矿井热害防治技术研究

斜轴 部 最高 ， 向两 翼逐 渐降低 ， 在欧 阳寺 断层 两侧 并
收 稿 日期 ： ０ １— ５—１ ２１ ０ ７
作 者 简 介 ： 世 明 （９ ５ ） 男 ， 南 灵 宝 人 ，０９年 毕 业 于 河 南 理 郭 １８ 一 ， 河 ２０ 工 大学 ， 从 事矿 井 通 风 管 理 工 作 。 现
一
准备 采 区 ， ３个 回采 工作 面 。随着 开 采 水 平 的延 伸 ， 热 害 问题逐 步显 现 ， 已严 重 影 响 井 下 部 分作 业 地 且 点 的环 境质量 ， 别是 １ ２ ６综 采 工作 面 ， 季局 部 特 １０ 夏
４ ０ Ｉ 底 板 等 高线 以西 ；Ｉ 热 害 区 主要 分 布 在 ０ ｎ Ｉ级
井 底 水仓 内 ， 然后 由水 泵将 冷却 水 排往 地面 。 将局 部制 冷机 安装 在 １ ２ ６工作 面 的进 风巷 道 ０ １
中 。 由 于 原 来 是 上 行 风 ， 风 巷 道 是 安 装 有 输 送 机 进
响 ， 其 降幅 不大 ， ０ ５～１ ５ｑ 从第 ６个测 点开 但 在 ． ． Ｃ，
始就 有制 冷机 输 出 的冷 风 。 由 曲线 可知 ， 温 幅度 降 随着 风 流路线 先增 加后 减 小 ， 从第 ６个 测点 到 第 ｌ ０ 个 测 点其 温度 降低 值 一 直 在 增 加 ， 即从 轨道 运 输 也 巷 １２ ０ｍ 处一 工作 面一 胶 带运 输 巷 １２ ０ ｍ处 降 ０ ０ 温效 果显 著 。从轨 道运 输巷 １２ ０ｍ 到胶 带 运输 巷 ０ ９ ０ ｍ 范 围 内温 度 降 低 较 明 显 ， 其 是 工作 面 的温 ０ 尤
（ ） 电设 备 散 热 取 决 于 设 备 的 工作 情 况 ， ４机 与
风量 无关 。而设 备散 热 引起 的温 升与 风量 成反 比。 （） ５ 局部 通风 机对 风 流 加 热造 成 的温 升 和风 机 性能 、 量 、 筒 长度 等有 关 ， 般 约 ３℃ ， 别会 更 风 风 一 个 高 。赵 家寨煤 矿 的实 测结 果 ， 温升 在 ２～ Ｅ。 ６ｏ （） ６ 井巷 围岩 散 热 量 随 风 量 的增 加 略 有 增 大 ， 但不 是线 性关 系。 因此 ， 风量增 加 时 ， 围岩 散热 引起 温升 下 降 。氧化 发热及 煤 炭运 输过 程 中 的散热 对风
制冷 机最 适合 利 用补 给水 源一 次性 水排 热 降温 。 即
将 水 源通 过管 路送 进 制 冷 装 置 进 行 冷 热 交 换 ， 吸收 由图 ３可 以看 出 ， ５个 测 点还 没 有 制 冷机 的 前 冷风 ， 之所 以温度 有 所 降低 可 能 是 受 地 面气 温 的影
制冷 剂热 负荷 后 的冷 却 水 直 接 流 入 排 水 沟 ， 流 人 再
（ ｈ ｏｉｚ ａ ｏ ｌＭｉｅ Ｈｅａ ｎｈ ｎ ｏ ｌＭｉｉｇ Ｃ ．， ｔ．， ｎｈ ｎ ４ １ ４， ｈｎ ） Ｚ ａｊ ｈ ｉＣ ａ ｎ ， ｎ ｎＸｉｚ ｅｇ Ｃ ａ ｎｎ ｏ Ｌｄ Ｘｉｚ ｅ ｇ ５１ Ｃ ｉａ ａ ８
Ａｂｓ ｒ ｔ Ａｌｎｇ ｗｉｈ ｔｅ ｉｃ ｅ ｓ ｆｍｉ ｎ ｅ ｔ ｔｅ ｈ ａ ｒ ｅ ｉｕ ｌ ｎ ｕｅ ｅ ｔ ｎ ｉｏ ｔａｃ ： ｏ ｔ ｈ ｎ ｒ ａ ｅ ｏ ｎｉｇ ｄ ｐ ｈ，ｈ ｅ ｔｈａ ｍｓ ｓ ｒｏ ｓｙ ｉ ｆ ｎｃ ｈｅ ｅ ｖ ｒｎｍｅ ｔｑ ｌ ｙ ｏ ｎｄ ｒ ｒ ｕ ｒ ｎｇ ｌ ｎ ｕａｉ ｆｕ ｅ ｇ ｏ ｎｄ ｗｏｋｉ ｔ ｓｔ Ｉ ｃ ｍ ｅ ｅｙ ｉ ｐ ｒａ ｔｔ ｍｐｒｖ ｉ ｎ ｉｏ ｉｅ． ｔｂｅ ｏ ｓ ｖ ｒ ｍ ｏ ｔｎ ｏ ｉ ｏ ｅ ａｒｅ ｖｒ ｎｍｅ ｔｑｕ ｌ ｙ，ｈ ｎ ｃ ｎ ｐ ｏ ｉ ｒ ｒ ｔ ｏ ｄ ｗｏｋ ｅｎ ｉｏ ｍ ｅ ． ａｙ ｅ ｈ ｎ ａｉ ｔｅ ａ ｒ ｖｄｅｗｏｋｅ ｓｗｉｈ ａ ｇ ｏ ｒ ｖｒ ｎ ｎｔ Ａｎ ｌｚ ｄ ｔｅ ｔ
井 田 内 全 孔 地 温 梯 度 为 ２ Ｏ ５ ３ ℃ ／ ｍ， ． ０～ ． ９ ｈ 平
均 ３ ５ ℃／ ｍ。 恒 温 带 深 度 １ ～１ ， 度 为 ．０ ｈ ０ ８Ｉ 温 ｎ
ｌ． ０～１ ． ３ ℃ ， 般 为 １ ． ℃ 。 Ｉ级 热 害 区 主 ６０ ６９ 一 ６３
要 在东 部 的东土 桥 断层 与 双 泊 河 断层 之 间 ， 部 的 西
为 职工 提供 良好 的作业 环境 ， 已显得尤 为重 要 。
１ 矿 井温 度情 况
矿 井局 部 存 在 地温 异 常 区 ， 温梯 度 以滹 沱 背 地
别 是在 夏季 ， 面空气 温度 较高 ， 地 当高温空 气进 入井
下后 ， 由于存 在地 温梯 度 ， 得井 下在 夏季 存在 严重 使
瑟
瑟 磊
赠｛ ３
５
降温 设备 进行 降 温 ， 优 点 是 安 装 简 单 ， 输 方 便 ， 其 运
成本 较低 ， 理容 易 ， 管 降温 效果 较好 。 结合 工作 面 实 际 情 况 分 析 可 知 ， １０ １２ ６工 作 面
０
图 ３ 制 冷 机 开 启 前 后 效 果对 比
目前 ， 井 一３ ５ Ｉ 平 有 ３个 开 采 采 区 ， 矿 ２ ｎ水 １个
存 在一 相对较 低 的梯度 带 ， 以太 原组段 最 高 ， 叠 系 二 次 之 ， 陶 系 、 武 系最低 。另 外 ， 奥 寒 受垂 向热 水 和横 向冷水 流混合 影 响 ， 原组地 温梯 度变 化 复杂 。 太
度 得 到 了很 大 的 改 善 。
的胶 带运 输巷 ， 以其 断 面 不 足 以再 安 装 制 冷 机 及 所
其 所 需 要 的 局 部 通 风 机 和 风 筒 。 为 了 改 善 １ ２ ６工 １０
作面 热 害状况 ， 同时满 足安 装制 冷 机 的要 求 ， 工作 将 面 由原来 的上 行 风改 为下 行风 。制 冷机 安装 在进 风 巷 ７ ０ ｍ处 （ 安 装 ２台 ） ８ 共 。制 冷 机 与局 部 通 风 机 连 接 方 式 ： 部 通 风 机 接 １０ ０ ｍｍ 风 筒 ， 蒸 发 局 ０ 接
ｃ ｏｉ ｎ ｅ ｉ ｎ ｌｃ ｏ ｉｇ ｂｙ ｒｆｉｅ ａｏ ｓ Ｐｒ ｃｉｅ ｓ ｏ ｈａ ， ｂ ｖ ａ ｕｒｓ ｅｆｃ ｉｅｙ ｓ ｌｅ ｈ ｒｇｏｎ ｌｈｇ ｅ ｐ ｒ ｔ ｅ ｐ ｏ — ｏｌ ｎｇ ａ ｄ ｒｇ ｏ ａ ｏ ｌｎ ｅｒｇ ｒ ｔｒ ． ａ ｔ ｈ ｗｓ ｔ ｔ ａ ｏ ｅ ｍｅ ｓ ｅ ｆｅ ｔｖ ｌ ｏｖ ｄ ｔ ｅ ｅ ｉ ａ ｉｈ ｔｍ ｅ ａｕｒ ｒ ｂ ｃ
双 洎河 断层 以东 。
地段 温 度 已高达 ３ ５℃ ， 高温 潮湿 的环境 不但 降低 了
生产 效率 ， 同时也 加速 了设 备 的损 坏 ， 给职 工 的身心 健康 带来 威胁 。因此 ， 改善井 下作 业地 点温 度条 件 ，
２ 热 害原 因 分析
根 据矿井 实 际情况 ， 过数 据收 集 、 计分 析与 通 统 模 拟 ， 出矿 井存 在局 部热 害主 要有 以下 原 因。 得 （） １ 高温 空 气 对 矿 井 的温 升 具 有 较 大 影 响 ， 特
２ １ 年第 ９ ０１ 期
中州 煤 炭
第 １９期 ８
矿 井 热 害 防治 技 术 研 究
郭世 明， 海永 ， 张 王前 龙 ， 于 海 ， 赵 磊
（ 南省 新 郑 煤 电有 限 责 任 公 司 赵 家寨 煤 矿 ， 南 新 郑 河 河 ４１８） ５ １４ 摘要： 随着 矿 井 开采 深度 的增 加 ， 害 已严 重 影 响 井 下 部 分 作 业 地 点 的 环 境 质 量 ， 善 井 下 作 业 地 点 空 气 环 热 改 境 质 量 ， 职 工提 供 良好 的作 业环 境 ， 给 已显 得 尤 为 重 要 。 分 析 了矿 井 热害 原 因 ， 出 了综 合 应 用 风 流 调 整 和 提
・
经计 算全 矿井 热水Hale Waihona Puke Baidu向矿 井释放 功 率 ８ ９ １ Ｗ。 ６ ． ７ｋ （ ） 井风 流 的压缩 增 焓 能够 导 致 温 度约 上 升 ３矿
２６ ・
２ １ 年第 ９期 ０ １
郭世 明等 ： 井热 害 防治技 术研 究 矿
总第 １９期 ８
４℃ ， 井 下 的热源 之一 ， 此 热源 主要 与 矿 井 深度 是 而 有关 ， 与其他 无关 。
局 部 制 冷 设 备 制 冷 降温 的措 施 。 实 践 结 果 表 明 ， 措 施 较 好地 解 决 了赵 家 寨 煤 矿 井 下 局 部 高 温 难 题 。 该
关键词 ： 热害 防 治 ； 冷机 ； 温 制 降
中 图分 类 号 ： Ｄ ２ ． Ｔ ７７５ 文 献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ３— ５ ６ ２ ｌ ） ９— ０ ６— ２ １０ ０ ０ （Ｏ １ ０ ０ ２ ０
热害 ， 夏季 高温 空气是 矿井 最大 的热 源 。
（ ） 水 对 矿 井 热 害 影 响 较 大 ， 过 ２０ ２热 经 ０ ９年 １ １ — ２月 的测 量 并 计 算 ， 水 点 水 温 多 为 ３ ， 涌 ２ 水
仓人 口温度为 ３ １℃ ， 矿 井 涌 水 量 为 １３ ０ Ｉ ／ ， 全 ４ ｈ ｎ
Ｒ ｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｅ ｅ ｉ ｎ ａ ｄ Ｃｏ ｒ ｌＴｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｏ ｉ ｅ ｔＨ ａ ｍ ｓ ａ ｃ ｎ Ｐｒ ｖ ｎｔｏ ｎ ｎｔ ｏ ｃ ｎ ｌ ｇ ｆ Ｍ ｎｅ Ｈ ａ ｒ
Ｇ ｏＳ ｉ ｉｇ Ｚ ａ ｇＨ ｉ ｎ ， ｎ ｉ ｌｎ ， ｕＨ ｉＺ ａ ｅ ｕ ｈｍ ｎ ， ｈ ｎ ａｙ ｇ Ｗａ ｇＱ ａ ｏ ｇ Ｙ ａ， ｈｏＬ ｉ ｏ ｎ
ｌｍｓｏ ｈ ｏｉｚ ａ ｏ ｌ ｎ ． ｅ ｆ ａｊａｈ ｉＣ ａ ｅ Ｚ Ｍｉ
Ｋ ｅ ｗｏｒ ｓ： ｒ ｖ ｎ ｉｎ ａ ｄ ｃ ｎｒ ｌｏ ｅ ｔｈａｍ ；ｅｒｇ ｒ ｔ ｒ ｃ ｏｉ ｇ ｙ ｄ ｐ ｅ ｅ ｔｏ ｎ ｏ ｔｏ ｆｈ ａ ｒ ｒ ｆｉ ｅａ ｏ ； ｏ ｌｎ
ｒａｏ ｎ ｈ ａ ａｍ ｏ ｎ ｉｌ ａ ｄ ｓｍｅｃ ｍｐｅ ｅ ｓｖ ｅ ｔｈ ｒ ｏ ｔ ｌｍｅ ｓ ｒｓｗ ｒ ｕ ｏｗａｄ，ｎ ｌｄｎ ｉｅａ ｊ ｓ ｎ ｅ ｓｎｏ ｅ ｔｈ ｒ ｆｍｉｅｆ ｄ， ｎ ｏ ｏ ｒｈ ｎｉｅｈ ａ ａｍ ｃｎｒ ａｕ ｅ ｅｅｐ ｔｆｒ ｒ ｉｃｕ ｉｇ ｗｄ ｄｕ ｔ ｔ ｅ ｏ ｍｅ
图 ２ 制 冷 机 安 装 位 置
４ 效 果 分 析
局 部制冷 机 运行前 后 ， 在工 作 面共选 取 了 ｌ ５个 测点 进行 实 际温 度测定 ， 果如 图 ３所 示 。 结
温 的影 响与 此类 似 。
３ 降温 措 施
赵 家寨 矿 仅 有 局 部地 点 有 高 温 热 害 问题 ， 因此 根据 赵 家寨矿 实 际 情 况 ， 综 合 地 面集 中 降 温设 备 并 和井 下局 部 降温 设 备 的优 缺点 考 虑 ， 择采 用 局 部 选
赵 家 寨 煤 矿 是 １座年 产 ３ ０万 ｔ 大 型 矿 井 ， ０ 的 该 井 田东西走 向长 １ ． ｍ， 北倾 斜 宽 ３～４ ｋ ３ ５ｋ 南 ｍ， 面积 约 ５ ｍ 。 主 采 山 西 组 二 ． （ 均 厚 ５ ５ ０ｋ 煤 平 ． Ｉ） 兼 采二 煤 （ ｎ ， 平均 厚 １３ ｎ ， ． ７ ｉ） ２层煤 均为 低 灰 、 低硫 、 中磷 之 贫煤 。该 矿属低 瓦斯 矿井 ， 主采煤 层 两 为不 易 自燃煤 层 ， 但均 属有煤 尘爆 炸危 险煤 层 。