矿井制冷降温系统

1、矿井制冷降温系统矿井制冷降温系统 新巨龙能源有限责任公司 李 伟2009年12月一、制冷降温的必要性一、制冷降温的必要性n根据龙固矿井地质资料，矿区恒温带深度50m、温度18.9；平均地温梯度 2.88/100m，其中非煤系地层平均地温梯度2 .52/100m，煤系地层平均地温梯度3.23/100m。矿井主采3煤层赋存区由西向东地温梯度逐渐变小，呈西高东低、南高北低的总趋势。向斜轴部地温梯度略低，背斜轴部地温梯度略高。3煤层底板温度平均41.38，3煤层全部处于一级或二级高温区，且大部分为二级高温区，一级高温区基本上在-700m 等高线以浅，位于3(3 上)煤层赋存区的西部；二级高温区大致在-

2、700m 等高线以深，主要位于3(3 上)煤层赋存区东部。n根据矿井实际揭露情况，矿井涌水温度较高，且涌水量大。涌水点温度4651，最大涌水量达到1700 m3/h。且同水平水温比岩温高46.3，水的放热量传递给风流的速度快。水温高是新巨龙公司矿井高温热害的重要特点。n龙固矿井为高强度机械化生产的大型现代化矿井，矿井采、掘、运的机电设备容量大，机械热源也是矿井高温的重要因素。n井下高温热害十分严重，随着掘进巷道的不断延伸，通风距离变长，矿井高温涌水点不断增加，各个掘进迎头温度高达33，湿度高达95%左右，严重影响了职工身体健康和矿井掘进速度，高温热害已成为矿井安全生产的关键因素，且仅依靠通风降

3、温和局部降温难以改善井下的高温环境。今后随着掘进距离延长和涌水量增加，掘进巷道温度还有增加的趋势。因此龙固矿井必须采取必要的制冷降温措施，为井下创造良好的作业环境，具有很大的社会效益和经济效益。 二、制冷降温工艺与设备二、制冷降温工艺与设备龙固煤矿制冷降温系统使用三种制冷设备：龙固煤矿制冷降温系统使用三种制冷设备：n1、冰冷辐射系统、冰冷辐射系统n2、井下水源热泵系统、井下水源热泵系统n3、EAV300移动式空气冷却器降温系统移动式空气冷却器降温系统n4、空冷器、空冷器1、冰冷辐射系统、冰冷辐射系统n（1）冰冷辐射系统设备n2台冷水机组选用约克压缩机，机组型号分别为SEZEZS4SCKE/22

4、（制冷量1519KW）、YSDACASCGE（制冷量1020KW）；7套制冰机组选用格拉索压缩机，型号为YR-Y36S-28，单台制冷量1000KW,用R22作为制冷剂。21台片冰机由山东新雪公司生产，单台制冰量为60td，总制冰量1260t/d。蒸发式冷凝器为上海万享制冷设备公司生产的。供配电设备主要选用无锡军工、山东新雪公司的开关柜和控制柜。矿井冰冷辐射系统总装机容量达3765.3KW。 冰冷辐射系统如图1所示：n图1（2）工艺流程n矿井水处理厂冷却塔地面冷水机组地面冷水池制冰机2部输冰溜子螺旋输送机副井制冷管路井下融冰池冷水输送管网工作面空冷器 。冰冷辐射降温系统总体情况n矿井水处理厂处

5、理过的矿井水经过冷却塔后，水温降至28，再将其送入地面的两台冷水机组，经冷水机组降温后，送至地面冷水池，再进入地面制冰机制成片状冰，由2部XGZ06型埋刮板输送机及一部螺旋输送机作为地面输冰设备副井安设两趟351无缝钢管井筒底输冰斜管井下硐室（融冰池319.7m3） 输冷水泵两台（一用一备）井下制冷管网；将低温水送至各需冷采掘工作面。井下主要输冷管路选用两趟2738无缝钢管、采区上下山及采煤工作面进风顺槽管路选用两趟1596无缝钢管，掘进工作面选用两趟1084无缝钢管，实现低温冷水循环使用。通过输冷水泵供到进工作面，使用的300KW空冷器为掘进工作面供风降温，空冷器进水温度1517，回水192

6、1，回到溶冰池的回水温度23左右。回水有三分之一用于井下防尘水，三分之二回到融冰硐室用于融冰，循环使用。 2、井下水源热泵系统、井下水源热泵系统n（1）-810水源热泵系统n-810水源热泵系统是由一台型号为GSG800ASA的水源热泵（制冷量800kW，制冷剂R22）、两台型号为IS125-100-315的冷冻循环水泵、两台型号为BQW100-32-22的冷却潜水泵组成。工艺流程：制出的712冷冻水制冷管路工作面及掘进迎头空冷器向工作面或掘进迎头送风。吸收环境热量的冷冻水温度升至1118，返回蒸发器，冷冻水为闭路循环损耗较低。整个制冷过程中，采用矿井井下4548矿井涌水作为冷却水，冷却水吸热

7、升温到54左右，通过管路排至井下水仓，该运行工况除制冷正常耗电外，不产生额外的排水电费。n（2）1301N水源热泵系统n1301N水源热泵系统由一台1260kW的GSG型水源热泵及两台冷却循环水泵组成。水源热泵的制冷剂为R134a，属于高温制冷剂，能够使用50的冷却水源。负责为1301N上巷进风降温。 水源热泵系统原理：n如图2所示3、EAV300移动式空气冷却器移动式空气冷却器降温系统降温系统nEAV300工作原理：机组中的压缩机将气态制冷剂（氟利昂）进行压缩。由此产生具有较高温度和压差的制冷剂在热交换器（冷凝器）中经过水冷却而冷凝，同时释放热量，由水带走。冷水吸收的热量，通过蒸发式冷水机冷

8、却变成温度较低的冷水并把热量排到排水管路，而冷水再次回到冷凝器进行热交换。冷凝器中的液态制冷剂经过干燥过滤器，在膨胀阀中进行膨胀，喷入蒸发器，吸收空气(风筒内的风流)热量并蒸发，重新变成为气态，并再次被压缩机压缩。如此循环，完成整个制冷降温的目的。制冷量300KW,总装机容量840KW。 n工作原理图如图3所示：4、空冷器、空冷器n龙固煤矿空冷器采用MK型。MK型空冷器采用铜管10*0.8、外板5热轧板、内板1.0镀锌板及钢骨架焊接而成采用铜管10*0.8、外板5热轧板、内板1.0镀锌板及钢骨架焊接而成按制冷量可分为以下几种类型：n1、MK-300型，制冷量为300kW，冷冻水流量26m3/h

9、。n2、MK-150型，制冷量为150kW，冷冻水流量15 m3/h。n3、MK-25型，制冷量为25kW,冷冻水流量为2.5 m3/h。 n图4为MK-300型空冷器： 三、制冷效果三、制冷效果n09年龙固矿井井下安装MK-300型空冷器16台，MK-150型空冷器7台，MK-25型空冷器7台。空冷器的冷冻循环水进水温度在9-10，出水温度在17-18。空冷器出风温度在22-24左右。根据矿井掘进巷道热量计算，每个掘进迎头的需冷量在270kW-320kW之间。每个掘进迎头安装一台300kW空冷器后能很好的解决迎头温度高的问题，迎头温度由33降至27，降温效果明显。n例如1、1301N工作面的

10、需冷量为3000kW，在没采取降温措施前，工作面温度达33，安装空冷器后，工作面进风巷温度降至26，工作面温度降至28。降温效果明显。在工作面局部地区安装25kW小型空冷器，为井下局部高温区岗位工降温，能提供良好的环境，降温效果明显。n2、掘进工作面如北区胶带大巷，风筒内风流空冷器前温度30；后24，降温6。风筒出口温度26，风量246m3/min。工作面温度27 ，比没有使用空冷器前31.2 降低了4.2，效果非常明显。目前所使用的五个掘进工作面温度在2629，比去年同期有了很大的改善，保证了掘进工作面正常生产。n龙固矿井采用多种制冷方式联合进行降温，矿井总制冷量达12290kW，解决了井下高温问