矿井降温除湿系统的热力学分析

针对目前普通矿井空调系统存在降温效率低、能耗高、湿度大且舒适性差的问题,分析高温矿井各种热湿负荷特性,提出基于热害矿井热源一体化循环利用的热管降温除湿空调系统。通过高效相变换热的分离式热管系统,以矿井余热为启动热源,热管蒸发段承担矿井湿负荷,降低蒸发器进风温度。实现矿井空气温湿度的独立控制和高效节能运行,并使矿井除湿量显著增加。     

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。     

矿用混合式空冷器的热工计算北大核心

研制了一种新型的矿用混合式空冷器,装置由喷淋装置和表面式空冷器组合而成。喷淋装置的喷淋水可采用天然冷源,一方面可承担一部分的矿井降温冷负荷,另一方面冲刷了表面式空冷器表面的大量污垢,提高了表面式空冷器的传热系数。表面式空冷器的冷冻水来自人工冷源,承担另一部分的矿井降温冷负荷。对提出的新型矿用混合式空冷器给出热工计算的设计方法,并进行了实例计算,热工计算结果表明:矿用混合式空冷器能较好地应用于矿井降温系统,与传统空冷器相比,可节约一部分的矿井降温能耗。提出的新型矿用混合式空冷器,可有效满足粉尘浓度大、降温负荷大的矿井降温系统的需要,并且能耗较低。     

矿用混合式空冷器的热工计算

研制了一种新型的矿用混合式空冷器,装置由喷淋装置和表面式空冷器组合而成。喷淋装置的喷淋水可采用天然冷源,一方面可承担一部分的矿井降温冷负荷,另一方面冲刷了表面式空冷器表面的大量污垢,提高了表面式空冷器的传热系数。表面式空冷器的冷冻水来自人工冷源,承担另一部分的矿井降温冷负荷。对提出的新型矿用混合式空冷器给出热工计算的设计方法,并进行了实例计算,热工计算结果表明:矿用混合式空冷器能较好地应用于矿井降温系统,与传统空冷器相比,可节约一部分的矿井降温能耗。提出的新型矿用混合式空冷器,可有效满足粉尘浓度大、降温负荷大的矿井降温系统的需要,并且能耗较低。     

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.     

采煤工作面局部降温方式及计算方法研究

结合山西晋城无烟煤集团寺河煤矿的井下移动式局部降温系统设计工程实例,分析了高温矿井热源产生因素和深井降温措施;阐述了井筒、巷道、回采工作面、掘进工作面气温计算模型和工作面需、配冷量计算;介绍了降温系统布置的特点及其具体设计过程。     

高温矿井工作面热害控制模拟研究及系统优化

针对典型煤矿的深部高温热害威胁,在徐州矿区建立的"以矿井涌水为冷源的深井降温系统"取得了良好效果,但也仍存在优化潜力。本文以徐州张双楼矿井热害控制为例,应用流固传热及边界层理论数值模拟的方法,建立工作面的岩石-空气耦合传热模型,对降温系统干预下的深井工作面温度场进行了研究。利用系统运行实测结果对模型进行验证,证明了模型的准确性和适用性。通过对降温系统不同工况进行模拟,为现场降温系统提出了优化方案。     

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。     

矿用混合式空冷器的研制

研制了一种新型的矿用混合式空冷器,该装置由壳体、喷淋装置、表面式空冷器及挡水板组合而成。喷淋装置的喷淋水可采用天然冷源,一方面可承担一部分的矿井降温冷负荷,节约一部分的矿井降温能耗;另一方面冲刷了表面式空冷器表面的大量污垢,提高了表面式空冷器的传热系数。与传统的矿用空冷器相比,新型矿用混合式空冷器可有效满足粉尘浓度大、降温负荷大的矿井降温系统的需要,并且能耗较低,是一种值得推广的新型矿用空冷器。     

矿井全风量降温在龙固煤矿热害治理中的应用

龙固煤矿井下高温热害较严重,通过对产生高温热害的热源和现有降温系统存在的问题进行分析,提出了采用矿井全风量降温解决高温热害的方案,并对方案的技术路线、冷负荷、冷热源、末端等进行了阐述。矿井全风量降温系统降低了井下进风的温湿度,有效改善了井下环境,具有噪音低、安全、可靠性高等优点。     

矿用多功能热泵机组制冷供热能级分析及应用

为研究与分析多功能热泵机组在供能和用能方面的匹配问题,建立了该机组不同工况能级分析模型、并推导了相应的表达公式。继而进行了理想工况与采用制冷剂后不同工况下的能级计算与分析。研究结果表明:多功能热泵系统的输入输出能级差较小、其供能与用能匹配合理;在机组设计与应用中应尽量降低冷凝温度、提高蒸发温度、减小机组换热器与冷热源之间的传热温差,减小系统损失、降低电能消耗;机组在制冷同时回收冷凝热工况下节能潜力最大。     

矿井水降温系统冷水源制取及冷凝热综合利用

随着矿井开采深度的加深,矿井热害问题越显突出。基于深部矿井多水平开采的前提,利用第一水平废弃水仓以及运输大巷,运用水源与岩壁的热交换原理制取并储存冷水源;对开采水平各高温工作面运用热交换原理进行降温;并把通常情况下难以解决的冷凝热进行综合利用;探讨了新型的绿色节能矿井降温系统。     

黄金矿山深井制冷通风技术应用研究

综合分析了黄金矿山深井生产高温高湿的实际情况,运用理论分析、数值模拟、现场实测等现代科学理论方法,结合矿山的通风现状,进行了深井水源热泵降温技术的研究与应用,实现了矿井废水的二次利用,温度、湿度、风量都满足了规程的要求和生产的需要。研究内容为同类矿山提供了有益的借鉴和参考。     

大红山铁矿深地矿井局部制冷降温设备选择

大红山铁矿属于深井矿山，采用竖井-斜井-斜坡道联合开拓方式，井下回采矿石经溜破系统破碎后由胶带斜井运至地表。其中采6#驱动站受到电机散热、配电室降温空调外挂机等设备散热、当地气温及原岩温度的影响，局部温度过高。因此，为了局部热源选用合适的局部制冷降温设备，分析矿井制冷降温系统的基本组成构架；结合局部通风方案，计算新风热负荷和设备散热确定系统制冷量，并在此基础上进行了制冷系统主要设备选型。该设备在大红山铁矿井下采6#胶带驱动站实施后，硐室内干球温度下降6.2 ℃，与硐室串联的5#胶带干球温度降低5.5 ℃，工人体感温度明显降低，现场作业环境有效改善，该套系统对于深井矿山在开拓期间通风困难，具有一定的推广意义。     

高温深井煤矿降温系统集成体系研究

以集成理论、系统优化配置理论为基础,探究了高温深井煤矿降温系统存在的问题及原因,在对高温深井煤矿降温系统构成单元进行划分,对降温构成单元功能、作用、运行及各单元的关系进行归纳分析总结的基础上,构建了以提高降温效果为目的、以余热利用为辅助的深井降温集成体系。该体系以循环经济基本原则作指导,利用热交换、余热利用方法等提取了循环水中的热量并进行利用,节约了冷却和制冷过程使用的能量;利用保温技术减少“冷能”漏失、“热能”散发,通过优化布局、错时利用,实现降温时间安排的科学化,减少“冷能”使用量,提高了降温效果。该方法不仅有利于煤矿提高降温效果、节约能源,对其他降温领域节能也有指导意义。     

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。     

羊场湾煤矿二号井井下局部降温技术的研究与应用

为解决围岩地热温增和机电设备散热等因素造成的矿井内部温度、湿度过大问题,羊场湾煤矿二号井通过热害治理工作,对不同垂深岩层地温以及工作面内部因机电设备散热的温湿变化进行测定,根据热害特点提出局部降温技术进行治理。现场应用表明局部降温技术能够对羊场湾煤矿二号井起到良好的热害治理效果。     

深井高温金属矿开采降温方案探讨及应用

深井开采是解决矿石供给矛盾最有效的途径，然而深井热害严重危及采矿作业的进行。分析总结了目前国内外深井热害控制方面的研究成果与努力方向，对深井热害的来源及治理措施进行了归纳和比较。结合国外某深井高温金铜矿山的开采条件，综合权衡各种因素确定其热害治理方案。采用地面冷却进风方式消除巷道余热，采用水冷却系统处理独头掘进工作面热害，为国内高温开采矿山提供理论支持和技术借鉴。     

深井压气冷水降温系统设计与应用效果分析

为改善井下热环境,分析了目前的深井冷控系统,确定一种不仅能够满足大规模工业化制冷,而且有技术经济优势和推广前景的制冷方式。该系统通过气体的绝热膨胀冷却井下水源,代替制冰机等制造冷水以满足矿井制冷需要。通过分析所用压气量与制造冷水量的关系,建立了压气绝热膨胀后制造冷水的温度、质量与压气量间的数学关系式。分析并比较了压气冷水系统与地面集中式制冷降温系统的降温成本和效果,得出压气冷水系统优于其他制冷系统的结论。