深井降温技术

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深井降温技术

深井降温技术

国内外矿井降温技术的现状分析摘要:矿井降温技术时早就兴起的项目,但是降温技术也是在逐步完善中的,本文介绍了各种矿井降温技术以及分析了优缺点,为技术人员做一个参考。

关键词:降温制冷技术应用0 引言防治矿井热害技术自20世纪20年代即已兴起,至今已有80余年的历史;但是,迅速发展并广泛应用是在20世纪70年代以后。

我国开展降温技术研究也近50年,目前国内外矿井降温技术,可分为非机械制冷降温技术,机械制冷降温技术,机械制冰降温技术和空气压缩式制冷技术。

1 非机械制冷降温技术从矿井开拓部署到工作面生产的每个环节都可能对矿井风流的温度产生或多或少的影响,归纳起来可分为如下几个方面:①矿井开拓部署和采区巷道布置;②采矿方法及顶板管理方式;③增加通风量。

前苏联乌克兰科学院院士谢尔班AH,日本工学博士平松良雄和前西德埃森矿山研究院的福斯教授提出的矿内风流温度预测模型,能够比较明显地体现增加巷道通风量,巷道风温下降的趋势,从理论上证明了增加风量具有降温作用。

大量的现场实验也说明增加风量具有较好的降温作用,最经济的通风量为巷道长度的0.56~0.84倍。

兖矿集团东滩煤矿研究表明原岩温度每增加1℃,工作面气温约增加0.5~0.6℃”;“当生产水平岩温为34.8℃时,风量在1000~1400m3/min降温效果较为明显,当综采工作面的风量增加到1600m3/min后,可计算出采煤工作面的风温仍在30℃左右”;再增加风量也不会使工作面风温降到我国《煤矿安全规程》规定的26℃;2 机械制冷降温技术从20世纪70年代,人工制冷降温技术开始迅速发展,使用越来越广泛、越来越成熟。

德国、南非、印度、波兰、俄罗斯和澳大利亚等国家多采用该项技术,该种降温技术已经成为矿井降温的主要手段。

包括:蒸气压缩式循环制冷空调,主要是以氟里昂和氨为制冷剂的冷水机组,主要是制取冷水;以热电站为热源的溴化锂制冷、串联压缩式制冷机组或氨吸收式制冷机组制取冷水;第2类:空气制冷空调,又有涡轮式空气制冷、变容式空气制冷、涡流管式空气制冷和压气引射器制冷等形式;第3类:冰冷却空调系统2.1 机械制取冷水降温空调矿井机械制冷降温空调系统由制冷机、空冷器、冷媒管道、高低压换热器、水泵及冷却塔组成。

浅谈深井开采中的深井降温

浅谈深井开采中的深井降温

浅谈矿山深井降温技术发展趋势摘要:深井开采矿山随着开采深度的不断加深单凭自然通风降温有时已经不能满足通风降温的需要,为此各种各样的降温方法,非制冷降温、人工制冷水降温、制冰降温、空气压缩制冷降温技术等等均被尝试,甚至为此工人们把常规的空调技术发展应用到深井开采当中而出现了矿井空调系统,对于各种深井降温方法有一个简介与应用。

关键词:深井开采;人工制冷;矿井降温概述岩层离地表越深,温度越高;矿山开采深度增大,岩温也随之增高,这是众所周知的现象。

岩温是深井矿山作业面气温升高、工作面作业条件恶化的主要原因之一。

温度在深井开采时的重要性,与它和人体所适应的温度有关。

人是通过皮肤散发热量来维持平衡,故必须保证通风风流的温度要低于标准要求的28 ℃(新标准为26 ℃)高于28 ℃就应采取某种形式的降温措施。

一般认为,当矿井内工作面的空气干球温度超过30 ℃,就称为高温工作面,矿井内出现终年持续的高温工作面并影响到采掘的正常进行,就认为出现了矿井热害。

人在湿热的空气中作业时间较长,人体大量出汗,大量氯化钠、水溶性维生素、矿物盐随之排出,正常的水盐代谢被破坏,从而可能出现热痉挛,就会发生中暑、昏倒、呕吐和湿疹等疾病,人的某些机能就会出现故障,导致事故增加。

据日本调查统计,30 ~37 ℃的工作面较30 ℃以下的工作面事故率增加1.5 ~2.3 倍同时井下高温条件还将引起劳动生产率下降。

据南非统计资料表明温度超过标准1 ℃时,工人的劳动效率降低7 % ~10 %。

当然,矿井的气候条件好坏,不仅仅取决于温度的高低,在很大程度上还取决于含湿量与空气流动速度,因为人体的湿热感觉与汗液的蒸发难易程度密切相关。

同样的温度,湿度大就会感到闷热;相同的温度与湿度,有风就会感到凉爽。

因此,美国原矿业局采用“实效温度”这一概念,规定其不超过26.7 ℃。

所谓“实效温度”是指考虑了湿度和风速的指数。

深井开采矿山高温热害的防治措施主要有隔绝热源、减湿和增湿降温、通风降温、人工制冷空调等。

煤矿井口降温方案

煤矿井口降温方案

煤矿井口降温方案一、为啥要给井口降温呢?咱煤矿井口啊,就像个小火炉口似的,特别是到了夏天,那热得就像蒸笼。

这热可不光是让咱矿工兄弟们难受,还可能有安全隐患呢。

温度一高,人在井下干活就容易中暑,设备也可能因为过热出毛病。

所以啊,给井口降温是个大事儿,就像给井口吹吹凉风,让大家都能舒舒服服、安安全全地干活。

二、具体咋降温呢?# (一)通风降温。

1. 自然通风加强版。

咱先看看自然通风能不能多使点劲儿。

井口周围的建筑布局可以调整调整,把那些挡着风的障碍物都清理清理,就像给风在井口开个顺畅的大路。

再在井口旁边多种点树,这些树就像大自然的小风扇,能把风吹得更凉快,还能美化环境呢。

不过这自然通风也得看老天爷的脸色,有时候风小了就不太顶用。

2. 机械通风来帮忙。

所以啊,机械通风就得跟上。

在井口装几个大风扇,那种超级大的,转起来呼呼的。

风扇的方向要调好,得朝着井口里面吹,把外面的凉风一股脑地往井里送。

而且这风扇的功率得选合适的,不能太小,小了就跟挠痒痒似的,没效果;也不能太大,太大了费电不说,还可能吹得太猛,影响井下的气流稳定。

可以先选几个不同功率的风扇做个小测试,看看哪个效果最好,就像挑西瓜一样,得挑个最甜的。

# (二)制冷降温。

1. 冰块降温大法。

这个方法简单又粗暴。

咱就往井口附近放冰块,越多越好。

冰块就像一个个小冷源,慢慢地散发着凉气。

不过这冰块得有来源啊,可以在煤矿附近找个制冰厂合作,每天定时送冰。

而且冰块化了会有水,得安排好排水的地方,可不能让井口变成小池塘。

2. 制冷机组上阵。

要是想更高级一点,就得上制冷机组了。

这就像给井口装个大空调。

在井口附近建个小屋子,把制冷机组放在里面,然后通过管道把冷气送到井口。

制冷机组的大小要根据井口的面积和需要降温的程度来选,可不能瞎买。

就像买衣服得合身一样,制冷机组也得适合井口的“身材”。

而且这制冷机组运行起来得有人看着,就像照顾小娃娃一样,得时刻注意它有没有啥毛病。

# (三)隔热降温。

高温矿井热源分析与制冷降温技术应用

高温矿井热源分析与制冷降温技术应用

高温矿井热源分析与制冷降温技术应用随着矿井作业的深入,矿井的温度越来越高,以至于无法正常工作,影响矿井作业的安全和产量。

因此,必须对高温矿井的温度进行冷却降温,以实现矿井作业的安全和高产量。

本文介绍了矿井热源分析和制冷降温技术应用的发展情况。

一、矿井热源分析1、矿井热源单位分析分析矿井热源,可以识别出热源分布、热量来源及其大小等信息,从而为矿井热源控制提供理论依据和科学技术指导。

根据矿井热源的性质,可以将矿井热源分为三类:煤矿、金属矿井和非金属矿井,每个矿井热源的单位分析结果都不同。

(1)煤矿热源单位分析煤矿热源主要来自煤层释放的热量和机械粉碎过程产生的热量,同时还有气体内热量的损失。

火山断层的热量也会影响煤矿的热源分析。

煤矿的热源分析可以采用数值模拟、热流计算等方法。

(2)金属矿井热源单位分析金属矿井的热源主要来自于矿山的热量释放,也可能有热量生成。

另外,采矿过程中产生的灰尘等污染物也会影响金属矿井的热源分析。

金属矿井热源分析可以采用流量计算、传热力学、模拟统计等方法。

(3)非金属矿井热源单位分析非金属矿井的热源主要来源于机械磨损等内部热量,也可能会有热量损失。

非金属矿井热源分析可以采用温度测量、温度场分析、模拟统计等方法。

2、矿井热源总量分析矿井热源总量分析是矿井降温的基础,考虑矿井热源的单位面积和总量,是可靠地控制矿井热源的重要方法。

矿井热源总量分析的方法有多种,比较常用的有热负荷计算、定常态热源模型和瞬态热源模型等。

二、制冷降温技术应用矿井降温技术主要有采取自然降温和制冷降温两种方式。

自然降温是在矿井安全生产的基础上,利用温度梯度、冷却空气进行降温。

制冷降温主要利用制冷设备的改造,使用制冷、新风、排风等技术,对矿井进行降温。

1、制冷系统应用制冷系统可以有效地降低矿井温度,提高矿井安全生产水平,降低耗电量。

制冷系统可以采用中央空调系统、联合抽湿系统和地暖系统等安装方式。

(1)中央空调系统中央空调系统采用蒸发式制冷,可以单独或整体安装,使矿井有均匀的温度分布。

2017年安全:矿井降温的一般技术措施二

2017年安全:矿井降温的一般技术措施二

2017年安全:矿井降温的一般技术措施二在煤矿的采掘过程中,由于矿井受到地热的影响,会导致矿井内的温度极高,严重影响了矿井内工人的工作环境和健康状况。

因此,实现矿井降温对于矿井安全生产至关重要。

本文将介绍一些煤矿矿井降温的一般技术措施。

一、深孔冷水煤矿深孔冷水是一种有效的降温方法。

采用深孔冷水降温不仅可以降低矿井的温度,还可以改善矿井通风效果。

深孔冷水主要通过深孔冷却水源和地下河流的冷却效应来达到矿井降温的目的。

矿井降温一般使用的冷却水温度要求在14℃以下。

为了更好地保证降温效果,还可以增加深孔的数量,流量和冷却水温度。

二、冷风机增加矿井通风量煤矿矿井的通风是保证矿井正常运转的重要因素之一。

通过增加矿井通风量,可以将矿井内部的热空气排出,提高矿井的空气质量和舒适程度。

冷风机是一种常用的矿井通风设备,可将外界新鲜空气送入矿井,实现对矿井空气的循环换气,从而达到矿井降温的目的。

三、喷洒降温剂喷洒降温剂是一种用于降低矿井温度的化学药品。

主要是通过添加化学剂,沉淀产生的热量而达到矿井降温的目的。

喷洒降温剂要求添加的化学物质不要影响矿井内的空气质量和矿井的材料安全。

喷撒方式有喷淋和增压雾化两种。

同时,为了更好地实现矿井降温,还需要对喷洒降温剂的种类,技术要求,使用方法等进行全面的研究和探索。

四、开挖降温开挖降温是指在矿井开采过程中,通过对采掘工作的控制,降低矿井的温度。

具体措施包括采用慢速开采、展矿和巷道压风等方式。

为了确保开挖降温的效果,还需要对开采工序、采煤规律等进行全面理解和探索,寻求科学合理的解决方案。

五、导风管道导风管道是一种传统的矿井通风设备,在煤矿矿井降温中也有其独特的应用。

导风管道通常安装在矿井的巷道上方,具有导风、分流和混合的功能。

导风管道可以利用地热效应,将矿井内部的空气循环流动,实现对矿井温度的降低。

六、在巷道口安装板式换热器巷道口温度是影响整个矿井温度的主要因素之一,因此在巷道口安装板式换热器是矿井降温的一种有效方法。

井下降温控制原理介绍

井下降温控制原理介绍

井下降温控制原理介绍《井下降温控制原理介绍》1. 引言嘿,你有没有想过,在深深的矿井下,那可是又热又闷的环境,矿工们是怎么在里面工作的呢?这就不得不提到井下降温控制啦。

今天呀,咱们就来好好唠唠井下降温控制原理,从它的基础概念到实际应用,再到一些常见问题,让你彻彻底底搞明白。

这篇文章呢,会先讲讲基本的原理概念和理论来源,然后深入分析它的运行机制,接着聊聊在生活和高级工业领域的应用,还有那些容易被误解的地方,最后再给大家介绍点相关的趣味知识和对未来的展望。

2. 核心原理2.1基本概念与理论背景要说井下降温控制的理论背景啊,这就得从热传递说起了。

咱们都知道,热量总是从温度高的地方往温度低的地方跑,这就像是水往低处流一样自然。

在矿井下呢,有很多热源,像地层本身的地热啦,还有那些采矿设备工作时产生的热量。

井下降温控制的基本概念,说白了就是要打破这种自然的热传递,不让井下变得像个大蒸笼。

这个原理的发展也是随着矿业的发展慢慢成长起来的。

以前呢,矿井不深的时候,可能自然通风就勉强能对付,但是随着矿井越挖越深,就必须得有专门的降温控制手段了。

2.2运行机制与过程分析那井下降温控制是怎么运行的呢?首先是制冷机组开始工作。

这制冷机组就像是一个超级大冰箱的压缩机,把冷媒(就像冰箱里的制冷剂)压缩成高温高压的气体。

然后呢,这个气体经过冷凝器,就好比我们在夏天摸空调外机,那热乎乎的,因为热量被散发出去了。

这时候冷媒变成了液体,接着液体冷媒通过节流阀,压力一下子降低了,就像你把一个充满气的气球突然松开一点,气体会猛地跑出来一样。

冷媒变成了低温低压的液体和气体的混合物,最后进入蒸发器。

蒸发器就像是个吸热的大怪物,它把周围的热量都吸走,这个热量就是井下的热量啦。

通过这个循环,不断地把井下的热量吸走,达到降温的目的。

打个比方,这就像用吸管把杯子里的水(热量)吸走一样,制冷机组的循环就是这个吸管,不停地把热量从井下这个大杯子里吸走。

矿井降温

矿井降温

一、改善矿内气候条件的一般措施:1. 改善矿井的通风条件:(1)增加风量(防漏风)(2)选择合理的矿井通风系统(进风流经过的路线最短):①通风系统对井下风流的影响;②以低岩温巷道为进风巷道;③要尽量使新鲜风流避开局部热源的影响(3)改革通风方式:采用下行通风(缺点是易发生瓦斯或煤尘爆炸)(4)利用调热巷道降温:采用恒温带地层的巷道进风(5)井下机电硐室单独回风2. 改革采煤方法及顶板管理:(1)集中生产;(2)后退式采煤法;(3)倾斜长壁采煤法;(4)全面充填法3. 井下热水的治理:(1)超前疏干(将热水水位降低到开采深度以下)(2)热水的排放方法:①地面钻孔直接排放;②回风井排放;③利用隔热管道或加隔热板的水沟导入水仓;④涌水量大的矿井,可以开掘专门的热水排水巷;⑤局部高温热水可以用封堵、集中涌出、导入水沟等方式4. 其他技术措施:(1)减少采空区漏风;(2)隔热措施;(3)压气降温;(4)冰块降温;(5)煤壁注水预冷煤层5. 矿工个体防护:穿冷却服(1)分类:自动系统(自带能源和冷源)和它动系统(需外接能源和冷源)(2)作用:①当矿工在高温地点作业时,可以防止对流传热伤害身体;②可吸收人体在进行体力劳动时由新陈代谢产生的热量(3)要求:①冷却服重量要轻,穿上后不能影响正常工作;②冷却服应有自动制冷系统;③供冷持续时间5——6小时;④制冷剂应采用无毒无害、不燃不爆物质;⑤防止因穿冷却服导致皮肤冻伤或感冒二、矿井空调系统比较:(1)地面集中系统优点:①厂房施工,设备安装、维护、管理和操作方便;②可采用一般型制冷设备,安全可靠;③排热方便;④冷量便于调节;⑤无需在井下开凿大断面硐室;⑥冬季可利用大气冷源。

缺点:①高压水处理困难;②供冷距离长,冷量损失大;③需要在井筒中安装大直径管道;④系统复杂;⑤要求一次载冷剂的温度越低越好,需采用盐水或板式换热器。

适用范围:矿井需冷量大,井下排热困难(2)井下集中系统优点:①供给距离短,冷量损失小;②无高压水系统;③可利用矿井水或回风排热;④供冷系统简单,冷量便于调节;⑤能耗较地面系统小。

矿井降温一般技术措施方案

矿井降温一般技术措施方案

整体解决方案系列矿井降温一般技术措施(标准、完整、实用、可修改)编号:FS-QG-41197矿井降温一般技术措施General technical measures for cooling mines说明:为明确各负责人职责,充分调用工作积极性,使人员队伍与目标管理科学化、制度化、规范化,特此制定当矿井气候值超过标准而出现热害时,就必须采取降温措施加以改善。

矿井降温的一般技术措施是指除了矿井空调技术外,其他各种用于调节和改善矿井气候条件的措施。

它主要包括:通风降温、隔热疏导、个体防护等,本节仅介绍其中几种主要措施。

一、通风降温加强通风是矿井降温的主要技术途径。

通风降温的主要措施就是加大矿井风量和选择合理的矿井通风系统。

1.加大风量实践证明,在一定的条件下(如原风量较小),增加风量是高温矿井最经济的降温手段之一。

加大风量不仅可以排出热量、降低风温,而且还可以有效地改善人体的散热条件,增加人体舒适感。

所以在高温矿井采用通风降温是矿井降温的基本措施之一。

但增风降温并不总是有效的。

当风量增加到一定程度时,增风降温的效果就会减弱。

同时增风降温还受到井巷断面和通风机能力等各种因素的制约,有一定的应用范围。

2.选择合理的矿井通风系统从降温角度出发,确定矿井通风系统时,一般应考虑下列原则:(1)尽可能减少进风路线的长度在井巷热环境条件和风量不变的情况下,井巷进风的温升是随其流程加长而增大,风路越长,风流沿途吸热量越大,温升也越大。

所以,在高温矿井应尽量缩短进风路线的长度。

同时在进行开拓系统设计时,要注意与通风系统相结合,避免进风巷布置在高温岩层中和不必要地加长进风路线的长度,以增加其温升。

(2)尽量避免煤流与风流反向运行在选择采区通风系统时,尽量采用轨道上山进风方案,避免因煤流与风流方向相反,将煤炭在运输过程中的散热和设备散热带进工作面。

根据原西德的经验采用轨道上山(平巷)进风与运输上山(平巷)进风相比,回采工作面进风流的同感温度可降低4~5℃。

深部开采的矿井降温

深部开采的矿井降温

深部开采的矿井降温摘要:随着开采深度的加大,由于地温梯度,地质原因,大型机械的使用,矿井温度很高,甚至影响到正常的生产。

对于国内外目前正在使用的一些降温措施,进行分析比较。

他们具有各自的特点和适应性,在实际应用中也取得了良好的效果。

关键词:开采深度降温措施1前言1.1为什么深部开采需要降温随着浅部矿产资源的不断采竭,目前越来越多的矿山已经或即将转入深部开采,从而使得矿山的热害问题也不断增加。

统计资料表明,目前国内受高温热害影响的煤矿多达130个,随着矿井开采年限的增长,这个数字还将迅速扩大。

矿井向深部延伸、大型机械化设备的采用,开采强度的加大,采场向深部延伸的速度加快,加剧了工作面温度环境的恶化。

工人长时间处在高温热环境中,生理调节机能将发生严重障碍,出现体温升高,代谢紊乱,心跳加快,心律失常、血压升高等现象,甚至虚脱中暑,严重时可能导致昏迷或死亡。

由于高温高湿的作业环境中会使作业人员精神烦躁、疲惫乏力、精力不集中,也增加了事故发生的机率。

1.2矿井降温的意义随着国民经济的持续稳定发展和我国对矿山资源回收率要求的提高,特别是矿产资源中煤炭价格的回升,开采深度不断加深,但是由于人的热适应能力与其所处的大气环境有关,处在热带地区的人的热适应能力要大于处在寒带地区的人的热适应能力。

人不能长时间的在高温的环境下工作。

导致生产效率降低,危险发生的可能性在加大,而且我国金属矿山规定井下作业地点的空气温度不得超过27℃,化学和铀矿矿山规定不得超过26℃。

因此有效地降温和控温措施,对于安全高效,绿色开采有着非同一般的重要意义。

2 深井降温研究现状纵观国内外矿井降温技术,改善矿井内气候条件的措施很多,但总体上可以分为非人工降温技术(采矿技术)和人工制冷降温技术(矿井空气调节)两大类。

我国矿井热害治理工作始于20世纪50年代,但直到80年代后期才取得实质性进展,相关研究论文和著作相继问世。

目前,我国矿井空调的制冷能力和制冷设备比以往都有了很大的提高和改进,但与国外相比仍有一定的差距,大型矿井集中式空调系统中的许多问题尚待解决。

井下工作面高温预防降温措施

井下工作面高温预防降温措施

井下工作面高温预防降温措施1.加强通风系统:加大通风系统的风量和风速,保证工作面通风畅通,及时将热风排出。

可以采用增强式通风系统,如增加风机数量、增加风道截面等措施,提高通风效果。

2.使用降温设备:在工作面位置设置降温设备,如空调、风扇等。

空调可以降低空气温度,提供凉爽的工作环境。

风扇可以加速空气流动,减少热风对矿工的影响。

3.定期休息和补水:在高温环境下工作时,矿工容易出现疲劳和脱水。

为了避免这种情况的发生,应定期安排休息时间,让矿工有足够的时间休息和补充水分。

4.穿着适合的工作服:工作服应选择透气性好、吸湿排汗的材质,以便矿工身体能够充分散热,提供舒适的工作条件。

同时,应该适当减少穿着的层数,以减少热量的阻挡。

另外,还应提供适合的防护用具,如防热手套、防热帽等。

5.矿工培训和意识教育:向矿工提供必要的高温预防知识和培训,让他们了解高温环境对健康的影响,并掌握预防和应对的方法。

加强对矿工的安全意识教育,提高他们对高温工作的风险认识,注重个人防护。

6.合理安排工作时间和轮班制度:在高温环境下工作的时间应尽量缩短,以减少矿工暴露在高温环境中的时间。

合理安排轮班制度,避免连续长时间工作,以充分保证矿工的休息和恢复。

7.监测和控制高温环境:对工作面的温度进行实时监测,并根据情况及时采取措施控制温度。

可以通过增加喷淋降温、增加遮阳措施等方式降低温度。

8.加强卫生清理工作:保持井下环境整洁,定期清理机械设备附近的灰尘和杂物,以充分保证通风和散热效果。

避免异物阻塞风道和通风散热口。

总之,井下工作面高温预防和降温措施应该从多个方面综合考虑,包括通风、降温设备、休息和补水、适当的穿着、培训和意识教育、合理安排工作时间、监测和控制温度、卫生清理工作等。

只有综合应用这些措施,才能有效减轻高温环境对矿工的危害,保障他们的安全和健康。

井道降温工程方案

井道降温工程方案

井道降温工程方案一、工程背景近年来,随着地下深井开发的增加和地下水位下降,井道温度的升高成为了一个日益严重的问题。

井道温度过高不仅影响了井下作业人员的工作环境和安全,还会导致井下设备和油气资源的受损。

为了解决这一问题,需要对井道进行降温处理,以确保井下作业人员的安全和井下设备的正常运行。

二、降温原理井道温度升高的主要原因是地下水位下降导致地热能的积累。

因此,降温的关键在于通过某种方式将地下热能散发出去,以降低井道温度。

目前,常见的降温方法包括利用排热器、通风降温和地下水循环降温等。

三、降温工程方案1. 排热器降温排热器降温是利用空气或水等冷却介质将井道内的热能带走的一种方法。

具体步骤如下:(1)选择合适的排热器设备,根据井道的实际情况确定设备的数量和位置。

(2)在井道内安装排热器,并与地面设备连接,将热能通过热交换传至地表。

(3)根据井道的温度和大小,设定合理的排热器运行参数,确保达到降温效果。

2. 通风降温通风降温是通过空气对流的方式将井道内的热能散发至地表,达到降温的目的。

具体步骤如下:(1)在井口或井下的通风井中安装风机和散热设备,将外部冷空气引入井道内。

(2)根据井道的深度和大小,设计合适的通风系统,确保空气能够流通到井道深部。

(3)通过风机将井道内的热空气抽出,同时将外部冷空气引入,实现空气对流,达到降温的目的。

3. 地下水循环降温地下水循环降温是利用地下水的冷却作用将井道内的热能带走的一种方法。

具体步骤如下:(1)在井道附近选择合适的地下水源,将地下水通过管道引至井道附近。

(2)利用泵站等设备将地下水抽出,经过散热设备后,将冷却后的地下水重新注入井道附近。

(3)通过地下水的不断循环,将井道内的热能带走,实现降温的目的。

四、工程实施1. 确定降温方案根据井道的实际情况,选择合适的降温方案,包括排热器降温、通风降温和地下水循环降温等。

2. 设计施工方案根据降温方案,制定详细的设计方案,包括设备选型、安装位置、运行参数等,并进行相关设计计算和方案审核。

矿井降温技术现状及问题探讨

矿井降温技术现状及问题探讨

矿井降温技术现状及问题探讨随着煤炭工业的发展,煤炭开采的矿井越来越向深部开采拓展,矿井开采的深度越大,热害问题也越严重。

减少和防止深井煤炭生产过程中的热害问题就成为重要的研究课题。

本文就矿井降温技术及问题作初步探讨。

目前矿井常用的降温方法有非人工制冷降温方法和人工制冷降温方法两类。

1. 人工制冷水的降温方法该降温技术已经成为矿井降温的主要手段。

该矿井降温技术主要有: 井下集中式、地面集中式、井下地面联合集中式、分布式。

在经济上地面集中式和井上下联合集中式具有其优越性; 而在技术上3种集中式系统各有特点: 井下集中式系统的致命弱点是冷凝热排放困难; 地面集中式和井上下联合集中式系统必须使用高低压转换设备, 此设备在冷冻水转换过程中会产生3~ 4 的温度跃升。

2. 人工制冰降温技术冷却系统的主要原理是利用冰的溶解热, 通过冰的溶解把水冷却到接近0 , 然后把冰冷却水送到各个工作面, 主要设备放置地面,系统由冰的制备,冰的运输和冰的溶解3个主要部分组成。

冰的融化是冰冷却系统中一个非常重要的环节, 它关系到能否获得稳定的低温水和稳定的水流量。

冰冷却降温技术仍处在试验研究阶段,特别是冰的输送和冰的融化技术目前还很不成熟。

由以上可见,目前的井下降温技术均有不足之处,研究系统简单,成本低,效率高,运行可靠的井下降温技术具有重要的意义。

地面制冷站获取低温冷冻水;输送给地下空冷器;采面上部采用喷淋降温;山东新雪公司两矿井降温新产品获奖2010 年度技术创新优秀新产品评选活动中由山东新雪矿井降温科技有限公司自主研发的两个高温矿井降温领域的新产品SSDR1300D 矿用节能型高温热泵机组和LS 连续快速输冰装置分别被评为技术创新优秀新产品一等奖和二等奖。

LS 连续快速输冰装置是高温矿井降温系统中的配套设备输送冰片能力为60t/h 具有输送倾角不大于20 易保温冷损小功耗低快速连续输冰等特点被专家组鉴定为技术指标达到国内领先水平填补高温矿井热害治理技术装备中的一项空白被评为优秀新产品二等奖。

矿井降温的一般技术措施

矿井降温的一般技术措施

矿井降温的一般技术措施当矿井气候值超过标准而出现热害时,就必须采取降温措施加以改善。

矿井降温的一般技术措施是指除了矿井空调技术外,其他各种用于调节和改善矿井气候条件的措施。

它主要包括:通风降温、隔热疏导、个体防护等,本节仅介绍其中几种主要措施。

一、通风降温加强通风是矿井降温的主要技术途径。

通风降温的主要措施就是加大矿井风量和选择合理的矿井通风系统。

1.加大风量实践证明,在一定的条件下,增加风量是高温矿井最经济的降温手段之一。

加大风量不仅可以排出热量、降低风温,而且还可以有效地改善人体的散热条件,增加人体舒适感。

所以在高温矿井采用通风降温是矿井降温的基本措施之一。

但增风降温并不总是有效的。

当风量增加到一定程度时,增风降温的效果就会减弱。

同时增风降温还受到井巷断面和通风机能力等各种因素的制约,有一定的应用范围。

2.选择合理的矿井通风系统从降温角度出发,确定矿井通风系统时,一般应考虑下列原则:尽可能减少进风路线的长度在井巷热环境条件和风量不变的情况下,井巷进风的温升是随其流程加长而增大,风路越长,风流沿途吸热量越大,温升也越大。

所以,在高温矿井应尽量缩短进风路线的长度。

同时在进行开拓系统设计时,要注意与通风系统相结合,避免进风巷布置在高温岩层中和不必要地加长进风路线的长度,以增加其温升。

尽量避免煤流与风流反向运行在选择采区通风系统时,尽量采用轨道上山进风方案,避免因煤流与风流方向相反,将煤炭在运输过程中的散热和设备散热带进工作面。

根据原西德的经验采用轨道上山进风与运输上山进风相比,回采工作面进风流的同感温度可降低4~5℃。

回采工作面采用下行风在条件许可时,回采工作面可采用下行风。

因为回采工作面采用下行风时,风流是从路程较短的上部巷道进入工作面,且减少煤炭放热影响,故可降低工作面的进风温度。

二、隔热疏导所谓隔热疏导就是采取各种有效措施将矿井热源与风流隔离开来,或将热流直接引入矿井回风流中,避免矿井热源对风流的直接加热,从而达到矿井降温的目的。

深井降温工程讲解

深井降温工程讲解

板冰机特点⏹节能⏹优良的换热性能⏹蒸发温度低⏹可靠性⏹融冰性能好冰人公司片冰机特点⏹节能⏹成本⏹可靠性矿井降温发展历程⏹井下集中制冷降温系统●孙村煤矿在80年代初期采深到600米时即遇到高温热害问题,于1984年5月在-400m水平建成井下集中制冷降温系统。

采用离心制冷机组,于两年后停运。

☐井下移动式空调降温系统●1996年,试验应用了井下移动制冷降温空调,但由于排热困难,不久即停运☐井下局部制冷降温系统●2002年, 通过到平煤学习,在-800水平选用一台制冷量500kw螺杆冷水机组,对回采工作面进行局部降温。

由于井下条件恶劣,排热困难等原因,机组运行效率低,维护量大。

☐水冷集中降温系统●90年代初,孙村煤矿对德国鲁尔矿区进行考察,并于1994年完成了水冷集中降温系统,由于超千米高压水安全及运行费用等原因,未能长期运行。

冰冷系统简介☐2003年,对南非3500米金矿治冰降温技术考察后,针对煤矿特点研发了矿井冰冷低温辐射降温系统。

☐冰冷低温辐射降温系统主要有地面的制冷、制冰及散热系统,井下的输冰、融冰、输冷及散冷系统组成。

冰冷矿井降温技术的主要特点♦充分利用冰的潜热,冰的融化可以释放大量的冷量(1吨0℃冰融化为0℃水所散发的冷量相当于1吨80℃的水降为0℃)。

♦立井单管输送,输冰量仅为30~45m3/d;制冰机可制出-5~-8℃的片冰,对管道无冲击,不粘结。

♦可以将冰输送到融冰池内进行融化,形成0℃的冰水混合物,也可用运冰车将冰直接运到采掘工作面进风侧,融化降温。

♦冰融化产生的冰水为采掘工作面多元化散冷创造了条件,使降温方式具有极强的针对性、灵活性,特别适合高产高效大功率采煤工作面。

♦冰水同时作为采煤工作面大型机械设备的冷却水,使设备温度由50~60℃降为35℃,可使机电设备故障率降低60%以上。

♦从井口至井底直到工作面均为开放式系统,各自相对独立,不存在立井高压循环水泄漏危险,系统运行可靠,便于调节。

矿井制冷降温技术

矿井制冷降温技术


第三部分: 谢桥、新巨龙煤矿制冷降温系统
谢桥煤矿简介:
谢桥煤矿位于安徽省颍 上县东北部,距颍上县城 约20公里,对原有矿井系 统实施改扩建,目前矿井 生产能力达1000万吨/年。 矿井采用主井、集中运输 大巷,分石门和上下山开 拓方式,共划分为四个采 区,即东一、东二、西一 、西二,该井田划分两个 水平,其中第二水平900m,平均地温为43℃。

地面制冰站降温
在副井井口附近设地面集中制冰站,在站内由螺杆制冷压缩 机组通过压缩制冷剂进行蒸发吸热释放冷量给制冰机,由立式 内刮圆柱状制冰机组制取-5℃的片冰,经过输冰螺旋输送机将 片冰送至井口,通过在井筒中敷设的输冰管路(管路入口安装 漏斗和闸门),送至井底融冰池,与融冰池中的水混合后变成 3℃~5℃低温冷水。再由井底融冰硐室内供冷水泵沿输冷管路 将低温冷水送至采掘工作面。通过布置在采掘工作面的空冷器 和喷淋方式对进入采掘工作面的风流进行降温,空冷器16℃~ 17℃的回水经回水管回至井底融冰池内再次融冰,另一部分用 于工作面防尘和喷淋降温,不再回流。制冰机组的冷凝热由地 面冷却塔直接排放。
第二部分: 丁集煤矿制冷降温系统

西二采区1422(1)采煤工作面,走向长1734米,倾向长 240米,热害危害程度与首采面1262(1)相同。2009年,在 该面安装了6台(2400KW)空冷器供冷降温,温度降低了3~ 5℃,湿度降为91%,作业环境得到了极大的改善。2009年的 高温季度,该面共生产煤炭81 万吨,平均日产9000吨以上。
热电联供系统示意图
第二部分: 丁集煤矿制冷降温系统
大规模井下集中降温系 统目前国内尚不多见。丁 集矿的井下降温系统包括: 集控指挥系统,井下制冷 单元、高低压转换等各子 系统自动运行、闭式循环, 实现了大系统集中控制, 子系统自动运行。

深井高温金属矿开采降温方案探讨及应用

深井高温金属矿开采降温方案探讨及应用

深井高温金属矿开采降温方案探讨及应用摘要:近年来,随着我国经济快速发展,我国对矿产资源的需求量逐渐加大,很多矿产资源得以开发。

其中,为了满足对矿产资源的需求,新阶段主要是深井开采,这种开采模式下,随着开采深度不断加深,其会产生深矿井热害问题,威胁着工作人员的生命安全。

为此,为了减少该问题的发生,工作人员必须要提出降温方案,治理矿井的热害问题。

关键词:深井高温金属矿开采降温方案应用近年来,随着矿产资源被广泛开发,矿产资源逐渐枯竭,为了进一步开发矿产资源,深部矿床开发成为其主要的开采方式。

但是,随着开采深度的不断增加,采矿作业环境趋于恶劣,使开采工作面临高温问题,不利于工作人员进一步开展工作,为此,提出降温方案迫在眉睫。

本文就深井高温金属矿开采降温方案及应用进行探讨,在介绍深井高温形成原因的基础上,具体提出了降温方案和应用,以供参考。

一、深井高温的形成原因及深井高温的开采发展现状1.1深井高温的形成原因就深井高温来说,它形成的原因主要体现在以下方面。

首先,随着开采深度不断增加和采矿技术的不断进步,为了推进开采工作的开展,工作人员需要借助大量的深井作业机器设备,井下大中型机械设备增多,这些设备的不断工作会产生大量的热能,使温度上升。

另外,受矿井地下环境气流的影响,例如围岩散热通过裂隙水,并借助于对流或自岩体深部热传导将热量传给井巷,使深井气温升高,这是导致矿井地下温度较高的重要原因。

同时,空气自压缩产热的散热量占深井总热量的百分之二十左右,它主要是地面压气站把空气加压,经过井筒传递到每个用风的地点,这个过程受重力势能的影响,将空气转化成了热能,散发热能,使温度上升。

最后,受人为因素的影响,例如人体散热、爆破产热等,这都加剧了深井高温,迫使其发展为热害问题。

1.2深井高温的开采发展现状所谓热环境就是地下开采矿山的热微气候,当热环境较为恶劣时,称其为热害。

目前,随着国家对金属矿能源需要量的不断上升,对金属矿开采的深度不断加深,这使得矿山开采面临着热害问题。

井道降温工程措施方案范文

井道降温工程措施方案范文

井道降温工程措施方案范文一、背景与意义井道降温工程是指在油田开采过程中,为了避免产生凝析水、天然气液共析和天然气水合物共析等问题,需要采取措施对井道进行降温处理,以保证油气顺利开采和输送。

降温工程的意义在于降低油气的粘度和密度,降低生产工艺难度,减少设备损耗,提高油气采收率,提高采油效率,降低生产成本,保证油气输送的安全可靠性。

二、降温工程的原理及方法1. 降温工程的原理在油田开采过程中,地下油气层被开采后,地层压力下降,温度也相应降低,导致地下井道的温度降低。

此时,由于地下井道穿过高温地层和低温地层,导致地下井道内的油气在温度变化的作用下发生凝析水、天然气液共析和天然气水合物共析等问题。

因此,需要通过降温工程,控制井道的温度,以避免产生上述问题。

2. 降温工程的方法降温工程主要采用以下方法进行:(1)注入冷却剂:通过在井道中注入低温冷却剂,如液氮、液甲烷等,降低井道温度。

(2)压力调节:通过控制井压,调整地下井道温度。

(3)地热利用:利用地热能源进行井道降温,如利用地热能源和地下水进行热交换,从而实现井道的降温。

(4)冷却设备:在地下井道中设置冷却设备,如冷却管道、冷却循环系统等,对井道进行降温处理。

以上方法可以单独应用,也可以组合应用,根据具体情况选取最合适的降温工程方法进行。

三、降温工程的技术难点及解决方案1. 技术难点(1)温度监测:井道内部的温度监测是降温工程中的技术难点。

由于地下井道的深度和复杂的地质条件,井道内部的温度变化较大,难以准确监测。

(2)冷却剂选择:选择适合的冷却剂,如何确保冷却剂的温度和流量,是降温工程中的技术难点。

(3)冷却设备的稳定性:在野外环境中,冷却设备的稳定性和可靠性是降温工程中的技术难点。

2. 解决方案(1)温度监测:采用高精度的温度监测设备,如温度传感器、温度记录仪等,对井道内部的温度进行实时监测,以确保降温工程的效果。

(2)冷却剂选择:根据井道内部的温度情况和地下地质条件选择适合的冷却剂,并采用流量控制设备和温度调节设备,确保冷却剂的温度和流量稳定。

井道降温工程措施方案

井道降温工程措施方案

井道降温工程措施方案一、绪论随着现代石油勘探和开发的不断深入,越来越多的油田发现了高温油气藏。

高温油田的开发需要有效的降温措施,以保证油井和设备的正常运行。

降温工程是指通过一系列的技术手段和措施,有效地降低油井内部和井下设备的温度,提高油田的开采效益和生产安全。

本文针对高温油田井道降温工程进行了探讨,提出了一套可行的降温工程措施方案。

二、高温井道对井下设备的影响1. 高温对井下设备的影响高温会导致井下设备的工作温度升高,从而影响设备的使用寿命和正常运行。

例如,高温会使得井下泵抽油机构的密封件和润滑剂加速老化,使电缆绝缘材料硬化变脆,降低井下电气设备的安全可靠性。

此外,高温还会使井下石油介质粘度降低,产生气体凝析和泡沫效应,导致油井产能下降,甚至造成安全事故。

2. 高温对井道的影响高温会使得井道内部介质的温度升高,从而影响了油水分离、产液激烈上涌等工艺操作的进行。

此外,高温还会使得井道管柱、套管和钻井液的性能受到影响,降低了井下工程作业的效率,增加了油田开发的风险。

三、高温油田井道降温工程技术手段1. 冷却井道内部介质通过注入冷却剂,或者采用增加井下液体循环量的方式降低井道内油水介质的温度。

常见的冷却剂包括液态氮、液态二氧化碳等。

通过注入冷却剂来吸收井道内部的热量,从而降低井道内部的温度。

2. 优化水泥浆配方采用高热导率水泥浆填充井下裂缝和孔隙,减少地热对井道的传导。

水泥浆的配方中添加较高热导率的填料,以提高水泥浆的导热性能,从而有效减少井道内介质对温度的传导,降低井道内部的温度。

3. 安装降温设备在井道内部固定安装降温设备,如冷却器、循环泵等。

通过循环冷卻井下介质,使介质的温度降低,有效降低井道内的温度。

4. 改良强化井道散热在井道内部布设合适的散热设备,改善井下地热介质的散热条件,提高井道内部介质的散热速度,从而降低井道内部的温度。

四、高温油田井道降温工程措施方案1. 降温工程施工前的准备工作在开始施工降温工程前,应对井道进行全面的勘察和测温,以明确井道内部的温度分布情况,确定降温工程的优先区域,为后续的施工工作提供依据。

浅析矿井热害的降温技术措施

浅析矿井热害的降温技术措施

浅析矿井热害的降温技术措施随着我国深井开采时代的到来,矿井降温工程的需求量将越来越多。

随着开采深度的增加,矿井热害显然跻身于继传统五大矿山灾害之后的另一重大灾害行列。

本文简要分析了矿井热害的降温措施,将其分为非机械降温与机械降温两大类,旨在引起人们对井下热害及相关问题的重视,在现有技术基础上对新技术新方法的积极探索。

标签:深井开采;矿井热害;降温措施;非机械降温;机械降温0 引言矿井热害降温技术的重视与研究对于维持矿区的可持续发展至关重要,热害治理技术问题也显然成为矿业领域稳定健康发展的瓶颈和关键技术。

本文对矿井热害降温技术做了两方面归纳,分别为机械降温与非机械降温技术,有助于理清现有治理技术和对新技术的启发。

1 非机械制冷降温技术在煤矿生产中,从矿井初期开拓、工作面生产等每个环节都会对井下环境的温度产生一定的影响,综上所述,大致可分为如下若干方面:矿井初期开拓和矿山巷道布置。

顶板管理方法的影响、开采方法的影响、通风风量影响。

1.1 矿井开拓部署与矿山巷道布置对温度的影响矿井通风系统的形式主要有:中央式通风系统,两翼对角式通风系统,分区式通风系统。

如若改变传统通风方案,采用分区或者两翼风井进风,可以明显的缩短进风路线的长度,缩短程度能达到一半左右。

如此,在相同的风速时,据有关资料报道,在大巷的末端风温上,对比两翼式与中央式,前者比后者温度低大约低2.1~6.3℃,对比分区式与中央式,前者比后者低大约2.3~9.6℃。

低温岩层对风流的热传递相对较弱,因而将进风流布置在温度低岩层中,能起到降温作用。

采用混合式通风和下行式通风也会对风流具有一定的降温作用,其中下行风对工作面的热环境能有1~2℃改善。

1.2 采煤方法及顶板管理方法对温度的影响根据现场经验,提供相同的开采条件,后退式采煤法与前进式采煤法相比,后退式相对漏风小,并且有效风量大一些,能使工作面降温1~2℃。

在煤炭开采方法中,倾斜长壁开采法与走向长壁开采法相比,通风路线相对较短。

水井空气降温法的原理是

水井空气降温法的原理是

水井空气降温法的原理是水井空气降温法是一种利用水井中的水源来降低周围空气温度的方法。

这种方法的原理是靠水蒸发的热量吸收来降低空气温度。

水井是一种深入地下的储水装置,通常位于地下几十米甚至几百米的深度。

在夏季高温炎热的天气中,地下水井中的水温相对较低,通常比地表温度要低很多。

当地表的空气通过井口进入水井时,会与水面接触并与其中的水分子发生作用。

水分子具有较强的吸热蒸发能力。

当水与空气接触时,部分水分子会通过蒸发的方式将自身的热量吸收,并将其转移到空气中。

这个过程中,水分子从液态转变为气态,所需能量从周围环境中吸收,从而使接触水面的空气温度降低。

水井空气降温法的基本原理就是利用这一水的吸热蒸发性质。

通过将水井井口与室外空气相连,让热空气通过井口进入水井,与水面发生接触并吸收水的蒸发热量,从而降低空气温度。

降温效果的关键在于水蒸发的速率。

水分子的蒸发速率与环境的温度、湿度和水面积有关。

当空气温度较高、湿度较低且水面积大时,蒸发速率相对较快,降温效果较好。

为了提高降温效果,可以采取一系列的措施。

首先是要确保水井水面积尽量大,以增加与空气接触的面积。

其次是要通过技术手段控制水的运动方式,例如采用喷泉式喷射,能够增大水面积、加强水与空气的接触,提高蒸发速率。

此外,还可以结合风力,通过人工通风设备或自然风力,增加空气与水的接触面积,加速蒸发。

水井空气降温法的优点是简单易行,效果显著。

由于地下水温相对较低,只需利用自然水源,无需消耗过多的能源。

而且,该方法适用于各种地理环境和气候条件下,不受季节和时间限制,具有广泛的应用前景。

然而,需要注意的是,水井空气降温法并不能完全替代空调等传统降温设备。

它适用于小范围的场所,如室外花园、露天咖啡座等,对于整个建筑或较大空间的降温效果有限。

此外,在高湿度的环境下,蒸发速率会减慢,降温效果也会受到影响。

综上所述,水井空气降温法通过利用地下水蒸发的热量吸收来降低空气温度,具有简单易行、能源消耗低等优点。

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国内外矿井降温技术的现状分析
摘要:矿井降温技术时早就兴起的项目,但是降温技术也是在逐步完善中的,本文介绍了各种矿井降温技术以及分析了优缺点,为技术人员做一个参考。

关键词:降温制冷技术应用
0 引言
防治矿井热害技术自20世纪20年代即已兴起,至今已有80余年的历史;但是,迅速发展并广泛应用是在20世纪70年代以后。

我国开展降温技术研究也近50年,目前国内外矿井降温技术,可分为非机械制冷降温技术,机械制冷降温技术,机械制冰降温技术和空气压缩式制冷技术。

1 非机械制冷降温技术
从矿井开拓部署到工作面生产的每个环节都可能对矿井风流的温度产生或多或少的影响,归纳起来可分为如下几个方面:①矿井开拓部署和采区巷道布置;②采矿方法及顶板管理方式;③增加通风量。

前苏联乌克兰科学院院士谢尔班AH,日本工学博士平松良雄和前西德埃森矿山研究院的福斯教授提出的矿内风流温度预测模型,能够比较明显地体现增加巷道通风量,巷道风温下降的趋势,从理论上证明了增加风量具有降温作用。

大量的现场实验也说明增加风量具有较好的降温作用,最经济的通风量为巷道长度的0.56~0.84倍。

兖矿集团东滩煤矿研究表明原岩温度每增加1℃,工作面气温约增加0.5~0.6℃”;“当生产水平岩温为34.8℃时,风量在1000~1400m3/min
降温效果较为明显,当综采工作面的风量增加到1600m3/min后,可计算出采煤工作面的风温仍在30℃左右”;再增加风量也不会使工作面风温降到我国《煤矿安全规程》规定的26℃;
2 机械制冷降温技术
从20世纪70年代,人工制冷降温技术开始迅速发展,使用越来越广泛、越来越成熟。

德国、南非、印度、波兰、俄罗斯和澳大利亚等国家多采用该项技术,该种降温技术已经成为矿井降温的主要手段。

包括:蒸气压缩式循环制冷空调,主要是以氟里昂和氨为制冷剂的冷水机组,主要是制取冷水;以热电站为热源的溴化锂制冷、串联压缩式制冷机组或氨吸收式制冷机组制取冷水;第2类:空气制冷空调,又有涡轮式空气制冷、变容式空气制冷、涡流管式空气制冷和压气引射器制冷等形式;第3类:冰冷却空调系统
2.1 机械制取冷水降温空调矿井机械制冷降温空调系统由制冷机、空冷器、冷媒管道、高低压换热器、水泵及冷却塔组成。

分为制冷、排热、输冷、散冷四大系统组成,目前国外的绝大部分矿井空调属于此类。

机械制取冷水空调(蒸气压缩式循环制冷空调、热电站为热源的吸收式制冷机组)利用制冷机制备的冷冻水作为供冷媒质,通过空冷器冷却风流,从而向采掘工作面供冷,这两种空调系统根据制冷站的安装位置、冷却矿内风流的地点、载冷剂的循环方式等,可分为井下集中空调系统、地面集中空调系统、井上下联合空调系统和井下分散局部空调系统四类。

矿井降温技术主要有:井下集中式、地面集中式、井下地面联合集中式、分散式。

德国和我国实践表明:负荷小于2MW
的矿井,以采用分散式最优;负荷大于2MW的矿井,才采用集中式;集中式的3种型式,又以井上、下联合集中系统投资费用较高,地面集中式和井下集中式系统基本相同。

井下集中式系统的致命弱点是冷凝热排放困难;地面集中式和井上下联合集中式系统必须使用高低压转换设备,此设备在冷冻水转换过程中会产生3~4℃的温度跃升。

2.1.1 蒸气压缩式循环制冷空调矿井降温的技术装备主要有矿用制冷、空调设备,矿用空气冷却器,矿用供冷管道的保冷技术以及矿用水冷却装置等。

我国已建的空调系统的装备和材料如表2.2~2.7所示。

①矿用制冷机:目前国内外使用的矿用制冷机主要有四类:活塞式(往复式)、螺杆式(回转式)、离心式和吸收式。

往复式制冷量较小,一般用作矿用移动式冷水机组,如LFJ-160矿用移动式冷风
机组。

在大制冷量的情况下,多采用离心式、螺杆式制冷机组。

②矿用空冷器:矿用空冷器主要分为两大类:表面式空冷器和直接接触式空冷器(也称喷淋式空冷器)。

表面式空冷器由于结构紧凑、体积小、不污染井下工作环境、适应性强等优点而倍受青睐。

表面式空冷器为了提高其换热效率,在肋管上增设翅片以增加换热面积。

这种翅片式空冷器由于矿井井下条件恶劣、粉尘浓度高,使其很难发挥应有的效率。

因此,德国等一些国家又改用传热效率低的光管式空冷器,以适应井下恶劣环境;我国、南非等一些国家仍以翅片式空冷器为主,而致力于空冷器清洗装置的研制。

③国内应用现状:新汶矿区的孙村煤矿、河南的平顶山矿区、安徽的淮南矿区等地方也都使用的效果较好。

但是根据我国目前矿井空调使用的整体情况来看,主要存在如下问题:
a制冷系统可靠性低、降温效果差,冷损高达45%以上,系统复杂,维护困难、投入大、运营成本高;b矿用空冷器规格种类比较少,未形成系列产品。

肋片冲压成型和胀管机械设备与技术水平还不高;空冷器的制造材料质量还不能完全过关;传热系数和换热效率比较低,防尘和清洗问题也一直没有彻底解决。

其配套装置包括安全保护和自控装置的研制和开发几乎一片空白。

c井下高温、高湿、高尘、受限空间的四大特点,对制冷系统的制冷剂循环、冷却水循环、冷冻水循环等的影响,认识不充分;d井下系统的冷凝热排放问题和地面系统高低压转换的温度跃升问题一直没有很好的解决;e冷冻水循环水量大调节困难问题、管道的冷损较大;f没有形成系统性的产品,缺乏实用性。

2.1.2 热电站为热源的吸收式冷水机组矿井降温冷源与煤矿热电站
联产。

采用大电网电力即外购电制冷的矿井空调系统,不仅本身电耗大,费用高,且加重矿区电力紧张、电费昂贵的局面,由此引起的煤炭成本升高将导致煤矿经济效益下降。

热电站,除满足煤矿所需的热电能量外,可以配置以热电站为热源的吸收式制冷机,生产高温矿井和地面建筑所需的冷量,将大大提高煤矿的经济效益,且能改善矿区环境。

用吸收式冷水机组制取冷水进行降温在日本(池岛矿)、德国等有应用。

2.2 空气压缩式制冷技术1973年煤科院抚顺分院研制了YP-100型矿用环缝式压力引射器、涡流管制冷器;1993年平顶山矿务局和原中国航空工业总公司609研究所联合研制了KKL101型矿用无氟空
气制冷机;该机组在平煤五矿进行了应用。

1989年南非一金矿建成
了压缩空气制冷系统。

2.3 冰冷却空调系统冰冷却降温系统与水冷却降温系统不同之处:①冰冷却降温系统主要是利用冰的融化潜热降温,获得相同冷量所需的冰量仅为水冷系统水量的1/4~1/5;②冰冷却系统是通过冰与水直接接触换热,换热效率高,可获得1℃左右的低温冷水,送入空冷器的水量相应减少,减少了水泵的输送能耗。

南非某矿山研究机构的试验研究表明,井下热负荷为25MW的矿井降温系统,采用冰冷却降温
系统,水泵的输送能耗仅为水冷系统的21%左右。

③冰冷却降温系
统由制冰、输冰和融冰3个环节组成。

冰的融化也是冰冷却系统中一个非常重要的环节,它关系到能否获得稳定的低温水和稳定的水流量。

南非SheerTJ等人通过融冰试验,提出了融冰槽的结构型式;美国Stewart等人应用有限差分法对定量冰的融化特性进行了静态研究;一般认为连续输冰条件下,当进水温度不变时融冰槽的出水温度与冰层高度、冰粒大小、水流量等因素的关系,发现其中冰层高度、冰粒直径是影响出水温度的主要因素,并得出:当冰层高度在1000mm 时,出水温度可接近0℃。

国外应用:南非Harmony金矿在1986年第一个采用冰冷却系统进
行矿井降温。

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