算法.根据工作面与巷道风流温度、湿度等热环境参数的实测值,利用热力学原理,通过焓差值反向计算开采工作面的冷负荷,并通过夹河煤矿深井热害控制工程验证.