某矿井掘进巷道局部制冷降温系统研究

随着矿山开采深度的不断增加,矿井高温热害日趋严重,采用矿井通风系统无法从根本上解决热害问题。以某矿山深部掘进巷道工程热环境为研究对象,分析掘进巷道热源、矿井局部制冷降温原理,在此基础上研发出适合井下现场开拓掘进作业的局部制冷降温系统,并在该矿山-1 000 m中段采掘工作面开展现场应用。结果表明：作业面的温度快速下降,降至23℃左右后变化不明显,达到国家规定的作业面温度不高于28℃的标准要求,且制冷机组保留了20%～30%的制冷余量。该局部制冷降温系统很好地解决了深部掘进巷道的高温热害问题,具有广泛的推广应用前景。     

红阳三矿热害综合治理的研究与实践

立足于红阳三矿热害及治理状况的实践,借鉴国内外矿井热害治理措施,分别从技术、管理两个层面对红阳三矿热害综合治理提出了系统性的解决方案.该系统解决方案包括冰冷却降温系统及优化、井下冷量配置及优化、通风系统降温及优化、非机械制冷降温措施及管理措施5个方面.     

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。     

非机械降温技术在高温热害矿井治理的应用

分析了平顶山五矿高温热害产生的原因,介绍了改变通风方式,增加风量及井下热水综合治理等几种非机械降温技术的实施和降温效果。     

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。     

冬瓜山铜矿机械制冷降温技术的应用研究

综述了金属矿山高温热害的特点及国内外深井降温技术的研究进展.通过对冬瓜山井下通风和热环境参数的分析和计算,确定了该矿井通风系统的冷量需求.指出了机械降温工艺的必要性和可行性,并给出了地面集中降温系统的主要设备布置方案.基于对冬瓜山采区开拓系统和采掘计划的全面调查分析,提出了井下输冷和散冷的实施工艺,并时工程设计、施工、使用过程中的环境与安全防范提出了一些建议.     

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。     

低温岩层预冷入风流技术研究与应用

随着矿井开采深度的增中,井下的热害日趋严重,尤其对于深井条件下,降温工作就成了安全工作极为重要的内容。本文阐述了低温岩层预冷入风流技术的试验研究成果,在采用通风降温技术的过程中,结合该项成果的应用,明显地改善了深井通风的降温效果,降低了通风降温工作的成本,取得了较好的技术经济效果。     

基于通风系统合理度的降温措施的应用研究

随着矿井开采深度的增加,井下环境进一步恶化,高温热害极大地威胁着井下作业人员的身体健康、工作效率和生产安全,给煤矿带来了严重危害。针对热害防治措施,更多关注在人工制冷降温措施方面的研究,忽略了高温可能是通风系统不合理造成的,有必要对通风系统的合理度进行评价,针对评价结果,再研究是否采取人工制冷降温措施。     

矿井高温热害分析与治理

从井下高温热害造成的危害出发,对井下热源进行了分析,提出了通风及采用合理的开拓方式降温,减少热源,利用下行风,采用非制冷措施降低进入工作面的风流温度,以及人工制冷降温等方法,取得了比较显著的效果.     

深井开采地温场监测技术及分布规律研究

在深井开采过程中,地热是导致井下热害的主要原因。热量源源不断地从巷道围岩传递到井下工作面,使工作面气候环境恶化,危害矿山生产安全。本次研究采用合理的地温监测技术,研究深井矿山围岩地温场分布规律,为矿山进行热源分析、地温预测、通风降温等技术研究提供了重要依据。     

张双楼煤矿深井热害控制及其资源化利用技术应用

随着开采深度的增加,越来越多的矿井面临高温热害,热害作为地热能的一种形式可以有效利用。以张双楼煤矿为例,通过现场试验,进行热害资源化利用技术研究。认为矿井涌水丰富的矿井可以充分利用矿井涌水作为井下降温系统冷源;同时,以矿井涌水为冷媒,通过矿井排水系统输送井下热能至地面,在地面建立热能综合利用系统进行工业广场建筑物、井口防冻和洗浴供热;张双楼煤矿实施热害资源化利用技术后,井下工作面空气温度降低了7 ℃,工作面空气含湿量降低了13.62 g/kg,同时取代地面燃煤锅炉后,年节省燃煤11 790 t,减排二氧化碳31 122 t。     

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。     

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。     

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。     

深井采空区和废旧巷道风流预冷降温研究

冬瓜山铜矿是大型（开采规模300万t/a）千米深高温热害矿井。利用矿井上部采空区及废旧巷道具有低温围岩这一天然冷源,对矿井深部进风流进行地温自然预冷降温,预冷风量达到200 m3/s,入风流温度降低2～3 ℃。与直接采取矿井空调制冷降温技术相比较,不仅减少了制冷设备投资、运行管理成本,降低了技术风险,而且充分利用了已有通风工程与地温资源,实现了矿井节能环保生产。     

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。     

矿井热害防治技术研究

随着矿井开采深度的增加,热害已严重影响井下部分作业地点的环境质量,改善井下作业地点空气环境质量,给职工提供良好的作业环境,已显得尤为重要。分析了矿井热害原因,提出了综合应用风流调整和局部制冷设备制冷降温的措施。实践结果表明,该措施较好地解决了赵家寨煤矿井下局部高温难题。     

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。     

矿井热害产生原因及防治措施

随着煤炭行业机械化程度不断提高,开采深度也随之增加,而矿井热害也对井下工作人员产生越来越大的危害,为保障工作人员身体健康以及矿井的高效生产,开展了矿井地质热害产生原因及防治措施的探究。从高温和高湿两个方面对矿井热害的产生原因、危害进行了分析,构建了井下热害事故树分析模型,并将事故分为4层5个中间事件以及12个基础底事件,并通过最小割集原理得知模型各底事件的发生都会对井下作业良好的环境造成威胁,为现场的热害分析提供了理论依据;同时,结合现有技术和未来的发展趋势,阐述了矿井热害的防治方法,可以对矿井热害的防治提供一定的参考。