金属矿山深井高温巷道通风预冷降温技术

依据金属矿山井下巷道热交换的能量方程,分析了井下巷道的热交换基本规律,以及矿井通风风流预冷降温的理论依据,并通过冬瓜山铜矿实践证明,对巷道入风风温控制可提高井巷热交换效率,达到降温目的。     

高温深井矿山独头掘进巷道通风降温机理研究

针对高温深井矿山独头掘进作业温度高、通风难等问题,以海南山金抱伦金矿为原型,基于气固两相流理论,采用三维流体仿真软件模拟深井井下高温环境,根据不同通风参数下主运巷及独头巷道的温度场、速度场分布特征,研究风温、风速及岩温等对气流分布、温度分布特征影响规律。结果表明:独头巷道有效通风临界距离为7 m,巷道交接处会产生“8”字型涡流,涡流交错处断面平均温度达到最低值,超过7 m,需要采取局部通风措施改善作业环境;采用制冷设备进行降温时,制冷装置距离掘进作业点距离小于30 m,入口通风温度为20～25℃时较为适宜;对于高热巷道围岩覆盖一定厚度的保温材料,减少岩壁向气流中散热,可以有效降低巷道空气温度。研究结论可为高温深井矿山通风系统设计、局部制冷降温设计提供理论支撑。     

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。     

深井煤矿巷道低碳降温新思路

针对我国高温矿井的发展趋势和矿井降温系统能耗大的问题,通过分析煤矿巷道主要热源,认为巷道围岩放热占比重大,提出了小阻热圈和大阻热圈的概念。通过计算其降温效果,得出了大小阻热圈是有效的煤矿巷道降温手段的结论。     

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。     

深井热害局部环境降温研究

为解决深井开采局部环境所存在的高温热害问题,设计了一种便捷灵活、可实现自动控制的降温室,利用数值模拟分析了降温室中温度场的分布。模拟结果表明:在降温室中,人体接触区域周围温度基本保持在26℃左右,能够给数位工作人员提供一个相对舒适的作业环境。     

井下巷道局部降温技术

介绍了平煤一矿三水平丁二回风下山热害现状及其成因、治理方案,以及巷道局部降温设备的选型与布置、降温效果等.该巷道高温掘进工作面采用布置ZJL-450型矿用局部制冷装置的方法来降温,取得了较好的效果.     

某深井软岩巷道支护方案比选

为解决唐口煤业南部轨道大巷顶板离层下沉、两帮收敛变形、支护难度大的问题,采用耦合支护力学理论、现场试验的方法对巷道失稳变形的原因进行了分析,并采用锚网索喷+拱形棚、锚网索喷+梯形钢带、锚网索喷(高强让压锚杆)+梯形钢带组合3种支护方案进行对比。实践结果表明,锚网索喷(高强让压锚杆)+梯形钢带组合支护效果最明显,顶底板移进量为60 mm,两帮移近量为100 mm,均达到《煤矿安全规程》要求。高强度锚杆能够提供足够的轴向力与切向力,高强度锚索的承重和抵抗变形的能力更强,锚杆和锚索的协同加强支护作用使巷道围岩体形成一个共同的承载结构,扩大了支护结构的有效承载范围,提高了支护结构的整体性和承载能力。     

深井巷道降温的一项新技术

随着煤矿开采深度的增加,深井热害问题日益严重。针对深井降温的实际情况,提出一种新理念—"主动降温",以及一项新技术—玻化微珠隔热结构。介绍了玻化微珠和玻化微珠隔热砂浆的主要性能,通过分析得到了玻化微珠隔热结构热交换原理,论述了玻化微珠隔热结构这一新技术在深井巷道降温中的应用前景。     

掘进巷道通风降温试验研究

为了得到不同通风条件下掘进巷道内的气温变化影响规律,在蚕庄金矿徐家瞳-750 m水平进行了有无人员作业、通风机是否工作、不同风量等条件下的通风降温试验研究。研究结果表明:通风6 min时气温迅速降低,12min后气温虽然降低但降温梯度大幅减小,在停风60 min时巷内气温迅速升至28℃左右,为保证工作面满足安全规程要求,有人员作业地点要保持连续通风;气温随风量的增加而降低,且距离出风口越远时气温越高,可适当加大工作面风量;巷内岩壁温度随通风时间的增加下降很小,但同一位置岩壁温度与气温温差在加大,且通风60 min后温差可达3℃以上;风筒每增加10 m,出口气温增加约1℃,实际生产中需要考虑风筒保温问题。试验得出的掘进巷道气温变化规律可为其他水平和条件下的通风降温参数设置提供参考。     

深井软岩巷道合理支护方案优化研究

为解决深井煤矿软岩巷道支护变形破坏与支护结构失效问题,基于理论分析、试验模拟与围岩松动圈测试等技术手段,提出"锚网喷初次支护、预应力锚索二次支护、二次注浆、底板锚注"分步联合修复技术方案。采用数值模拟方法验证分步联合修复技术方案的合理性。数值模拟结果表明:随着支护强度的提高,围岩的整体强度有所提高,有效地控制了巷道围岩塑性区的损伤扩展和围岩大变形。     

深井矿山局部制冷降温技术研究

针对某千米深井金属矿山胶带转载硐室面临的高温高湿作业环境导致劳动效率低下、人员中暑时有发生和设备故障频发等问题,开展矿山高温硐室制冷降温技术研究。分析硐室热害形成因素,计算各因素放热量,并对高热害硐室通风降温进行多方案分析论证,确立采用水冷制冷机组制冷降温方案进行设计和现场实施。现场实施效果表明:水冷制冷机组降温方案将硐室内空气干球温度由34.1℃降至27.9℃,降温幅度达到6.2℃,体感温度和相对湿度明显降低。     

深井开采工作面通风与降温技术研究

对国内外深热矿井掘进工作面通风与降温技术进行了理论分析与研究，结合冬瓜山铜矿的具体开采条件，确定了掘进工作面强化通风与降温实施方案。     

某复杂深井多区域作业通风系统的优化

为解决某深井矿山井下作业区域风量分配不平衡、辅扇调控和管理难度大、溜井漏风等一系列通风问题,以矿山开采现状为基础,构建了6个主要通风单元。针对各通风单元存在的问题,经过对比分析,确定了1~#矿体8线以西通风单元采用-400m中段1~#回风井联络巷新增辅扇方案,马头山通风单元采用-510m中段回风井联络巷新增辅扇和-460m马头山斜坡道联络巷新增空气幕方案,并对其他主通风单元逐一进行了优化。利用Ventsim软件对优化后的矿井通风系统进行了网络解算,结果表明:优化后的矿井通风系统矿井总通风量、各单元通风量均可满足矿山实际生产通风需要。井下辅扇装机总台数由25台减少至18台,辅扇总装机功率由849kW降低至751kW,减少了井下辅扇总台数,降低了能耗。     

冬瓜山铜矿矿井通风降温技术方案优化研究

结合冬瓜山铜矿深井开采的情况,阐述了深井开采通风技术的特点,简要地介绍了深井开采通风方法.根据冬瓜山矿床的矿石含硫量高、矿床埋藏深、开采过程中面临热害等特点,对深井开采通风系统的选择、风速风量的确定、制冷系统的设置、自然风压能的利用、工作面的通风和防尘等进行了优化,取得了较好的效果.     

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。     

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。     

三山岛金矿深井通风降温治理技术研究

三山岛金矿是山东黄金主体矿山之一,目前已进入深部开采,开采深度逼近并将最终超过1 000 m。随着开采深度的增大,地质条件恶化,大量热水涌出,地温升高,高温高湿问题严重影响生产安全;矿区井下采用无轨采掘设备,尾气排放量大。在收集相关资料、评价现有通风系统现状的基础上,运用网络解算法确定优化方案,提出并实施了开采通风降温治理方案。方案实施后,有效改善了井下生产环境,提高了开采工作效率。     

深井巷道隔热降温技术的研究与应用

为深井巷道降温提供设计参数是深井高温岩层巷道隔热降温技术研究的主要目的。研究了非隔热层巷道围岩向巷道的热量释放模式,分析了调热圈形成原理、热传递解析方程及参数;然后研究了隔热层巷道围岩向巷道的热量释放模式,分析了调热圈变化原理,并推导出隔热降温效果理论解析式及参数确定;工业性试验对比证实,巷道采用隔热降温技术后,隔热效果达到64%,具有巨大的技术经济效益。     

深井高温矿山通风与降温技术研究动态

深井矿山开采存在三大问题，其中之一是通风与降温技术。这里就其涉及的七个主要方面进行简要概括，它们是通风系统优化，井下气候条件预测、加在风量通风、循环通风、个体防护、局部降温、集中制冷。