夹河煤矿HEMS降温系统介绍

夹河煤矿HEMS降温系统介绍徐州矿务集团夹河煤矿二0一0年四月

徐州矿务集团夹河煤矿座落在徐州市西北郊，距市区11公里。矿井始建于1965年2月，1969年10月正式投产，井田总面积24.75平方公里，原设计能力为45万吨/年，经多次技改，2006年省经贸委核定生产能力140万吨/年。一矿井概况矿井开拓方式为立井、暗斜井多水平集中运输大巷分区式开拓。五个生产水平，其中：-280m、-450m、-600m三个水平已开采结束，-800m、-1010m水平为现生产水平。主采煤层为下石盒子组2煤和山西组7、9煤，煤种为气煤，煤层平均厚度为1.7～2.2m，多为缓倾斜、倾斜煤层，煤层倾角平均22度，赋存状况复杂。矿井现有2个综采工作面和3岩4煤计7个掘进工作面生产。

矿井浅部（-280m水平）开采为低瓦斯矿井，进入深部开采后，已发展为高瓦斯、高地应力、高温矿井。矿井绝对瓦斯涌出量45.65m3/min；开采煤层皆属自燃煤层，发火期3～6个月，煤尘爆炸指数37％～39％；矿井涌水量为122m3/h。

二、地热基本情况

夹河煤矿深部为二级热害矿井，井下地质条件复杂，热害严重，平均地温梯度2.21℃/100m，在-850m水平以下，围岩温度达37℃以上。-1010m水平工作面围岩温度高达40℃左右，加之老塘煤炭氧化热、机械设备散热等，尽管采取加大通风、洒水防尘等综合降温措施，没有实现机械降温前，工作面气温高达34～36℃，相对湿度近100％。

二、地热基本情况进入深部开采后，靠通风难以解决降温问题。2006年我矿由于高温热害导致工人中暑170多人次。深井高温热害严重影响了井下作业人员的工作效率、安全和身心健康，已经成为影响矿井安全生产的重大问题。三、地热治理国内外考察情况为解决井下高温热害问题，集团公司组织我矿先后到新汶、淮南、平顶山等矿务集团、天津、北京以及德国等地进行考察，发现大部分降温措施是采用德国集中空调降温技术以及南非冰冷式降温技术。这两种降温技术普遍存在以下问题：（1）初期投资大；（2）运行成本高；（3）部分技术增加了空气湿度；（4）降温效果不理想；（5）很难适应夹河煤矿特殊的开采地质条件。为此，借助国家重点基础研究发展计划(973计划)项目立项之际，我们与中国矿业大学（北京）合作成立了重大项目攻关小组，进行深井热害控制联合攻关，最终确定了在我矿实行HEMS降温技术。该技术是一种初期投资适中、运行成本不高、降温降湿效果好的新技术。深井HEMS降温系统是针对深井开采高温热害制所研发的一套工艺系统，其工作原理是利用矿井各水平现有涌水，通过能量提取，系统从中提取冷量，然后运用提取出的冷量与工作面高温空气进行换热作用，降低工作面的环境温度及湿度，同时置换出的热量作为地面供热及洗浴的热源。四HEMS降温系统工作原理

四HEMS降温系统工作原理

五、工艺系统布置制冷站即HEMS-I工作站布置在-600m水平；HEMS-PT工作站是压力转换工作站，布置在制冷工作站与降温工作站之间，即-800m水平；HEMS-Ⅱ工作站作为整个循环系统的末端设备工作站，其布置在降温工作面附近，在矿井-1010m水平。工艺系统平面布置示意图工艺系统布置剖面示意图循环生产工艺设备表序号设备名称规格型号单位数量备注1制冷器HEMS-I，制冷量l50kW台22上循环泵YOSl25-29011功率90kW台2一用一备3管道式除污器GL41H-16C，DN250台34玲却泵IS150-125-315功率30kW台2一用一备5除沙器TYC-130台16靶式流量计个47高压浮球阀HCF745XP=25MPa,DN50个28水表水平螺翼式，DN250块29软水器台210补水箱2m3个211管道式除污器GL41H-16C，DN50台l12转换器HEMS-PT,换热面积70m2台313下循环泵YOSl25-290I功率l32kW台俄2一用一备14管道式除污器GL4IH-16C，DN250台115补水箱2m3个l16高压浮球阀HCF745XP=25MPa,DN50个117水表水平螺翼式，DN250块118降温器HEMS-Ⅱ，换热能量1600kW组9每组2台19防爆对旋风机FBDN0:6.7/45290kW台2HEMS-I制冷工作站全景HEMS-PT压力转换工作站HEMS-Ⅱ降温器铝翅片换热管侧面密封板降温器底板铜弯头循环生产系统工艺参数配置夹河深井降温一期工程实现了一个综采工作面（7446工作面）的降温，2008年二期扩容后，实现了2个综采工作面和4个掘进头的降温，高温区域的所有采煤工作面及煤巷掘进工作面均实现了HEMS机械降温。二期扩容工程是在原一期工程的基础上进行的改、扩容，新增加了一套降温设备和管路，达到了更广区域联合降温的目的。该工程2008年3月16日开工，6月25日竣工，历时3个多月，共计安装设备70台，安装管路4300m，水沟扩容清挖1400m，水仓清挖450m。(六)HEMS降温系统二期扩容情况HEMS降温系统二期扩容工程运行后，采煤工作面最高温度控制在26～30℃，降低了5