赵楼煤矿井下降温系统改造工程可研设计说明书
矿井分区集中制冷降温系统设计
矿井分区集中制冷降温系统设计摘要：在一期制冷系统的基础上，通过对新巨龙矿井下各处冷损的计算，进行了二期降温系统的设计研究，完成了设备选型及各降温设备的布置工作，并对回采工作面和掘进工作面在系统正常运行情况下的降温效果进行了分析比较，分析所采集的数据说明新巨龙矿井下分区集中制冷、地面排热降温系统取得了较好的降温效果。
关键字：矿井热害；降温系统设计；分区集中制冷；降温效果引言我国深井热环境问题已日趋严重，目前已有40多处矿区的安全高效生产受到井下高温热害的影响，资料显示，我国煤炭总储量中，有73.2%的煤炭埋深超过1000m，因此，加强对矿井降温的研究，是当前煤炭安全生产的重要课题。
本文以龙固矿热环境为研究背景，在其前期制冷系统的基础上，对二期制冷系统进行了设计研究。
矿井制冷降温措施主要有两种，一种是非机械制冷降温措施，一种是机械制冷降温措施。
前一种主要是开采技术措施，主要包括改革通风方式、采煤工艺、煤层注水等，主要是通风措施；后一种是在前者无法达到要求或不经济合理时采用的措施。
仅依靠通风措施解高温热害是远远不够的，这就需要采用机械制冷降温措施。
综合对比分析机械制冷各个方案的优缺点，决定采用井下分区集中制冷，地面排热的矿井制冷降温系统。
本文在井下集中制冷系统WAT一期降温工程的基础上，根据新巨龙矿井开拓布局及井下热害实际等因素，对一期降温工程布局进行优化调整，并展开井下集中式冷水降温系统二期降温工程的研究与设计，最终形成科学有效的井下分区集中制冷、地面排热的降温系统。
龙固矿设计生产能力为6.0Mt/a，核定能力为 7.8Mt/a。
矿井采用立井开拓方式，通风方式为混合抽出式，副井为主要进风井。
矿井第一开采水平已达-810m，煤系地层平均地温梯度为3.23℃/100m，主采3#煤层底板平均温度为41.4℃。
新巨龙矿属于地热异常型矿井，表土层较厚，地温梯度较高，且井田范围较大，通风路线较长，井下热害严重。
矿井制冷降温系统的研究与应用
矿井制冷降温系统的研究与应用摘要在地面建立制冷中心，制冷中心生产的5℃的冷水通过供冷水泵送至副井井筒中的通过改造后的备用排水管路，经过井底减压阀减压后，低温冷水进入到矿井防尘管网中，直接供至工作地点，通过安装的制冷装置，冷却工作地点进风流温度，达到降温目的。
关键词深井开采；高温热害；需冷量；水冷降温1 概述朝阳煤矿核定能力72万吨/年，从井巷设计、设备选型、系统装备等均按90万吨/年的能力施工。
2 矿井需冷量计算2.1 采掘面降温标准结合朝阳矿目前及下步深水平高温发展状况，按《煤矿安全规程》规定，生产矿井采掘工作面空气温度不得超过26℃，机电设备硐室的空气温度不得超过30℃计算需冷量。
2.2 供冷范围按矿生产要求，降温工程共设计矿井一个综采工作面、四个掘进工作面。
2.3 矿井需冷量计算1）回采工作面需冷量的计算根据矿提供的工作面数值，计算回采工作面的需冷量为510kW。
2）掘进工作面需冷量计算风量260m3/min，按同样方法计算四个掘进工作面需冷量，四个掘进工作面总需冷量为610kW。
3）矿井总需冷量Q=510+610=1120kW目前矿井井下降温需冷量为：Qc=K*Q=1.2×1.25×1120=1680kW3 制冷降温方案确定制冷水降温主要由制冷水系统、输冷系统、井下输冷散冷系统四大部分组成。
4 水制冷降温系统4.1 主要制冷设备选型4.1.1 井下制冷综采工作面上隅角附近安装1台MK-300空冷器和1台MK-150空冷器，制冷量500kW，满足降温需求。
掘进工作面的需冷量为150kW，进风巷采用1台新雪公司生产的MK-200空冷器，作为热交换器，满足降温需求。
井下降温总循环冷水量103.2m3/h，考虑到井下防尘用水量及地面空调用水，选择冷水量为120m3/h，用于制冷器降温后的，剩余回水，经过回水管排到地面。
地面选用3台1032kW的水冷螺杆机组，冷冻水由20℃降为5℃，所需的水量为120m3/h，可满足矿井1个回采工作面、4个掘进工作面的降温需求及地面中央空调供冷。
矿井局部降温系统设计研究
矿井局部降温系统设计研究邱天德;刘杰;黄宝龙;王子雷【摘要】为了解决深井热害问题,研发了矿用气动蓄冰空调系统.该系统整合了降温除湿和空气净化两大系统,主要用于避难硐室,具有广阔的市场前景与良好的社会效益.矿用气动蓄冰空调系统的优点主要有:① 无电化设计,可避免二次灾害发生,具有较高的安全性和可靠性;② 自动控制,准确可靠;③ 制冷功率大;④ 降温、空气净化及除湿一体化设计;⑤ 采用蓄冰球蓄冷及释冷,制冷和释冷效率高;⑥ 采用机械通风,风量大,强制对流,降温速率快;⑦ 适用环境温度范围宽.【期刊名称】《建井技术》【年(卷),期】2018(039)003【总页数】5页(P21-24,57)【关键词】深井热害;矿井;局部降温;气动蓄冰空调系统【作者】邱天德;刘杰;黄宝龙;王子雷【作者单位】北京中煤矿山工程有限公司 ,北京 100013;北京中煤矿山工程有限公司 ,北京 100013;北京中煤矿山工程有限公司 ,北京 100013;北京中煤矿山工程有限公司 ,北京 100013【正文语种】中文【中图分类】TD77+4随着煤炭开采深度的不断增加，深井热害治理问题迫在眉睫[1-5]。
北京中煤矿山工程有限公司经过近2年的攻关，研发出矿用气动蓄冰空调系统，形成了矿井局部热害治理技术与装备，为矿井局部降温提供了一种新的方法与装备。
1 矿用气动蓄冰空调系统原理、组成与作用矿用气动蓄冰空调系统(见图1)整合了降温除湿和空气净化两大系统。
该系统由气动制冷装置、蓄冰箱、双动力空气调节装置、管路附件等组成，主要用于避难硐室。
其作用是在矿井下发生事故时，保证硐室内人员生存所必要的温度和湿度，去除有害气体。
该系统采用蓄冰原理，在安全时期，利用避难硐室环控系统中的制冷机组，将蓄冰设备内的蓄冰球冻结，并将冷量蓄存下来；在矿难发生时期，利用该环控系统中的循环装置，将蓄冰设备内续存的冷量释放出来，供硐室内降温使用。
其蓄存的冷量，足够保证硐室内96 h供冷使用。
煤矿安全改造项目可行性研究报告书说明书
煤矿安全改造项目可行性研究报告书说明书一、项目背景与意义随着国家对煤矿安全的日益重视，煤矿安全问题的治理已成为当前国家政策的重要内容之一、然而，由于我国煤矿存在诸多历史遗留问题，现有的煤矿安全设施和管理措施存在较大的缺陷，给矿工们的生命财产安全带来了很大的隐患。
因此，对煤矿进行安全改造已成为当务之急。
本研究报告旨在对煤矿安全改造项目的可行性进行评估，为项目实施提供依据和建议，确保矿工们的安全。
二、项目目标本项目旨在通过对煤矿现有安全设施和管理措施的改善和完善，提高煤矿的安全水平，减少矿工伤亡事故并保护矿工的生命财产安全。
三、项目内容与方法1.项目内容：（1）安全设施改造：对煤矿现有的通风设备、防爆设备、逃生通道等安全设施进行改善和更新，确保设备的正常运转和使用。
（2）管理措施完善：对煤矿现有的管理措施进行评估，针对存在的问题提出改进措施，加强煤矿安全管理。
（3）培训与教育：制定培训方案，对矿工进行安全教育和技术培训，提高矿工的安全意识和技能水平。
2.方法：（1）文献研究：通过查阅国内外相关的煤矿安全改造项目资料，了解研究领域的最新动态和研究进展。
（2）实地调研：对目标煤矿进行实地调研，了解现有设施和管理状况，识别存在的问题。
（3）数据分析：收集、整理和分析相关数据，评估项目可行性并提出改善方案。
四、预期效益与风险评估1.预期效益：（1）提高煤矿的安全水平，减少矿工伤亡事故，保护矿工的生命财产安全。
（2）增加煤矿的产能和效益，改善煤矿的经济效益。
（3）促进煤矿安全管理和技术水平的提高，为我国煤矿安全治理提供经验和示范。
2.风险评估：（1）资金风险：该项目需要投入大量资金进行煤矿安全设施的改造和管理措施的完善，存在资金投入不足或浪费的风险。
（2）技术风险：煤矿安全设施的改造和管理措施的完善需要依靠先进的技术手段，存在技术不成熟或难以实施的风险。
（3）管理风险：煤矿安全改造需要加强煤矿的安全管理，依赖于管理人员的水平和责任心，存在管理不善或存在问题未能得到及时解决的风险。
浅介赵楼矿井井下集中式降温系统集中控制
２ ３２
参城晨 舛枝
２ ０ １ ３ 年 第３ 期
赵 楼 煤 矿 通 风 阻 力 测 定 及 分 析
王保 齐 ， 杜 文州。 ， 刘林胜
（ １ ．兖煤菏泽能化有限公司 赵楼煤矿 ， 山东 郓城 ２ ７ ４ ７ ０ ５ ； ２ ．山东科技大学资源与环境 工程学院 ， 山东黄岛 ２ ６ ６ ５ １ ０ ）
Ｗａ ｎｇ Ｂａ ｏ— ｑ ｉ ‘， Ｄｕ Ｗｅ ｎ —ｚ ｈｏ ｕ ， Ｌｉ ｕ Ｌｉ ｎ—ｓ ｈ ｅ ｎ ｇ
（ １ ． Ｚ ｈ ａ ｏ ｌ ｏ ｕ Ｃ ｏ ａ ｌ Ｍｉ ｎ ｅ ， Ｙ ａ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｃ ｏ ａ ｌ Ｍｉ ｎ ｉ ｎ ｇ Ｃ ｏ ｍ ｐ ａ ｎ ｙ Ｌ ｉ ｍ ｉ ｔ ｅ ｄ ；
摘 要 矿井通风阻力测定是煤矿通风管理 工作 的重要组成部分 ， 它通过测定井巷 始末断面的风流参数， 依据 能量方程计算井巷的通风阻力。
为 了 掌握 赵 楼 煤 矿 通风 系统 阻力 分 布 情 况 ， 为 下 一 步通 风 系 统 优 化 工 作提 供 数 据 基 础 ， 选 择 两条 主测 路 线 和 两条 辅测 路 线 ， 采 用 精 密 气 压 计 逐
一
图１ 控 制 系统 框 图
制 系统下达 的开 、 停压缩机 的命令 ， 达到无人值守 的控 制要求 。控 制系统 框图见 图 １ 。
３ 设 备 选 型 要 求
型产 品， 且防爆开关均选用智能型产品 ， 整个制冷 机组 控制系统稳定 、 合理 ， 而且所用产品及技术均为 目前 主 流 的先进装备 。 ４ 系统 实现 功 能 井下制冷硐室控制室与地面循环水泵房控 制站之
通风 系统 阻力测定 等积孔
文献 标 识 码 Ａ ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ５— ２ ８ ０ １ ， ２ ０ １ ３ ． ０ ３ ． １ ４ ３
赵楼煤矿液氮液氧混合降温可行性研究
１ 我 国降温 技 术现状
我 国矿井 降温技术 的研究 开发 始于 ２Ｏ世纪 ５０年代 至 今也近 ６ｏ年 。 目前矿 井降温技术 主要 分为非机械制 冷降温 技术 和机械 制冷降温技术两种。
１．１ 非机械 制 冷 降温技 术 矿 井从 开拓设计 开始 ．每个环 节都 可 以对矿井 降 温产
随着我 国浅 部煤炭 资 源开采 殆尽 ，深部煤 炭 的开采 势 在必行 。随着矿 井开采 深度 的增 加 ，因地 温升 高而 产生 的 矿井热害问题 已 日益 凸显 ，已经严 重影 响 了深 部矿 井 的安 全高效生 产 Ｉｌ ］。在 我 国矿井 的煤炭 总储 量 中，有 ７３．２％ 的 储 量 埋 深 超 过 １０００ｍ【４］。 高 温 高 湿 的 井 下 环 境 不 仅 会 破 坏人体 的热 平衡 ．还 可 能导致 中暑 ，使 人 的生理 、心理 反 映失常 ，从而降低生 产效率 ，增 大事故的发生率 Ⅲ５ ］。因此 矿井高 温热 害治理是今 后深 部煤炭 开采 必须 要解决 的关 键 问 题 。
生影 响。例 如矿井 的开 拓布 置 、采 区巷道 布置 、采煤方 法
等 。对于矿井降 温来说 。增加工 作 面风量 是一种 常用 的方 法 ，增加风量可使 工作 面温 度降 低 １—４℃ 。但是 这种 方法 降温幅度有限 ，容易受 围岩温度 影响 。当围岩温度较 高时 ， 增加风量并不能形成 明显 的降温效果。 １．２ 机械 制 冷 降温
矿井降温系统方案优选
内部进行 降温 。该系统冷冻水输送管线长， 冷量 损 失大 ， 能耗大 。 方 案三 ： 井 下 制 冷 降 温 系 统 与 地 面 建 筑 中央 空调制冷系统合用一个系统 ， 制冷机房设置在地 面 。根 据井下 降温 与地 面 建筑 中央 空调 不 同 的水 温要求 ， 通过对制冷机组采用 串并联相结合的方 式， 实现 各 自使用 目的 。
矿 井降温系统方案优选
高攀攀 （ 山东科 技大学 ， 山东 青 岛 ２ ６ ６ ５ ９ ０ ）
摘
要： 本文针对赵楼煤矿井下高温现状 ， 结合现场提出三种 降温方案 ， 运用模 糊层次分析 法对建立的 指标 体系进行
权值 与隶属 度计算 ， 由最终的综合指标大小确定最优方案 。
关键 词 ： 方案优选 ； 降温系统 ； 指标体系
中 图分类 号 ： ｘ ９ ３ ６ ； Ｔ Ｄ ７ ２ ７
１ 模 糊层 次分 析法
文 献标 志码 ： Ｂ
文 章编 号 ： １ ０ ０ ８—０ １ ５ ５ （ ２ ０ １ ７ ） ０ １ — ０ ０ ２ ３— ０ １ 进行 降温 。 方案 二 ： 使 用这 种方 案时 ， 需要 在 井下 一８ ６ ０ ｍ
技 术可 行性 指标 权 值 制 冷 系 统 冷 损 照 稳 定性 量 １ ０ ７ － ３ ２ ５ ． ７ ｌ 排 热 效果 ３ ． ２ ５ 人员 费用 ３ ． １ ４
通过 计算 得 出各个 指标 的权值 ， 如表 ２所 示 。
经 济 合 理 性 设铸 费用 ９ ． ０ ４ 别‘ 环 境 影 响 占 用 资源 ｌ
根 据 以上 三 种 方 案 ， 最 终 得 出影 响 最 大 的 十 个 指标 ， 如表 １ 所示。
煤业公司矿井机械制冷降温方案及施工申请报告
关于尽快组织实施矿井制冷降温的报告公司领导：XX公司主要通风机为ANN-2884/1400N型对旋式轴流通风机，电机功率1250kw，主要通风机最大扇叶可调角度为51°最，最大风量为290 m3/s。
矿井供风现配备开掘工作面17个（5条煤巷12条岩巷），采煤工作面一个，配风量共计272m3/s，主要通风机叶片角度47.5°，风压2850Pa。
鉴于以下原因，矿井集中制冷降温工程应尽快实施，刻不容缓。
㈠XXXX年7月份实测矿井采掘工作面温度，矿井受热害热影响严重，如下表所示：日期：XXXX年7月25日㈡XX公司为受地质热害严重矿井，井田一级高温区一般在400～530m，二级深度一般在570～750m。
现开发的己二采区深度在700m以下，XXXX年7月份实测开掘工作面回风流最高温度为36℃，采煤工作面最高温度为31℃。
实测-600m水平与-760m水平水文观测孔水温，温度为41℃～45℃。
后期要开发的己三、己四采区，标高在-1000m左右，预计工作面温度将高达40℃左右。
㈢矿井受地温热害影响严重，仅靠单一的增大风量，进行通风降温已不能达到预期效果，且现矿井主要通风机运行角度为47.6度，与最终可调51度相比，采取通过调整矿井主要通风机运行工况，进而增加工作面配风而达到降温已不可取。
㈣进入夏季以来空气温度升高，加之地温热害影响，作业环境十分恶劣，致使多名职工出现精神恍惚、中暑、心衰、湿疹等现象。
给职工的身心造成极大伤害，直接影响了安全生产。
㈤高温采掘工作面职工出勤率大幅下降，基本无法正常生产，甚至停产，降低了劳动生产率。
㈥矿井井下生产环境不符合《煤矿安全规程》的要求，使矿井经营成本增加，严重制约了矿井安全高效生产。
综上所述：对矿井进行热害治理，采取机械制冷降温是提高劳动生产力、降低职工劳动强度、维护职工队伍稳定、实现可持续发展的重要民心工程，围绕建设长远、安全、高效矿井的目标，矿井机械制冷降温势在必行。
兖矿集团赵楼煤矿开采设计说明书【管理资料】
设计题目：兖矿集团赵楼煤矿开采设计专业：采矿工程设计人：（签字）:__________指导教师：（签字）:__________摘要本设计根据在兖矿集团赵楼煤矿收集的各种资料结合专业知识，对本矿3号煤层提出两个开拓方案进行比较。
根据煤层地质条件最后得出采用立井开拓，且该矿井为一井一面，采煤方法为综采放顶煤。
通风方式采用中央并列式。
辅助运输为架线电机车，实现井下的连续快速运输。
【关键词】:兖矿集团赵楼煤矿；综采放顶煤；中央并列式；辅助运输；架线电机车。
SUMMARYBasing on the various materials collected in Zhaolou Coal Mine of Yan Coal Group and combining professional knowledge, this design made a comparison of the two development plans put forward on the third coal seam. According to geological conditions of coal seam and the mine of one well with one working face, it came to a conclusion that through the mine developed by vertical shaft, the mining method with fully mechanized sublevel caving, the ventilation mode with central parallel as well as the auxiliary transportation of wiring electric locomotive, the underground continuous rapid transit was achieved. 【Keyword】:Zhaolou Coal Mine of Yan Coal Group; fully mechanized sublevel caving; central parallel; auxiliary transportation; wiring electric locomotive.前言毕业设计是采矿工程专业培养计划中最后一个，也是最关键、最为重要的教学环节，是检验教学成果及学生综合能力的重要环节，在专业教育中有着十分重要的地位。
煤矿井下机械降温系统设计分析
煤矿井下机械降温系统设计分析摘要：目前随着煤矿开采深度的增加，采掘工作面环境存在日益严重的热害，必须要采取相应的措施进行降温，本文对煤矿井下的降温方式及采用的机械降温系统进行了设计分析。
关键词：煤矿；井下；机械降温社会生产对煤矿资源的需求量在不断上升，而随着煤矿开采程度不断加深的情况下，将要面临更为艰难的工作环境。
随着开采深度的不断增加，掘进与开采工作面的环境温度持续上升，基本上已经达到28℃，直接对人体健康系统造成影响，威胁工作人员人身安全。
为将安全生产落实到位，需要结合煤矿井下工作面热害问题，对机械降温系统进行研究，营造一个舒适安全的工作环境，保证煤矿开采的效率。
1.煤矿井下机械制冷技术分析针对煤矿井下热害治理的机械制冷技术已经得到很长的发展，并且在实际应用上也取得了一定的成果，对实现矿井安全生产具有重要意义。
利用机械设备来通过增加地面工作风量达到降温目的，虽然是一种相对经济性比较高的处理方式，但是在实际应用上因为受到地面气温与围岩温度等因素的影响，还存在一定的问题。
而与此相比的机械制冷技术，可以利用无氟冷空气制冷机来对开采与挖掘工作面进行局部制冷降温。
近年来煤矿用机械制冷设备种类不断增多，按照服务对象不同可以将其分为分散式与集中式两种，其中对于集中式来说又可以根据制冷展安装位置不同划分为地面集中、井下集中与井下井上联合三种，并且地面集中方式还可以以制冷剂不同分为冰制冷系统与机冷水系统[1]。
2.煤矿井下机械降温设计分析2.1降温方式分析2.1.1井下集中式此种降温方式主要是将制冷机设置在煤矿井下，然后通过管道集中向需要降温的工作面进行集中冷水供应。
整个降温系统设计相对简单，供冷管道距离比较短，并且不需要设置高低压转换装置，只需要安装冷水循环管道即可。
但是如果选择此种处理方式时，需要在井下开凿大断面峒室，对施工与维护工作有较高的要求。
并且随着煤矿开采深度的逐渐加深，对降温效果的要求也就越发严格，所需冷水供应量更大，这样井下集中空调系统冷凝热排放就成为了需要重点解决的问题，对降温效果造成的很大程度的限制。
煤矿井下降温系统的设计及应用
煤矿井下降温系统的设计及应用薛千成;胡彦祥;刘桂平【摘要】为提出切合平顶山天安煤业股份有限公司二矿实际的热害治理方案,深入调研,采用井下集中式布置方式,充分利用丰富的矿井水资源进行人工制冷水降温.该人工制冷水降温系统的设计实施,使二矿热害得到有效控制,改善了职工工作环境、提高了劳动生产率和矿井生产的安全性.【期刊名称】《煤矿机电》【年(卷),期】2013(000)003【总页数】4页(P75-78)【关键词】煤矿;热害治理;人工制冷水降温系统【作者】薛千成;胡彦祥;刘桂平【作者单位】中国平煤神马集团平煤股份总师办,河南平顶山467000;中国平煤神马集团平煤股份二矿,河南平顶山467000;中国平煤神马集团平煤股份技术中心,河南平顶山467000【正文语种】中文【中图分类】TD727+.20 引言中国平煤神马集团平煤股份二矿(以下简称二矿)位于河南省平顶山市区北部1 km 处，1955年开工建设，1957年10月建成投产，原设计产煤能力21万t/a，后几经挖潜技术改造，2008年核定矿井生产能力170万t/a。
根据二矿地质报告提供的岩温情况和生产期间测定的资料，矿井内恒温带深度为25 m，温度为17.2℃。
平均地温梯度为3.07℃/ 100 m。
矿井－350 m标高以上测定水温在30℃以内。
随着开采深度的增加，地温明显增高，在－400 m以下，地温大于37℃，属高温异常区;－450 m标高以下属于二级热害区。
庚20-21080工作面，气温达到33℃～36℃，相对湿度95%～98%。
随着矿井开采深度的不断加大，矿井热害更加严重，严重影响到职工生产作业。
因此，对二矿热害进行综合治理。
2 矿井热害治理方案的制定矿井热害治理技术主要分为两类，即非人工制冷技术和人工制冷技术。
非人工制冷技术主要措施包括加大通风强度、选择合理的开拓布置和通风系统、改革通风方法、避开局部热源、预冷进风风流、隔绝高温围岩、热水防治、改革采煤工艺以及煤壁注水预冷煤层等，最常用的是通风降温技术。
赵楼矿井制冷降温技术
赵楼煤矿附近的地下水硬度太大, 水中含有大 量的 C a+ 、M g+ 等金属离子, 当水温降低时, 这些金 属离子就会析出, 粘附于制冷设备的管道壁上, 形成 水垢, 导致传热效果降低。赵楼煤矿主井冻结施工 时用过这套降温设备, 并没有及时清洗。导致降温 方案实施时, 设备效率下降。冷水制取温度不达标。 3. 2 井下永久制冷降温
2008年 6月 25 日, 赵楼煤矿永久井下空调系 统正式开始运行, 各掘进迎头的温度有显著下降, 井 下主要工作地点的环境得到明显改善。工作环境改 善, 提高了出勤率和劳动生产率。并且避免了高温 热害对职工的侵害, 使之工作时头脑清醒, 减少了事 故率。详见表 2。
表 2 降温前后温度记录 ( 2008- 08)
文献标识码: B
文章编号: 1003- 496X( 2009) 10- 0034- 03
近 20年来, 我国煤矿开采深度平均增加了 200 m, 华东地区开采深度普遍进入 600 m 以下, 出现了 地温高、瓦斯涌出量大、巷道原岩应 力场复杂等问 题, 带来了井下采掘工作面热害严重、瓦斯治理难度 大、井巷支护极其困难等深部开采的关键技术问题。 其中, 高温热害治理是较为复杂的难题。矿井采掘 空间大、巷道面积大、热湿交换及大风量排瓦斯的需 要, 使机械制冷降温难度越来越大。需要强制冷、大 冷量、低能耗、环保洁净的制冷源及适合矿井特点的 制冷工艺方法、超远距离输送、低损耗及可控释放冷 量技术。针对产生的这一现象, 各个存在热害矿井 均根据自身特点, 采取了制冷降温措施。
煤矿井下集中式降温系统设计研究
煤矿井下集中式降温系统设计研究孙宝明【摘要】某深井采掘工作面地下热害严重,通过加强通风、提高风速等措施不能有效降温,因此,采用井下集中式降温系统. 该系统包括地面部分和地下部分,其中地下部分开凿了制冷硐室,通过冷水循环泵将冷水输送到工作面,同时在掘进面和热害较大的位置增加了局部散热设备. 结果表明,这种降温系统效率较高,比其他系统能耗低10%~15%,可为其他矿井降温提供借鉴.%The underground heat damage of a deep well mining working face is severe.The measures such as strengthening ventilation, improving the wind speed can't lower the temperature effectively.So adopts the centralized cooling system in underground.The system includes the ground part and underground part.Digs the refrigeration cav-ern in underground part, through cold water circulating pump transport cold water to the working face.At the same time increases the local cooling device in drivage face and the position of larger heat damage.The results show that the efficiency of cooling system is higher, the energy consumption is lower by10%~15%than other systems, it pro-vides a reference for other mines cooling.【期刊名称】《山西焦煤科技》【年(卷),期】2015(039)010【总页数】4页(P54-57)【关键词】煤矿;热害;集中式降温;冷水循环【作者】孙宝明【作者单位】山西汾西瑞泰正太丈八煤业,山西左权 032699【正文语种】中文【中图分类】TD79+21 工况背景某井田地处黄河冲击平原，地势平坦，海拔高度40 ～46.06 m，从西南向东北缓慢倾斜。
煤矿二号井降温技改项目可行性研究报告
一、企业安全生产现状1、企业基本情况广西XX矿务局XX煤矿位于XX市西南面，直距XX市区约4km，中心位置地理坐标为东经106°35′05″，北纬23°51′20″。
属于XX市龙景街道办事处管辖。
XX一号井于1998年5月开工建设，初步设计生产能力为15万吨/年，2002年12月投产。
2006年进行技术改造，改造后生产能力为90万吨／年。
现新增60万吨/年扩建技改项目正在试运行，竣工验收后，XX煤矿一号井的生产能力达到150万吨/年。
矿井面积为10.0164平方公里，开拓方式为斜井开拓，通风方式为对角式，提升方式为带式输送机，扩大范围后的采矿许可证发证日期2010年04月15日，有效期至2030年04月15日。
XX煤矿现有职工825人，专业技术人员工193人。
XX市为桂、滇、黔交通的枢纽，南宁（南）—昆明（昆）高速公路及XX至云南富宁县的二级公路从矿区经过。
XX至南宁里程267km，至平果129km。
右江自西向东从矿井北部流过，XX至南宁航程约410km，至平果213km。
四季可通航中型汽轮，顺流而下可达贵港、广州。
井口距南昆铁路XX火车站7km。
2、煤炭资源和开采地质条件广西XX矿务局XX煤矿一号井，目前开采的煤炭为新生界始新统百岗组的褐煤，共有四层可采煤层，主要可采煤层D 、C、A 、I 四层，可采煤层为易自燃、自燃煤层，煤尘有爆炸性。
煤层顶、底板为泥岩、砂质泥岩和泥质砂岩及粉砂岩，易膨胀和底鼓。
该矿设计矿井生产能力共90万吨/年。
矿井煤层瓦斯含量低，均为低瓦斯矿井，相对瓦斯涌出量2.48 m³/t，绝对瓦斯涌出量4.39 m³/min，矿井正常涌水量30 m³/h，最大涌水量50 m³/h；矿井开采标高达-150m 以下，距地表垂直深度300～500m,地温达30℃。
井田内含煤地层为那读组的下百岗段，厚175.03～267.48m，含煤10～29层，主要可采煤层自下而上为A、C、D、I煤层，局部可采的煤层有B、E2、F三层。
井下降温设备设计说明
金洲矿业-435、-635、-785机房制冷降温工程技术方案一、工程概况：该工程为金矿井下设备降温用特种制冷降温工程。
井下设备房间温度高(29C)、相对湿度大(80%~99%)、通风降温条件差。
拟利用现有井下水源制作多个小型水源热泵整体机组成中央制冷系统，以满足井下设备降温要求，同时降低井下设备房间空气相对湿度。
二、卷扬机房工程要求：1、常年供冷；2、温度条件：1) 干球温度w 28 C2) 现对湿度w 80%3、水条件：1) 利用井下出水量，作为制冷降冷水源，进行水系统改造，改造使用后的水质应无变化。
2) 需建造三个储水仓，以满足制冷用水需求4、无任何热空气排入巷道，以保证巷道内温度无变化；5、工程噪音v 60dB;6、设备电力电气无特殊安全要求，可与家用空调电气安全相同；三、制冷机组设计：1、①-435机房面积:220m2干球温度：286C相对湿度：81.5%拟设计3台KLZS-150机组组成中央制冷系统；该3台机组共需用水量8m3/h。
②-635机房面积:100m2干球温度：262C相对湿度：98%拟设计2台KLZS-150机组组成中央制冷系统；该2台机组共需用水量 5.5m3/h。
③-785机房配电室：面积:105m2干球温度：282C相对湿度：91%拟设计2台KLZS-150机组组成中央制冷系统；该2台机组共需用水量 5.5m3/h。
泵房：面积:75m2干球温度：294C相对湿度：91%拟设计2台KLZS-150机组组成中央制冷系统；该2台机组共需用水量 5.5m3/h。
2、各分机出风口直对降温设备；3、各分机采用著名的谷轮柔性涡旋压缩机，高效可靠、防堵、耐腐蚀的套管换热器，自动化程度高的控制系统，循环风量大的送风系统，传热效率较高的内螺纹铜管及铝翅片式组成的蒸发器，牢固可靠的钢板喷塑外壳；4、各分机可自动控制开停，并有高低压、水流、缺错相、过电流、排气温度等多种保护功能（详见机组配置表），运行安全、可靠；5、由于水系统压力较低，故水系统管路可均采用PP-R管及管件，并配备循环泵、离心泵泵、过滤器、逆止阀、截止阀等辅助设备；6、机组性能指标四、制冷工程运行费用预算：1、水泵参数①-435机房水源热泵空调用离心泵功率按 1.1KW。
高温矿井制冷降温管网解算及优化方法研究
高温矿井制冷降温管网解算及优化方法研究马砺;张雅婷;刘尚明;简俊常;秦志华;刘恒;陈超扬【期刊名称】《煤炭科学技术》【年(卷),期】2024(52)2【摘要】高温矿井采用井下集中式制冷降温系统受采掘范围的影响,冷冻水输送管网复杂,导致末端冷量供给不足,严重影响系统降温效果。
为提高矿井降温系统冷量利用率,以赵楼煤矿井下制冷降温管网为例,基于图论原理建立井下降温管网拓扑模型,采用水力基本方程计算管段流量、节点阻力和水力损失,得到降温管网水力特性;通过管网节点温升的计算,确定冷冻水输送过程的冷量损失;结合管网水力、热力特性,对降温管网进行优化。
结果表明:赵楼煤矿井下制冷降温管网末端工作面冷冻水流量最小为0.001 m^(3)/s,管网水力损失大的位置为一集轨道下山、7302运输巷和中部辅运大巷。
降温系统分别给五采区和七采区共4个工作面供冷,冷量损失为1.22×10^(6) J/s,其中七采区降温系统冷量损失占88.15%,管网摩擦和传热冷量损失分别为5.39×10^(5)、6.805×10^(5) J/s,末端冷冻水最高输水温度为13.9℃。
提出管道-泵阀联调优化方法,采用动态平衡阀对南部1号辅助运输大巷和二集辅助巷冷冻水流量恒定在0.022~0.04 m^(3)/s,实现末端空冷器流量稳定;采用静态平衡阀调节管网支路阻力,将工作面冷冻水流量增大至0.005 m^(3)/s;南部1号辅助运输大巷、南部2号辅助运输大巷和二集辅助巷的管径增加至0.325 m,管网总水力损失从30.93 m减少到20.44 m,减少了35%;将离心泵扬程调整为183~195 m、流量为0.085~0.112 m^(3)/s,离心泵高效运行。
【总页数】9页(P150-158)【作者】马砺;张雅婷;刘尚明;简俊常;秦志华;刘恒;陈超扬【作者单位】西安科技大学安全科学与工程学院;兖煤菏泽能化有限公司赵楼煤矿【正文语种】中文【中图分类】TD75;TD727【相关文献】1.矿井通风系统网路解算及优化的可视化研究2.高温矿井降温技术的优化研究3.矿井通风网络解算方法的优化研究4.高温独头巷道人工制冷降温效果的优化研究5.基于矿井通风网路解算的优化计算方法因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
兖煤菏泽能化有限公司赵楼煤矿井下制冷降温系统改造工程可行性研究报告（代初步设计）说明书煤炭工业济南设计研究院有限公司二〇一八年三月目录1 项目概况 (1)1.1实施单位 (1)1.1.1 交通位置 (1)1.1.2 地形地貌 (1)1.1.3 湖泊河流 (1)1.1.4 气象及地震 (1)1.1.5 电源条件 (2)1.1.6 矿井建设过程 (2)1.1.7 煤层开采 (2)1.2热害概况 (2)1.3热害治理的必要性 (3)1.4矿井降温系统现状 (3)2 设计依据、原则及标准 (5)2.1设计依据 (5)2.2设计原则 (5)2.3设计标准 (5)3 矿井制冷负荷计算 (6)3.1气象资料 (6)3.2降温负荷计算 (6)4 矿井降温工程工艺设计 (9)4.1矿井降温系统改造设计 (9)4.1.1井下降温系统改造方案一 (9)4.1.2井下降温系统改造方案二 (10)4.1.3方案比选 (11)4.2地面冷却泵站选址 (14)4.2.1冷却泵站选址方案一 (14)4.2.2冷却泵站选址方案二 (16)4.2.3冷却泵站选址方案三 (17)4.2.4方案比选 (18)4.4冷却水余热利用系统设计 (18)4.4.1 冷却水余热利用方案 (18)4.4.2降温系统可提供的余热负荷 (19)4.5主要设备选型 (20)4.5.1 井下设备 (20)4.5.2地面冷却泵站设备 (26)4.6主要管道 (28)5 建筑物及构筑物 (30)6 矿建工程 (31)6.1制冷设备硐室位置选择 (31)6.2地面管路钻孔 (31)6.3制冷硐室布置 (35)6.4制冷硐室及配电硐室断面及支护 (35)6.5管路通道 (35)7.给排水工程 (37)7.1给水 (37)7.1.1水源选择 (37)7.1.2用水量 (37)7.1.3给水系统 (37)7.1.4输水管道设计 (38)7.1.5净水工程 (40)7.2排水 (46)7.2.1室外排水量 (46)7.2.2排水系统 (46)7.3消防 (46)8.1电气 (49)8.1.1 供电电源 (49)8.1.2 设备容量 (50)8.1.3计算负荷 (55)8.1.4 主要供配电设备的选型 (56)8.1.5照明 (56)8.2集中控制 (57)8.2.1概述 (57)8.2.2系统方案 (58)8.2.3 系统功能 (58)8.2.4系统配置 (60)9 节能专篇 (62)9.1工艺节能 (62)9.2电气节能 (62)9.3地面建筑节能 (62)10 环境保护 (64)11 人员编制及项目实施计划 (65)11.1管理机构设置及人员配备 (65)11.2技术管理 (65)11.3工程建设进度 (65)12 投资概算及社会经济效益分析 (67)12.1投资概算 (67)12.1.1 投资范围 (67)12.1.2 编制依据 (67)12.1.3 投资概算 (68)12.2运行费用 (69)12.3社会经济效益分析 (70)12.3.1 井下降温工程对劳动效率的影响 (70)12.3.2 井下降温工程对工人健康的影响 (70)12.3.3井下降温工程对矿井安全生产的影响 (70)13 总结 (72)附图目录 (73)1 项目概况1.1 实施单位1.1.1 交通位置赵楼井田位于巨野煤田的中部，北距郓城县城约22km，东距巨野县城西约13km，行政区划归郓城县、巨野县管辖。
兖（州）新（乡）铁路及327国道自井田南部经过，自龙固集车站向东102 km至兖州过京沪线可直达石臼港，向西约40 km经菏泽过京九铁路至新乡与京广线连接；日照至东明的高速公路从郭屯和赵楼井田边界上通过，并与京福高速公路相连，可直达济宁、菏泽、徐州等地；区内县级公路四通八达，井田内有郓城至赵楼的郓赵公路，巨野至鄄城的339省道从井田中部穿过，交通十分方便。
1.1.2 地形地貌赵楼井田地处黄河冲积平原，地形平坦，地势略呈西北高东南低，地面标高+42.12～+45.69m，平均+44.03m，自然地形坡度2‰。
1.1.3 湖泊河流本区水系比较发育，河流沟渠纵横成网，多为人工挖掘的季节性河流，主要有洙赵新河、新赵王河，并以区内各沟渠相贯通，旱季可引水灌溉，雨季可防洪排涝。
潜水面至地表5～9m，平均6m。
井田中部南北向呈条带状地带内潜水面较深为7～9m，其它地段潜水面较浅为5～7m。
1.1.4 气象及地震本区气候温和，四季分明，属温带半湿润季风区海洋～大陆性气候。
具有四季分明，春旱多风，夏热多雨，晚秋又旱，冬长干冷多北风的特点。
年平均气温14.8℃，月平均最低气温-5.2℃（1998年1月），月平均最高气温32.4℃(1998年7月) ，日最高气温42.4℃(1966年7月19日)，日最低气温-18.7℃(1957年1月2日)，常年最低气温一般在每年的1月份，平均-1.8℃。
降雨多集中在6～9月，年平均降雨量694.70mm，最小363.9mm(1966年)，最大1219.5mm(1964年) ，日最大降水量223.0mm(1975年9月19日)。
年最大蒸发量1381.3mm(1966年)，年最小蒸发量226.4mm(1964年)。
全年主导风向为东南风。
年平均风速3.3m/s。
霜期一般在1 0月下旬至次年4月上旬。
最大积雪深度0.15m，最大冻土深度0.31m。
根据《建筑设计抗震规范》GB50011-2010，该井田抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g（山东省第一组）。
1.1.5 电源条件本矿井附近现有两座火力发电厂，东有济宁电厂，装机容量300MW。
西有菏泽电厂，装机容量850MW。
两座电厂通过220kV回路与山东电网相连。
本矿井电源可引自巨野县城西北的三里庙220kV区域变电所。
矿井电源落实可靠。
1.1.6 矿井建设过程赵楼煤矿是菏泽能化有限公司在巨野煤田开发建设的第一对矿井，2005年1月开工建设，2009年12月29日竣工投产，2011年12月实现达产达效目标。
井田面积143.3549 km2，设计年生产能力3.00 M t，服务年限60.1年，配套建设同等规模的选煤厂。
2014年核定生产能力4.20 Mt/a。
1.1.7 煤层开采矿井主采3煤层，综合可利用矿产资源煤炭和天然焦资源储量65023.9万吨，可采储量25244.8万t。
采用立井开拓方式，井底车场采用立式环形车场，现生产水平为-860m水平，井口标高为﹢45m。
计划2019年1月开采七采区7301首采工作面。
1.2 热害概况本煤矿为立井开拓，含煤地层为山西组和太原组，主采3煤层，埋深700～1200m。
煤层属正常地温梯度为背景的高温区，地层年恒温带为50～55m，温度为18.2℃，非煤系地层平均地温梯度1.85℃/100m，煤系地层平均地温梯度2.76℃/100m，全区地温梯度1.51～2.92℃/100m，平均2.20℃/100m，即地热增温率为1℃/45.45m。
采区大部分块段原岩地温为37～45℃，处于二级热害状态。
因此，本井田在开采过程中，对矿井热害工作必须加以重视，采取有效可行的降温措施，实施矿井井下降温，才能保障井下工人的身心健康和正常安全生产。
根据其他高地温矿井的治理经验，在此地质条件下，井下通风降温不能解决根本问题，必须采取机械降温措施。
1.3 热害治理的必要性井下高温对工人劳动效率和人身健康有极大影响，随环境温度的升高，工人生产效率明显下降。
在高温环境中从事劳动时，体温高，心跳加快，常导致工人患心脏病。
另外，在高温环境下致使人体散热困难，工人感到闷热，劳动生产率下降，进而出现大汗不止、体温升高、头昏、虚脱、呕吐等中暑症状，甚至会造成死亡。
除此之外，在高温高湿的环境中还会引起湿疹、烂裆等疾病。
在高温高湿的环境下，井下机电设备的正常运行也受到严重影响，危及矿井安全生产。
为了确保安全生产，根据《矿井降温技术规范》对煤矿井下气象条件要求：“生产矿井采煤工作面空气温度不应超过28℃，机电设备硐室的空气温度不应超过30℃。
采煤工作面的空气温度等于或超过32℃、机电设备硐室的空气温度等于或超过34℃时，应停止作业。
当采煤工作面的风流温度为28℃~30℃时，作业地点的风流速度应为2.5m/s~3.0 m/s；当采煤工作面的风流温度为30℃~32℃时，作业地点的风流速度应为3.0m/s~4.0m/s。
”因此，对本矿井实施降温工程是很有必要的。
对矿井热害防治工作必须加以重视，进行综合治理，制定有效可行的降温措施。
1.4 矿井降温系统现状为解决井下热害，矿井已安装使用了井下集中式降温系统。
该系统主要由井下制冷机组、冷冻水循环系统、冷却水循环系统、空冷器及电控系统等设备组成。
现采用三台KM3000型制冷机组，并联使用，总制冷能力9900 kW。
单台制冷机组可提供190m3/h的3℃冷冻水，冷却水的进出口水温度为31℃/40.4℃。
冷却水循环和冷冻水循环回路中所损失的水量，用软化水自动补充。
冷却塔出来的31℃冷却水经冷却水循环泵，通过安装在回风井的冷却水管路输送到井下制冷硐室，接至制冷机组冷凝器的进水侧，冷却水吸收制冷机的冷凝热后温度上升至40.4℃左右，再由安装在回风井中的回水管返回地面冷却塔进行冷却。
制冷机组蒸发器侧流出的3℃冷冻水经输冷管送至末端空冷器，利用热交换器与采、掘工作面的热空气进行交换，其间所吸收的热量将使水温上升至16℃左右，再由冷冻水循环泵使其返回制冷机组再冷却，形成冷冻水循环。
目前，井下共计安装空冷器31台，其中每年6月下旬-9月上旬三个月的时间三台制冷机组全部运行，其余时间二台制冷机组运行。
根据矿井接续采区的开采计划，矿井后期大部分采、掘工作面的降温负荷均位于七采区及五采区。
接续采区的采、掘工作面距现有制冷硐室的距离均大于4km（最远工作面距离大于6 km），现有制冷硐室距接续采区工作面距离太远，由制冷机组接至各采区工作面空冷器的冷冻水保温管道敷设长度需大幅度增加，增加了冷冻水管路系统的冷量损失，导致工作面空冷器冷冻水流量不够，水温增高，制冷效果不好。
现有井下制冷系统不能满足矿井接续采区的降温需求，采掘活动受到较大影响，严重制约矿井生产能力的提高。
因此，本设计方案拟对现有井下制冷降温系统进行改造设计，达到降低井下气温，改善工作面制冷效果及工作环境，提升矿井生产安全性和劳动效率的目的。
2 设计依据、原则及标准2.1 设计依据（1）赵楼矿井初步设计说明书；（2）赵楼煤矿矿井施工图；（3）业主提供的其他资料。
2.2 设计原则（1）结合矿井现有的井下降温系统，设计适合本矿井的井下降温系统改造方案，充分发挥建设项目的社会和经济效益。
（2）采用先进可靠的技术和设备，保证降温系统可靠、稳定、高效运行。