安全工程采矿工程煤矿井降温方案刘店矿井降温方案

10刘店矿井降温方案20231225目 录一、矿井概况‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥1二、矿井需冷量计算‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥3三、矿井制冷降温系统‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥6四、主要设备明细及投资表‥‥‥‥‥‥‥‥12五、其他投资‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥13六、制冷系统运行费用‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥13‥‥14

一、矿井概况划隶属马店镇、龙山镇和兴乡管辖。井田的勘查范围由以下11110.15km2。濉阜铁路从井田外东侧经过；井田四周尚有以涡阳县城为中心的大路网直达淮北、永城、亳州、阜阳、蒙城和宿州等地。交通格外便利。二、地形与河流+30.16～+31.47m之间，总体趋势为北高南低。井田内主要河流为涡河，其支流成功河、岭孜河、大寨沟、五道沟、白洋沟、洪沟和青龙河等均流入涡河。上述沟、河流量均受大气降水的影响而随季节性变化。三、气候与气象本井田所在地属大陆与海洋过渡性气候，四季清楚，冬冷夏热。14.0m/s；年均气温14.0℃左右，最高气温40.0℃，最低气温-17.2℃；年均降雨800mm78212天左右。四、地震根本烈度依据《建筑抗震设计标准GB50011-20237五、煤系与煤层井田内二叠系含煤层段总厚877m，煤层总厚30.30m，含煤系3.45%。其中山西组含煤三组，1～40.24～14.64m，9煤和11煤不发育，不行采，仅10煤层可采，其厚度介之间，平均2.23m，系主要可采煤层；下石盒子组含煤五组，1～7层，煤层累厚0.34～15.66m，4煤、5煤和6煤极不稳均1.94m，但受岩浆侵入影响，7煤层多质变为自然焦。本井田的可采煤层为大部可采的中厚煤层，煤层的构造简洁～较简洁，煤层的稳定性属较稳定型。六、矿井涌水量平〔-650m〕矿井正常涌水量和最大涌水量分别为450m3/h和610m3/h；承受地下水动力学法估量的一水平〔-650m〕太灰岩溶109m3/h。考虑到在建设和生产过程中500m3/h和660m3/h。七、煤尘爆炸与煤的自燃本井田可采煤层均有煤尘爆炸危急。本井田10煤层为不自燃～不易自燃煤层，7煤层为不易自燃煤层。八、地温本井田所在地的恒温带深度为自地表向下垂深25m，相应的温度为17.2℃。本井田地温梯度为2.35℃/hm，属正常地温区。估量本井田在510m以下开头进入一级高温区。九、通风方式本矿井为高瓦斯矿井，前期承受中心并列式通风方式，主、副方式。选用FBCDZ-No32/2*800型轴流式风机2台，1用1备。二、矿井需冷量计算㈠采掘面降温标准目前矿井降温标准有：153条规定“井下采掘作业地点的空气温度不得超过28℃21023034℃时，3〔GBJ213-90〕10.2.1条规定“井巷工程施工时，工作面的相对湿度为90%时，空气温度不得28℃，超过时实行以下措施……前及下步深水平高温进展状况，本设计按《矿山安全条例》规定，井的标准进展计算需冷量。㈡供冷范围：按矿方要求，本次降温工程共设计矿井二个综采工作面、四个掘进工作面。㈢矿井需冷量计算回采工作面需冷量的计算依据矿供给的工作面热工计算参数及实测温度，风量按766工作面1176m3/mi39699.98kP，639kW。⑴计算采煤工作面制冷前的空气状态参数①空气的含湿量d1=0.622*ψP/(P-ψP)=0.0338kg/kgs1 s1其中：d1—含湿量ψ—相对湿度P—34s1P—大气压力②湿空气的焓+1.85td+2501d

=121.86KJ/kg1 1 11 1其中：it

—湿空气的焓1—空气温度1③湿空气的密度ρ=0.003484/T*(P-0.378*ψP)=1.1092kg/m31 1 s其中：ρ –密度1TT1

=273+35=308K1④湿空气的质量流量M=Q*ρ =21.74kg/s1⑤干空气的质量流量M=M/(1+d)=21.03kg/sd 1⑵计算制冷后空气状态参数①饱和湿空气的含湿量d=0.622*P/(P-P)=0.02438kg/kg2 s2 s2其中：Ps2

--28②含水雾空气的焓1 2 22 1 2 2 2⑶制冷前后空气的焓差Δi=i-i=121.86-91.48=30.38kJ/kg1 1 2⑷采煤工作面的需冷量Q=G*〔i1

--i

〕=639KW2掘进工作面冷量计算1017800m3/min，31℃，9699.98kPa，按同样方法计算掘进工作面需冷量192kW。矿井总需冷量Q=639×2+192×4=2046kW1.热害防治标准”要求矿井冷量损失系按矿井有效需冷量的1.25因此本矿井下降温需冷量为：Qc=K*Q=1.2×1.25×2046=3069kW三、矿井制冷降温系统矿井制冷降温系统工艺流程：主要由地面制冷水系统、防尘管输冷系统、井下空冷器散冷系统以及把握配电系统组成。具体祥见系统流程图。工艺流程如下：地面制冷站设置一套冷水机组，制取2℃的低温〔保温，将低温冷水输送到井下，通过井底减压阀减压后直接供至各工作面的空气冷却器。经过空气冷却器换热后，水温升至25℃，工作面进展降温，并且工作面安装空气冷却器和喷雾降尘水幕。〔一〕工作面降温设备选型1、回采工作面639KW20℃，1200KW4MK-300150-200FBDNo.5.3/11×2KW，空气冷却器单台名义制冷功率为300KW，作为热交换器，降低工作面进风温度和湿度；另外，工作面各运输设4m3/h。2、掘进工作面192kW400KW1MK-400400KW，可满足要求。所需冷水量：12.8m3/h150-200Φ600mm软质风筒串接。3、矿井需总冷水量：42.8×2+12.8×4=136.8m3/h井下工作面空气冷却器的效率直接关系到工作面的降温幅度，假设进出水温温差高，则可节约冷水流量，进而实行较细的输冷水管，由地面下放到井下的水量削减，做到节能节电。〔二〕防尘管输冷系统设计立井、井下承受防尘管输冷系统，依据降温范围：二个回采工作面和四个掘进工作面，需要冷水流量为：136.8m3/h；另外考虑矿井正常防尘水消耗，综合考虑供冷水量依据：140m3/hΦ159mm5℃，设计矿井地面、立井、轨道大巷的防尘管路全部进展保温，保50mm处理，作为外防护层。1、管道冷损计算：计算公式：qл(t-t)÷{ln(D/D2λ)+[1/(aDl 2 1 1 2 1q 每米管道的冷量损失，W/m；lt 管道外四周空气温度，℃；2t 管道内介质温度，℃；1λ W/〔m•K；a 隔热层外外表的放热系数，在自然对流的状况下，可取a=8.141W〔m2•K；D 隔热管外径，m；1D2 无隔热层管外径，m；Q=q×m损 lQ 输冷管道的冷损量，W；损m 输冷管道的长度，m；：⊿t=QC 水的比热；

÷(C×m)损m 循环冷水流量，m3；保温回采工作面防Ф785.74W/m1036m594642.80.119保温尘水管∑保温回采工作面防Ф785.74W/m1036m594642.80.119保温尘水管∑419090.51管单位冷损管路长Q〔W〕流量⊿t备注径度(m3/h)〔℃〕地面防尘水管Ф15910.22W/m50m5111400.00031保温立井防尘水管Ф15910.22W/m674m68881400.04217保温-641大巷防尘Ф15910.22W/m2795m2856470 0.3497水管20%，则：Q〔KW〕=50.3KW损⊿t〔℃〕=0.613℃cp 水的比热容4.19KJ/(kgK；△t 水的温升，℃；承受减压阀，可利用3MPa4MPa374t=0.875℃。故低温冷水总的温升：⊿t=1.488℃，地面下放2-3℃的冷水，3.488-4.488℃。2、矿井防尘输冷管路水利阻力计算：利用矿井防尘水管作为输冷水管，由于目前矿井的防尘水管为Φ159140m3/h，Φ159中最大流速为：2.45m/s，最大流量为：154.5m3/h，140m3/h的流6.74MPa。计算此压力能否抑制管路阻力，满足个工作面供冷水量。766h=λ ×L×v2÷(D×2g)i i i i giD=159mm λ =0.0364gi iD=78mm λ =0.0451管道位置〔m〕管道位置〔m〕管径〔mm〕流量流速〔m/s〕压力损失柱〕地面防尘水管50mΦ1591401.962.24立井防尘水管674mΦ1591401.9630.2-641大巷防尘水管2795mΦ159700.979831.3回采工作面防尘水管1036mΦ7842.82.489189.3∑253.04253.04米水柱，考虑工作面洒水降尘水压力，井底减压阀出口应调整在4MPa，最远点及工作面供水压力可保持在1.47MPa，能够满足工作面防尘水压力要求。但通过计接。〔三〕地面制冷水系统选型225℃，140m3/h，计算地面机房的制冷量为：3760KW，地面制冷机房制冷机组能够满足要求。2台，本设计选用2台模块式制冷机组，依次对冷水进展降温。考虑却塔、冷却水泵和配电设备。制冷机房布置在地面工业广场内，离矿井防尘管路较近。为削减5m2组和冷冻水泵根底。地面制冷设备制冷剂承受R-22，由二套螺杆式冷水机组、四台蒸发冷和二台冷冻水泵组成。125℃，出水温度：12℃，进、出水温差：13℃，冷冻水量为140m3/h2123KW。蒸发器承受壳管式，压缩机承受汉钟RC2-1130B1225KW×2241KW×2STC-230020.5KW×2。140m3/h1633KW。蒸发器为降幕式，能够防止外表结冰损坏蒸发器，供水水泵11KW，压缩RC2-1130B880KW×2223KW×2,蒸发冷为STC-180011.7KW×2。〔四〕把握配电系统KV/380V-1000KVA380V。井下回采工作面空气冷却器的防爆供风风机可取自四周660V供电，掘进工作面原有供风风机，喷淋式空气冷却器直接串入风筒中，不需要另加防爆风机。序号名称规格型号或图号序号名称规格型号或图号技术说明数量单位备注一、地面设备1.1一级压缩机RC2-1130B38/6℃,Q=1224.9kW/台2台Hanbell1.2二级压缩机RC2-1130B38/-3℃,Q=880.1kW/台2台Hanbell3.1一级蒸发式冷凝器STC-2300额定换热负荷2300kW/台2台Snoweky3.2二级蒸发式冷凝器STC-1800额定换热负荷1800kW/台2台Snoweky5.1一级壳管式蒸发器25℃~12℃，1200kW/台2台5.2二级降幕式蒸发1500×180012℃~2℃，1760kW48片Snoweky器2.1一级排气管带管路配件2根Snoweky2.2二级排气管带管路配件2根Snoweky4.1一级供液管带管路配件2根Snoweky4.2二级供液管带管路配件2根Snoweky5.3卧式气分2台6.1一级回气管带管路配件2根Snoweky6.2二级回气管带管路配件2根Snoweky10其它1套7冷冻油以现场实际加油量为准1项8制冷剂R22以现场实际加氟量为准2023Kg9电控系统小计各高、低压柜，变压器等1套450万元二、井下设备1.2 高压空冷器AC-3008台240万1.2风机AC300标准配套8台20万2.1高压空冷器AC-4004台152万2.2风机AC400标准配套4台10万3.1喷淋空冷器AC-2004台64万3.2风机小计AC200标准配套4台10万496万元三、合计946万元五、其他投资序号名称费用〔万元〕1地面保温水池、厂房〔土建〕502地面制冷设备安装153立井、井下管路保温安装604设计费105合计135备注防尘水制冷系统总投资1081万元备注六、制冷系统运行费用制冷系统运行费用主要是电费，其余人工费，由于地面冷水系方式，管路冷水正常循环运行，不需要人员，故整个系统简洁，需要人员较少。另外年修理费也较少，地面冷水机组技术比较成熟，属于代替，不需要另外增加人员，修理费用也很低。制冷系统运行电费4转期，考虑到负荷的调整与变化，负荷调整系数取0.7，当地用电平0.6/kWh；系统运行功率为：996KW。电费：996×24×30×4×0.7×0.6=120/a因增加排水量而增加的排水费用〔矿井吨水百米电耗不超过0.5KWh〕去除正常矿井消防洒水水量，每小时回水仓的循环水量为：50m/h则计算年排水电费增加：0.5×50×(674÷100)×24×30×4×0.6×0.7=20.4120＋20.4=140.4月运行费用：140.4÷4=35.1七、防尘水水冷、冰冷与局部降温降温系统比较承受的防尘水水冷降温系统与地面集中冷水系统有肯定区分，到肯定压力，满足井下冷水管路的正常循环。其优点：削减投资，省另外，设计一套地面水源热泵，夏季作为井下降温设备，产生冷水供井下使用，冬季可利用矿井水处理厂的水源，进展取热，供地面工业广场的供暖，实现设备综合利用。缺点：增加矿井的排水费用，但较1000KW组功率210K，冷却塔15KW，水泵按30KW〔包括冷却和冷冻水泵，总功率为255K，冷水量按85.7/h〔进水、出水温差为10℃，小255×0.9×0.8=183.6KWh〔0.90.8率1000KW450KW，蒸发式冷凝器30K〔风机、冷却塔，供水水泵15K，片冰机7.5K〔三台，总功率为502.5KW，制冰量为7.5m3/h，小时电耗为502.50.90.8=361.8KW0.90.8为负荷率，依据以上分析可85.7-7.5=78.2m3/h,依据矿0.5KWh600的排水费用为78.2×〔600÷100〕×0.5=234.6KWh，即水冷系统小时电耗为183.6+234.6=418.2KWh418.2-361.8=56.4KWh0.556.4×0.5×24=676.82.11000KW的能量，投资在150万元〔地面设备、安装，制冰机组制取1000KW500〔地面设备、安装。另外，矿井目前排水的投入。通过以上经济比较，选用冰冷降温经济性较差。承受局部降巷，一条回风巷，回风巷兼作主运输巷，巷道内设有运输设备，操作102条规定，生产矿井采掘工作面空气温度不得超过26℃，机电设备硐室的空气温度不得超过3334℃时，必需停顿作业。有些矿利用井下涌水排热，相应增加泵房温度，尤其是排热热量大时，超过2023KW，井下水泵运行困难，事故率增多，对机电设备安全运行不利，另外，井下涌水水质较差时，水质硬500KW。矿井降温主要是考虑热量如何转移，一般两种方式，一是地面产生冷源送到井下，平衡井下高温地点热量，实现降温目的；二是井下设置设备，产生冷源，送到高温地点降温，但如何将热量排到地面是技术关键，假设排热解决不好，会重污染进风流，使进风流风温升高，起不到降温目的。地面制备冷源下放，不会发生上述问题，象地面制冰、制冷水，中途冷损也属于有益损耗，降低进风流风温，效率高。三种降温方式比较：防尘水水冷系统冰冷系统局部降温下，排出的热量巷，污染回风巷环境。需要将进设备设置在地面，风巷的热量通过排出的热量不会进局部降温机排放出的热量不会进入入井下，效果好。到回风巷内。针承受蒸发式冷凝对北徐楼矿实际系统排热器，设备简单，体状况，回风巷内备简洁，介质承受，积较大，盘管内流有运输设备，每动制冷剂，假设发生天需要进入人员性能高。泄漏，对环境和系作业，操作设备统造成危害。和修理，环境温度过高，对人员和设备运行都不利。系统排热效果好。设备简洁，整体紧制冰设备多，有制需要防爆设备，冷机、蒸发冷、片对井下环境要求当于制冰设备的十冰机、储液罐、虹较高。水质差，设备吸罐、低压循环桶悬浮物、硬度超的机房，土建投资等，机械传动部位标后，冷凝器容少。不需要防爆。多，故障多，制冷易发生结垢，整阀门多，简洁消灭泄漏，修理量大。系统简单，设备较重，占用建筑面积不需要防爆。

机效率变低。只需连接冷水机组、安 装 期可即可完成安装投入。一般厂家出厂设备制冷剂 进展抽真空打压试验已加注冷冻机油和氟利昂现场不需要充注氟利昂和油。修理简洁，修理量小，每年的氟利昂、

安装工作量大，投资较多。管路上焊接量多，需要抽真空、打压充氟等工作，另外由于管路焊点、阀门较多，简洁泄露氟利昂。安装时间长，短期不能投入运行。现场组装各设备、管路、阀门，安装后加注冷冻机油和氟利昂。制冷管路多，阀门

安装工作量大，井下空间狭小，安装时间短，短期可即可完成安装投入。制冷机组安装在工作面进口，假设露，会进入工作面，严峻影响到全。井下设备修理不便利，修理费用〔上方案中未计算〕

冷冻油不需要投入，水系统进展简洁维

事故率高，设备维高。修量大，每年需要投入局部氟利昂，修理费较高。修，清垢处理即可。利用井底减压阀减井下管路压力 少投资但增加了矿

井下为开头系统，不存在压力危急。井排水费用。消灭压力容器或井排水费用。消灭压力容器或压力管路爆裂的危急。压力容器多，有蒸有压力容器，每发器、冷凝器、油技术监视局报检费分、低压循环筒、检，比较麻烦。虹吸罐、储液罐、压力容器报检技术监视局报检费检验费少。用多，简单。另外需要进展压力管道报检，增加报检费每年的检验费多。总装机轴功率中高低1000KW制冷量一套1000KW制冷300KW制冷的设备估量投资在量的设备估量投资量的设备估量投总投资150万元，每1KW投在6001KW400万元，0.15万元，投资0.6万元。投1KW1.3小。资较大。制冰机、压缩机、需要建硐室，土建投资易的，投资较小蒸发冷体积大，重增加矿建投资。量大，需要机房空间大，并且制作制

制冷剂存在制冷机组内，并且有压力容器，假设发生压力超高，会冰机的钢构或混凝冰机的钢构或混凝八、两种降温方案比照目 录工程井上集中制冷水方案(雪人)井下集中制冷水方案〔飞马〕1制冷量4210KW4000KW2主机功率928KW1000KW3总投资额110035004效果式。降温效果格外明显。温，降温效果一般。5综合利用一级冷水机组可集合热泵及回风余热利用，节能环费。降温。6施工难度拓硐室，不影响生产。需增加两趟立井管路用于散热，增加井下冷水循环管路，影响生产。7水泵增加加。用于散热。8设备备用经济运行，互为备用。只有一台压缩机，无法备用。9护。设备简洁消灭故障，维护报检等很不便利。10售后效劳的全都好评。511总结推举井上集中制冷水降温系统第一章总论11总结推举井上集中制冷水降温系统一、工程概况 错误！未定义书签。二、工程提出的理由与过程 错误！未定义书签。三、工程建设的必要性 错误！未定义书签。四、工程的可行性 错误！未定义书签。其次章市场推测 错误！未定义书签。一、市场分析 错误！未定义书签。二、市场推测 错误！未定义书签。三、产品市场竞争力分析 错误！未定义书签。第三章建设规模与产品方案 错误！未定义书签。一、建设规模 错误！未定义书签。二、产品方案 错误！未定义书签。三、质量标准 错误！未定义书签。第四章工程建设地点 错误！未定义书签。一、工程建设地点选择 错误！未定义书签。二、工程建设地条件 错误！未定义书签。第五章技术方案、设备方案和工程方案 错误！未