矿井地下水能利用的研究及应用

当室 内温度 ５Ｃ ， 气 相 对 湿度 ６ ％ ， 气 焓 值 １．６ｊ ｇ ０时 空 ０ 空 ３１ｋ／ ； ｋ 当室 内 温度 ６Ｃ ． 气 相 对 湿度 ６ ％ ， 气 焓 值 １．８ｊ ｓ ￣时 空 ０ 空 ４８ ｋ／ ； ｋ ｐ 空 气 密 度 １２ｘ Ｏｋ ＝ ． ｌ，咖 ９ Ｖ 所 处 理 的 空 气体 积 ６ ｍ ０万 ｍ 当 室外 温度 一 ０ 时 ， 理 到 ５ １ 处 ℃时 ， 需 热 负 荷 ４ ８ ．ｋ ； 室外 所 ４ ９２ Ｗ 当
备 和 安全 事 故 ； 行参 数 及 工 况 符 合要 求 ， 行平 稳 ， 制 性 能好 。 运 运 控 ３１ 案 确定 优 化 ．方 该项 目总 投资 ５ ２万元 ， 中 ： 备购 置 费 ４ ０万元 （ 括 ３台空 ７ 其 设 ２ 包 通 过 多 方验 证 ，我们 可将 锅 炉 系 统 中 的燃 煤 蒸 汽 锅 炉 及 鼓 风 机 、 １ ，安 装 费 用 引 风机 、 排 电机 、 渣 电 机 等 附 属 撤 除 ， 装 能 够 将 地 下 水 热 量 一 炉 除 安 机 调 式 热量 转 换 机 组 、７台末 端 组合 式 空调 热 量 转 换 机 组 ） ５ 虽 但 组一 户三 者 之 间 的热 量 转 移 ， 用 能够 有 效 保 障矿 井 安 全 生 产 ， 达 到 节 １２万 元 。 然 初 投 资较 大 ， 为 矿井 附近 的 建 设 和发 展 储 备 了高 品 质 并 的冷 热 源 ． 免 了重 复 投 资 ， 效 益 高 。使 用 三 年 时 的 投资 运 行 总 费 避 综合 能 环保 的 效果 。 用 就 可 以小 于使 用 锅 炉 的 费 用 ， 且 机 组 的 使 用 时 间越 长 ， 资 回 报 并 投 ３ ． 下 水 热 能负 荷 转 换 选 型 计算 ２地 设 矿 方实 地 考 察得 出如 下 资 源 ：
左 右 。 为矿 井 采 掘 工 作 面 降 温 ， 员 工 提 供 一 个 舒 适 的工 作 环 境 ， 效 的调 送 风 温 度 ６ 为 有 ４应 用 及 效 益 分 析 ． 动员 工 的 工 作 积 极 性 ， 高 工 作 效 率 ， 提 同时 也 为 煤 炭 行 业 起 到 一 个 积 协 庄矿 地 下 水 利 用项 目工 作 自投 入 运 转 以来 ，从 运 转情 况 看 ， 空 极 推 动作 用 。 调 式 热 量转 移 系 统 运行 正 常 ， 作性 能 可 靠 、 能 环 保 ， 发生 任 何 设 工 节 未 ３ 方 案确 定 及 实施 ．
只作 为 选 型 参考 。 在 实 施 地 下 水 项 目前 ， 先 从 水 质 、 量 、 温 上 来 进 行 化 验 ， 要 水 水 为 问 题 ， 根据 末 端 表 冷 器 的 换 热 量 得 出 主 机 选 择 空 调 式 热 量 转 换 机 组 ３ 更 好 地 开发 利 用 矿 井 水 地 热 资 源 ， 一 步摸 清 矿 井 水 水 质 状 况 ， 方 进 矿 末 ７台 应 安 排 专人 对 矿 井 水 进 行 了 取样 、 质 化验 ， 定 并 确 认 满 足 地 下 水 台 ： 端 选 择 组 合 式空 调 转 换 机 组 １ 。 水 鉴 ３３空 调 运行 方 式 ． 能量 转 换 设备 使 用 的 用 水要 求 。 当运 行 １台空 调 式 热 量 转 换 机 组 可 满 足 室 外 环 境 温度 一 ℃时 的 ５ 根 据 矿井 水 基 本 恒 温 的特 性 ， 季通 过 地 下 水 地 热 技 术 将 矿 井 水 冬
１ｑ时 处 ℃时 ， 需 热 负 荷 ５ ３ ｋ ； 室外 温 度 一 ５ 所 ６３Ｗ 当 １℃ 坏 ， 般 矿 井 多采 用 燃 煤 锅 炉为 井 口保 温供 暖 ， 虑 减少 因烟 尘 和 Ｓ 外 温度 一 ３ｃ ， 理 到 ６ ～ 考 Ｏ 对 环 境 的 的影 响 ， 燃料 结 构 为 精 煤 ， 均 每 年 消 耗 ３ ０ 平 ０ ０吨左 右 ， 属 时 处 理 到 ５ 附 ℃时 ， 需 热负 荷 ５ ６ ｋ 。 所 ７２ Ｗ 考 虑 到 近 年来 天 气 气 候 异 常 ，温 度 变 化较 明显 ， 当最 低 气 温 在一 用 电设 备 如 鼓 风 机 、 风 机 、 引 炉排 电机 、 渣 电机 等 ， 耗 电 量 多 达 ４ 除 年 Ｏ ５ ．＇以 Ｉ 万 ｋ 。 样用 燃 煤 蒸 汽 锅炉 强 制 为 井 口升温 ， 本 高 、 源 消 耗 大且 ｌ℃时 ．为 使 井 口不 结冰 ，保 证 井 口送 风 温 度 ４５Ｓ 上 ，必 须 提 供 这 成 资 环境 污 染严 重 。
（ ） 有 设 备机 房 １ｍ＊ ５ｎ ２拥 ５ １ ｒ。 （ ） 有 ３０ ３拥 ８ ｖ工业 用 电电 网 。 参照依据《 地下 水 能 转 换设 计 手 册 》 《 和 空气 调 节 设计 手 册 》 。 Ｑ Ｃ－ △ ｔ ＝ ｍ・
ｍ＝ Ｖ ｐ‘
作积极性 ． 对生态环境有很好的保护作用 。同时 ， 设备操作简便 、 安全 系数高 ． 自动 化 程 度 高 ， 省 了人 力 资 源 和 维 护 、 修 工 作ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ量 ， 益显 节 维 效
保 ￣左 运 中 的部 分 热 量 提 取 出来 ， 过 蒸 发 器 与 冷 凝 器 之 间 的热 量 转 换 ， 通 利用 工况 ． 证 井 口送 风 温 度 ４Ｃ 右 ； 行 ２台空 调 式 热 量转 换 机 组 可 满 ９ 保 ￣左 运 压缩 机 做 功 ， 成 从 低 品 味 热 能 向高 品 味热 能 的转 移 ， 热 能 传 递 给 足 室外 环 境 温 度一 ℃ 时 的工 况 ， 证井 口送 风 温 度 ５Ｃ 右 ； 行 ３台 完 将 １ ℃时 的工 况 ，保 证井 口 矿 井 进 风 流 中 ， 现 冬季 为 井 口供 暖 ， 节 省 大 量 的煤 炭 。 季 还 能够 空 调 式 热 量转 换 机 组 可 满 足 室 外 环 境 温度 一 ２ 实 可 夏
科技信息
０矿 业论坛ｏ
Ｓ ＩＮ Ｅ＆Ｔ Ｃ Ｎ Ｌ ＧＹＩＦ Ｒ Ｔ Ｏ ＣＥ Ｃ Ｅ Ｈ Ｏ Ｏ Ｏ ＭＡ Ｉ Ｎ Ｎ
２０ ０ ９年
第３ ３期
矿井地下水能利用的研究及应用
耿 华 锋 （ 新汶 矿业集 团公 司协庄煤 矿 山东
新泰
２ １２ ） ７ ２ １
【 摘 要 】 贯彻 落 实‘ 为 ‘ 低投入、 建设 高产 出 ， 消 耗 、 低 少排 放 ， 循 环 ， 能 可持 续 的 国 民 经济 体 系”的宏 伟 目标 ， 发 节 能 环 保 新技 术 源备 受 国 开 内外 关 注 。随 着科技 的 Ｅ新 月异 ， 进 节 能 型 地 热采 暖 新 技 术 的 开发 、 制 和 应 用给 予 了充 分肯 定 。利 用 矿 井 水做 热 源 ， ｌ 推 研 进行 制 冷 、 热循 环 装 制
（ ） 井 具 有 水 温 １ ℃左 右 的矿 井 水 资 源 ， １矿 ９ 涌水 量 ３２ ／。 １ｍ３ ｈ
越大 。
该 项 目利 用 了矿 井 水 及 井 下 水 中 的废 热 ， 脱 了 锅 炉 供 暖 ， 摆 减少 了废 水 排 放 ， 约 了生 产 成 本 ， 现 了对 工 作 面 的 降 温， 高 了员 工工 节 实 提
５ｏＫ 热量。 ６０ Ｗ
２项 目可行 性 优 势 分析 ．
通过计算， 当冬 季 提 供储 水 池 水 温 为 ９２ ， 离水 源 中央 空 调 机 ＇时 偏 １
℃ ４ 即 以 实际 煤 矿 企业 在开 采 生 产过 程 为 例 ， 井 下 采 空 区 和采 煤 工 作 组 额 定 运 行 工 矿 ６ ．机 组 实 际运 行 参 数 为 额 定 工 矿 效 率 的 ９ ％ ， 其 ８ １ ３ ９ ％＝５ ９．２ Ｗ ２１ ８ ｋ 面排 出 的 矿 井水 其 水 温 ｌ ｏ 一 年 四 季 相 对 恒 定 ， 一 种 稳 定 和 利 用 ｌ ５ ｘ ｘ ４ ９Ｃ． 是 根 据 煤 矿企 业 使 用 ２台 Ｓ Ｌ — ． Ｚ ４ １ ７燃 煤 蒸 汽 锅 炉 （ 用 一 备 ）供 ２ 一 ， 价 值 很 高 的冷 热 源 ， 涌水 量 达 ３ ２ ３ 。 中的 热 能往 往 随 着 矿井 水 的 １ｍ／ 其 ｈ １０ ２ ℃蒸 汽 ， 供 约 ４ ０万 大 卡 热 量 ， 合 ５ ８ ｋ ， 虑 锅 炉 效 率 衰减 提 ８ 约 ５ １Ｗ 考 排 放 而 流失 ， 成 热 源 的浪 费 。 造
置 ， 实现 了节 能环 保 ， 增 强 了矿 井 供 暖 系统 的 安 全性 和 可靠 性 。 既 又
【 键 词 】 井水 ； 暖 制冷 ； 热 ； 关 矿 供 地 自动化 ； 能 环保 节
１矿 井 水 利用 及 矿 井概 括 ．
在 研 发新 能 源 的 进程 中 ， 新 型 可持 续 使 用 环 保 能 源 的研 究 和 开 对 发 ， 成 为我 们 的 当务 之 急 。 中 ， 下水 资 源 以 其能 量 大 、 已 其 地 安全 环 保 、 开 采 便 利 等 特 点 ， 加 备 受 人 们 青 睐 。 通 过 地 下 水 为 热 源 ， 进 行 制 更 可 冷 、 热循环 ， 够在制热时以水为热源 ， 在制冷时以水为排热源 ， 制 能 而
温 度 一 ＯＣ 处 理 到 ６Ｃ ， 需 热 负 荷 ４ ５ ｋ ； １ ｏ时． ￣时 所 ８ ９ Ｗ 当室外 温度 一 ２ 时， １℃ 这 样 可 满足 矿 井 供 暖及 开 采 工 作 面降 温 的 需求 。 ￣时 ０ ７３ｋ １℃时 ， 理 到 处 根据 煤 炭 企业 多 数 采 用 地 下开 采 的 实 际 ， 井筒 作 为矿 井 主 要 送 处 理 到 ５Ｃ ，所 需 热 负荷 ５ ０ ．５Ｗ ； 当室 外 温 度 一 ２ 其 ６ ℃时 ， 需 热 负 荷 ５ ７ ．５ Ｗ ： 所 ３ ７１ｋ 风 通 道 ； 安 全性 能不 容 忽 视 。 其 为保 证 冬 季 矿 井安 全 生 产 ， 防止 矿 井 井 当 室 外 温 度 一 ３Ｃ ， 理 到 ５ １ ｏ时 处 ℃时 需 热 负 荷 ５ ６ ．ｋ ； 所 ２３２ Ｗ 当室 口结 冰 。 柱 断 裂下 坠 就 会 造成 下 井 人 员 的 人 身 伤 害或 井 筒 装 备 的 损 冰