朱集西煤矿矿井废热回收利用
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1 朱集西矿矿井低温废热分析
1． 1 朱集西矿矿井废热特点 朱集西煤矿位于淮南市潘集区，井田可采煤层
12 层，设计生产能力 400 万 t / a，朱集西煤矿一水平 标高为 － 960 m，而该矿恒温带深度为 30 m，温度为 16． 8 ℃ ，平均地温梯度 2． 78 ℃ / hm，一水平工作面 达到 43． 49 ℃ 以上，是典型的高地温矿井，同时该矿 具有煤与瓦斯突出危险，矿井通风量大［4 － 5］。因此 从该高温环境排出的矿井风和矿井水中蕴含热能巨 大，但由于是高温矿井，夏季不利于制冷排热。 1． 2 朱集西矿矿井废热量 1． 2． 1 矿井排水废热计算
·194·
（ 第 43 卷第 9 期）
分析·探讨
朱集西煤矿矿井废热回收利用
牛永胜1 ，王建学2
（ 1． 华北科技学院，河北 三河 101601； 2． 北京矿大节能科技有限公司，北京 100083）
摘 要：安徽朱集西煤矿是典型的高温热害矿井，根据高温热害矿井回风中低温热能丰富的优
势，利用热泵技术回收矿井回风中的热能，解决了朱集西煤矿冬季供热、夏季制冷问题，取消了传
统锅炉热源和中央空调冷源，实现了煤矿产煤不燃煤、节能减排的目标。
关键词：高温矿井； 回风； 热泵； 节能
中图分类号：TD727
文献标志码：B
文章编号：1003 － 496X（ 2012） 09 － 0194 － 03
Recycling of Mine Waste Heat in Zhujixi Coal Mine
1） 热量计算。根据朱集西矿井地勘资料和现 场测量，朱集西矿矿井排水水量为 150 m3 / h，该矿
井采用了井下降温措施，矿井水温度为 32 ℃ 以上， 按照目前热泵的工作能力可以回收的热量为 4 187 kW。
2） 冷量计算。夏季矿井水温度为 32 ℃ 以上， 按照目前热泵的工作能力可以提供 的 冷 量 为 436 kW。 1． 2． 2 矿井总回风废热计算
Energy － saving Technology Co． ，Ltd． ，Beijing 100083，China） Abstract： Anhui Zhujixi coal mine is a typical high － temperature heat harmful mine． According to the advantage of rich low － temperature heat resource in the return air of mine，the use of heat pump technology to recover the heat in return air of mine solves the problem of winter heating and summer cooling，and cancels the traditional boiler heat source and central air conditioning cooling source，which achieves the goal of heating without coal － fired，energy － saving and emission － reduction． Key words： high temperature mine； return air； heat pump； energy － saving
1） 浴室热水热负荷。矿井最大班出勤人数为 600 人，浴池设计较 大，根 据 朱 集 西 矿 初 步 设 计 资 料，按用水量 300 m3 / 班计算，采用热泵机满足 5 h 能加热到 45 ℃ 的要求，洗浴热水 耗 热 量 为 2 442 kW。
NIU Yong － sheng1 ，WANG Jian － xue2 （ 1． North China Institute of Science and Technology，Sanhe 101601，China； 2． China University of Mining and Technology
1） 热量计算。矿井回风温度和湿度基本不受 室外气温影响并且全年都比较恒定，朱集西矿矿井 设计风量最小为 380 m3 / s。经测量，冬季矿井排风 温度 26 ℃ 以上，全年相对湿度为 95% 以上，按照目 前的热泵技术，可回收的热量为 26 193 kW。
2） 冷量计算。作为高温矿井，并且采用了井下 降温措施，参照同类高温矿井情况，夏季按回风设计 温度按 29 ℃ ，相对湿度为 95% ，按照目前的热泵技 术，可以向回风中释放的热量为 8 587 kW。
2 朱集西矿冬夏季冷热负荷特点分析
朱集西煤矿位于淮南市潘集区，该地区属季风 暖温带半湿润性气候，年平均降水量 975 mm 左右， 年最小降水量为 471． 9 mm，雨量多集中在 6 ～ 8 月 3 个月； 年平均气温 16． 8 ℃ ，最高气温 41． 4 ℃ ，最低 － 21． 7 ℃ ，因此表现在冬季热负荷相对较小，但夏 季空调压 力 较 大，朱 集 西 冬 夏 季 冷 热 负 荷 计 算 如 下［6］：
矿井回风和矿井排水总废热量见表 1。
表 1 矿井回风和矿井排水总废热量计算表
矿井排水 矿井回风
总计
制热量 / kW
4 187 26 193 30 380
制冷量 / kW
436 8 587 9 023
分析·探讨
（ 2012 － 09）
·195·
从表 1 可以看出，朱集西矿由于是高温矿井蕴 含的热量非常巨大，但蕴含源自文库冷量相对较小。
朱集西矿为新建矿井，必须解决冬季井筒防冻、 建筑采暖、全年洗浴热水热源和夏季建筑中央空调 冷源。而朱集西矿为高温热害矿井，其矿井总回风、 矿井排水 蕴 藏 大 量 的 低 温 热 能［1］。 因 此 考 虑 利 用 热泵技术［2 － 3］回收其热量和冷量，替代传统的锅炉 供热，中央空调制冷方式，一套系统同时满足冬、夏 季冷、热源需要，实现废热利用、节能减排的目的。
1． 1 朱集西矿矿井废热特点 朱集西煤矿位于淮南市潘集区，井田可采煤层
12 层，设计生产能力 400 万 t / a，朱集西煤矿一水平 标高为 － 960 m，而该矿恒温带深度为 30 m，温度为 16． 8 ℃ ，平均地温梯度 2． 78 ℃ / hm，一水平工作面 达到 43． 49 ℃ 以上，是典型的高地温矿井，同时该矿 具有煤与瓦斯突出危险，矿井通风量大［4 － 5］。因此 从该高温环境排出的矿井风和矿井水中蕴含热能巨 大，但由于是高温矿井，夏季不利于制冷排热。 1． 2 朱集西矿矿井废热量 1． 2． 1 矿井排水废热计算
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（ 第 43 卷第 9 期）
分析·探讨
朱集西煤矿矿井废热回收利用
牛永胜1 ，王建学2
（ 1． 华北科技学院，河北 三河 101601； 2． 北京矿大节能科技有限公司，北京 100083）
摘 要：安徽朱集西煤矿是典型的高温热害矿井，根据高温热害矿井回风中低温热能丰富的优
势，利用热泵技术回收矿井回风中的热能，解决了朱集西煤矿冬季供热、夏季制冷问题，取消了传
统锅炉热源和中央空调冷源，实现了煤矿产煤不燃煤、节能减排的目标。
关键词：高温矿井； 回风； 热泵； 节能
中图分类号：TD727
文献标志码：B
文章编号：1003 － 496X（ 2012） 09 － 0194 － 03
Recycling of Mine Waste Heat in Zhujixi Coal Mine
1） 热量计算。根据朱集西矿井地勘资料和现 场测量，朱集西矿矿井排水水量为 150 m3 / h，该矿
井采用了井下降温措施，矿井水温度为 32 ℃ 以上， 按照目前热泵的工作能力可以回收的热量为 4 187 kW。
2） 冷量计算。夏季矿井水温度为 32 ℃ 以上， 按照目前热泵的工作能力可以提供 的 冷 量 为 436 kW。 1． 2． 2 矿井总回风废热计算
Energy － saving Technology Co． ，Ltd． ，Beijing 100083，China） Abstract： Anhui Zhujixi coal mine is a typical high － temperature heat harmful mine． According to the advantage of rich low － temperature heat resource in the return air of mine，the use of heat pump technology to recover the heat in return air of mine solves the problem of winter heating and summer cooling，and cancels the traditional boiler heat source and central air conditioning cooling source，which achieves the goal of heating without coal － fired，energy － saving and emission － reduction． Key words： high temperature mine； return air； heat pump； energy － saving
1） 浴室热水热负荷。矿井最大班出勤人数为 600 人，浴池设计较 大，根 据 朱 集 西 矿 初 步 设 计 资 料，按用水量 300 m3 / 班计算，采用热泵机满足 5 h 能加热到 45 ℃ 的要求，洗浴热水 耗 热 量 为 2 442 kW。
NIU Yong － sheng1 ，WANG Jian － xue2 （ 1． North China Institute of Science and Technology，Sanhe 101601，China； 2． China University of Mining and Technology
1） 热量计算。矿井回风温度和湿度基本不受 室外气温影响并且全年都比较恒定，朱集西矿矿井 设计风量最小为 380 m3 / s。经测量，冬季矿井排风 温度 26 ℃ 以上，全年相对湿度为 95% 以上，按照目 前的热泵技术，可回收的热量为 26 193 kW。
2） 冷量计算。作为高温矿井，并且采用了井下 降温措施，参照同类高温矿井情况，夏季按回风设计 温度按 29 ℃ ，相对湿度为 95% ，按照目前的热泵技 术，可以向回风中释放的热量为 8 587 kW。
2 朱集西矿冬夏季冷热负荷特点分析
朱集西煤矿位于淮南市潘集区，该地区属季风 暖温带半湿润性气候，年平均降水量 975 mm 左右， 年最小降水量为 471． 9 mm，雨量多集中在 6 ～ 8 月 3 个月； 年平均气温 16． 8 ℃ ，最高气温 41． 4 ℃ ，最低 － 21． 7 ℃ ，因此表现在冬季热负荷相对较小，但夏 季空调压 力 较 大，朱 集 西 冬 夏 季 冷 热 负 荷 计 算 如 下［6］：
矿井回风和矿井排水总废热量见表 1。
表 1 矿井回风和矿井排水总废热量计算表
矿井排水 矿井回风
总计
制热量 / kW
4 187 26 193 30 380
制冷量 / kW
436 8 587 9 023
分析·探讨
（ 2012 － 09）
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从表 1 可以看出，朱集西矿由于是高温矿井蕴 含的热量非常巨大，但蕴含源自文库冷量相对较小。
朱集西矿为新建矿井，必须解决冬季井筒防冻、 建筑采暖、全年洗浴热水热源和夏季建筑中央空调 冷源。而朱集西矿为高温热害矿井，其矿井总回风、 矿井排水 蕴 藏 大 量 的 低 温 热 能［1］。 因 此 考 虑 利 用 热泵技术［2 － 3］回收其热量和冷量，替代传统的锅炉 供热，中央空调制冷方式，一套系统同时满足冬、夏 季冷、热源需要，实现废热利用、节能减排的目的。