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[摘要]:本文根据我国目前矿井降温工程的种类,对不同种矿井降温系统进行了技术比较,并提出经济比较参数,分析各参数对矿井降温方案经济性的影响,从安全角度、经济节能方面,阐述了矿井降温方案遵循的条件。
[关键词]:矿井降温 技术性 经济性 单位制冷量的投资
中图分类号:TD214 文献标识码:TD 文章编号:1009-914X(2012)10- 0266–01
我国煤矿开采已逐渐向深部发展,许多矿井的开采深度已达800~1300m,夏季受地面环境,以及井下热水、地温等因素影响,矿井高温热害问题十分突出。高温热害给井下作业工人带来极大危害,致使工人中暑休克或者劳动效率降低;另一方面,高温环境造成作业地点经常发生电缆漏电、电机烧毁等机电事故,严重制约矿井的正常生产。在深部采矿中,矿井高温热害治理已被国内外采矿界认为是煤矿灾害防治的重要课题研究。据我国煤矿资源开发和部分资料显示,有73.2%的煤炭储量埋深在1000m以下,预测围岩温度在39~45℃,处于二级热害区,对深井热害防治的研究对今后深部煤炭开采具有十分重要的意义。
目前,国内外深部矿井开采热害防治主要采用以下几种方式:1、加强通风,加大风量以低井下温度;2、改革通风方式,将上行风改为下行风;3、避开局部热源,将机电设备设置在回风流中,将热水通过保温排水管排放;4、预冷进风风流,让风流通过一段有喷淋水雾的巷道,将其冷却,也可以以低岩温巷道冷却风流;5、隔绝高温围岩,采用某些隔热材料喷涂岩壁,防止围岩通过岩壁向巷道中的空气散热;6、采取个体防护,穿着冷却服是保护个体免受恶劣气候环境危害;7、利用天然冷源降温;8、人工制冷降温,在以上七种方式不足以消除井下热害,或技术经济效果不佳的情况下,才考虑采取人工制冷降温。人工制冷降温技术又分为以下几种:(1)空气压缩式制冷技术;(2)井下局部降温系统(回风排热型、矿井涌水排热型等);(3)井下集中降温系统;(4)地面集中降温系统(制冰型、制冷水循环型、制防尘水降温型、热电联产型);不同矿井由于生产能力不同、地理位置不同、井下涌水量水温不同,以及矿井生产系统不同,所选择的降温方式也会产生差异。
另外,矿井降温系统运行能耗较大,根据国内外资料分析,矿井降温系统能耗约占矿井生产系统能耗的15~20%,一座大型矿井集中降温系统的装机容量高达2500~6000KW,象沈煤集团红阳三矿装备12套180噸/天的制冰系统,总制冷量1.2MKW,总功率达到6000KW;新矿集团的龙固煤矿装备7套180吨/天的制冰系统,井下装备2套WAT井下集中冷水系统,总制冷量1.3MKW,总功率达到5100KW;枣庄朝阳煤矿装备地面防尘水降温系统,总制冷量0.43MKW,总功率达到1200KW;如何科学合理的选择矿井的降温方式,做到技术经济性最佳,在矿井生产建设尤为重要。
一、矿井降温系统技术性比较指标
1、可靠性。主要体现在制冷剂系统运行平稳,载冷剂循环网络稳定,设备运行工况可靠、稳定,并长期处于经济运行区间,事故率低,操作维护、维修方便简单,输冷管道保温效果好,冷损较小,管道安装移动方便,空冷器不易受污染、换热效率高,便于清洗,重量轻,便于移动。
2、安全性。系统运行安全可靠,井下设备应具有MA标志,并适用于高温、高湿环境,井下所用的保温材料应是无毒、无刺激性气味、不可燃的,并经过抗静电检验合格的,井下高压换热器装置应有相应的安全警示及安全保护装置,地面井下制冷机采用的制冷剂应是无毒、不可燃、无爆炸性的。
3、效率。系统及设备的能效比高,能够满足矿井各个时期的降温要求,设备制造生产技术先进,并且具有相互备用功能。
4、占用面积。地面设备要求结构紧凑,占用面积小,最好采用上下布置方式,减少地面用地。井下设备采用积木式结构,便于下井运输、移动和检修。
[关键词]:矿井降温 技术性 经济性 单位制冷量的投资
中图分类号:TD214 文献标识码:TD 文章编号:1009-914X(2012)10- 0266–01
我国煤矿开采已逐渐向深部发展,许多矿井的开采深度已达800~1300m,夏季受地面环境,以及井下热水、地温等因素影响,矿井高温热害问题十分突出。高温热害给井下作业工人带来极大危害,致使工人中暑休克或者劳动效率降低;另一方面,高温环境造成作业地点经常发生电缆漏电、电机烧毁等机电事故,严重制约矿井的正常生产。在深部采矿中,矿井高温热害治理已被国内外采矿界认为是煤矿灾害防治的重要课题研究。据我国煤矿资源开发和部分资料显示,有73.2%的煤炭储量埋深在1000m以下,预测围岩温度在39~45℃,处于二级热害区,对深井热害防治的研究对今后深部煤炭开采具有十分重要的意义。
目前,国内外深部矿井开采热害防治主要采用以下几种方式:1、加强通风,加大风量以低井下温度;2、改革通风方式,将上行风改为下行风;3、避开局部热源,将机电设备设置在回风流中,将热水通过保温排水管排放;4、预冷进风风流,让风流通过一段有喷淋水雾的巷道,将其冷却,也可以以低岩温巷道冷却风流;5、隔绝高温围岩,采用某些隔热材料喷涂岩壁,防止围岩通过岩壁向巷道中的空气散热;6、采取个体防护,穿着冷却服是保护个体免受恶劣气候环境危害;7、利用天然冷源降温;8、人工制冷降温,在以上七种方式不足以消除井下热害,或技术经济效果不佳的情况下,才考虑采取人工制冷降温。人工制冷降温技术又分为以下几种:(1)空气压缩式制冷技术;(2)井下局部降温系统(回风排热型、矿井涌水排热型等);(3)井下集中降温系统;(4)地面集中降温系统(制冰型、制冷水循环型、制防尘水降温型、热电联产型);不同矿井由于生产能力不同、地理位置不同、井下涌水量水温不同,以及矿井生产系统不同,所选择的降温方式也会产生差异。
另外,矿井降温系统运行能耗较大,根据国内外资料分析,矿井降温系统能耗约占矿井生产系统能耗的15~20%,一座大型矿井集中降温系统的装机容量高达2500~6000KW,象沈煤集团红阳三矿装备12套180噸/天的制冰系统,总制冷量1.2MKW,总功率达到6000KW;新矿集团的龙固煤矿装备7套180吨/天的制冰系统,井下装备2套WAT井下集中冷水系统,总制冷量1.3MKW,总功率达到5100KW;枣庄朝阳煤矿装备地面防尘水降温系统,总制冷量0.43MKW,总功率达到1200KW;如何科学合理的选择矿井的降温方式,做到技术经济性最佳,在矿井生产建设尤为重要。
一、矿井降温系统技术性比较指标
1、可靠性。主要体现在制冷剂系统运行平稳,载冷剂循环网络稳定,设备运行工况可靠、稳定,并长期处于经济运行区间,事故率低,操作维护、维修方便简单,输冷管道保温效果好,冷损较小,管道安装移动方便,空冷器不易受污染、换热效率高,便于清洗,重量轻,便于移动。
2、安全性。系统运行安全可靠,井下设备应具有MA标志,并适用于高温、高湿环境,井下所用的保温材料应是无毒、无刺激性气味、不可燃的,并经过抗静电检验合格的,井下高压换热器装置应有相应的安全警示及安全保护装置,地面井下制冷机采用的制冷剂应是无毒、不可燃、无爆炸性的。
3、效率。系统及设备的能效比高,能够满足矿井各个时期的降温要求,设备制造生产技术先进,并且具有相互备用功能。
4、占用面积。地面设备要求结构紧凑,占用面积小,最好采用上下布置方式,减少地面用地。井下设备采用积木式结构,便于下井运输、移动和检修。