永川煤矿热害治理研究

永川煤矿热害治理研究

2008年1月

1引言

2永川煤矿的热害情况

3永川煤矿井下热源调查

4通风降温可采极限深度的确定

5永川煤矿热害治理的措施

6矿井空调系统的设计

7结束语

文章结构1、引言目前，我国越来越多的矿井进入了深部开采，由于井下各种热源的影响，井下采掘工作面的温度越来越高，而且空气湿度也很大。在这种高热、高湿的环境中作业，不仅对矿工生理上有很大的影响，而且使劳动生产率急剧下降，事故隐患也增加了。《煤矿安全规程》明确规定：生产矿井采掘工作面的空气温度不得超过26℃。资料显示，我国已有60多对矿井出现了不同程度的热害。新汶矿业集团孙村矿开采深度达到1300m，采取降温措施前采掘工作面温度平均为34.8℃；淄矿集团唐口矿-1000m水平夏季采掘工作面温度为32～34℃；平煤集团四矿、五矿、六矿、八矿采掘工作面在采取降温措施以前，温度都在30℃以上；永荣矿业有限公司永川煤矿采掘工作面温度最高达到33℃。由此可见，不管是大型矿井还是中小型矿井都面临着或即将面临热害治理的问题。

永川煤矿采掘工程布置及通风系统图下南二采区下北一采区下北三采区南三采区+334m采区及采掘工作面的划分（2007年9月）下南二采区南三采区下北一采区下北三采区-37401工作面-37402中巷-37402风巷-37403中巷-37612工作面-37504工作面-37104工作面-37107中巷-37506中巷五中车场表1井下采掘地点实测数据表（2007年9月份数据）地点干球温度（℃）湿球温度（℃）壁温（℃）相对湿度（%）巷道标高（m）风量（m3/min）-37401工作面31.430.632.095.1-357～-381508-37104工作面29.328.530.394.8-390～-410451-37402中巷31.030.131.792.1-381219-37403中巷31.330.033.091.3-404212-37402风巷31.229.831.990.2-344182-37107中巷30.429.132.491.4-4382102、永川煤矿的热害情况3、永川煤矿热源调查

BECDA围岩散热

空气自压缩热机电设备散热其他热源散热运输过程中的散热人员散热氧化放热矿井热源912.9237.2214.2197.173.2永川煤矿井下各种热源放热量3、永川煤矿热源调查

55.85%14.51%13.10%12.06%4.48%4、通风降温可采极限深度的确定

具体计算方法参考《低热损冷源介质输送技术及高校热交换技术实用手册》第四篇第六章第九节。降温标准南翼26℃30℃530m左右590m左右北翼降温标准26℃30℃510m左右560m左右5、永川煤矿热害治理的措施

2

控制热源

永川煤矿采取的具体措施是在油榨山掘一新的回风井，以减少回风流的路线长度，从而减少矿井的通风阻力。下一步将对主要通风机进行技术改造或者更换风机，从而提高主要通风机的能力。

围岩散热的控制1增大采掘工作面的风量运输中煤炭和矸石的散热机电设备散热的控制在围岩壁表面喷涂隔热材料提高机电设备的运转效率减少煤炭和矸石暴露的面积1通风降温2控制热源3低温岩层预冷入风流4个体防护增大风量选择合理的通风系统和通风方式岩层热、机械热、爆破热、氧化热井口预冷（天然冷源或机械预冷）低温岩层预冷穿冷却服（如干冰背心）5、永川煤矿热害治理的措施

3

个体防护5、永川煤矿热害治理的措施

在井下矿工分散的作业地点，人工制冷降温覆盖不到的地方，当热害比较严重时，可采取个体防护措施。4

预冷入风流在井口预冷入风流

利用井下的低温岩层来预冷入风流

穿冷却服如干冰背心

利用天然冷源预冷、机械预冷

恒温带附近的岩层温度最低5、永川煤矿热害治理的措施

5人工制冷降温技术压缩空气制冷降温技术冰冷却降温技术人工制冷水降温技术地面集中制冷降温系统井下集中制冷降温系统井上、下联合制冷降温系统井下分散式制冷降温系统空调系统比较（总制冷值相同时）比较项目地面站井下站井上下站分散式设备投资运行费用安装制冷剂排水排热冷冻水到工作面自然通风冷损适用范围相同相同简单能用氨简单简单有时很复杂增加大高低压换热器相同相同需要开掘专用空调硐室成本高，需要氟里昂、防爆在干燥矿井需额外费用困难（如井下水不允足）简单小小偏大相同管道铺设工作大能用氨在干燥矿井需额外费用简单简单小小高低压换热器相同相同简单成本高、防爆简单简单小小小于2MW6、矿井空调系统的设计

矿井空调系统需冷量的计算——矿井空调系统的需冷量，KW；

——采掘工作面的需冷量总和，KW；

——管道的冷损失量总和，kW；

——冷损失系数，一般取1.2～1.5。6、矿井空调系统的设计

采掘工作面需冷量的计算——采掘工作面需冷量，KW，最小值取等号；——通过采掘工作面的风量，kg/s；

——采掘工作面入风口风流焓值，kJ/kg；——采掘工作面空调目标温度对应的焓值，kJ/kg；

——采掘工作面热源散热量总和，KW。6、矿井空调系统的设计

永川煤矿南北两翼采掘工作面需冷量计算统计表的采掘工作面名称工作面进风温度/(℃)目标温度/(℃)风量/(kg/s)热源总散热量/（ＫＷ）需冷量/（KW）南翼-37401工作面29.62610.16179.51216.27-37612工作面27.6269.62154.85170.32-37402中巷31.0264.3867.5189.52-37402风巷31.2263.6458.2277.24-37403中巷31.3264.2469.3291.90北翼-37104工作面28.1269.10167.82187.03-37504工作面31.1269.14182.37229.22-37107中巷30.4264.24152.12170.87-37506中巷31.5264.1273.7796.546、矿井空调系统的设计

输冷管道的冷损量

由于设计阶段，管道的冷损量计算十分复杂，只能根据我国矿井空调的经验，取经验值。根据永川煤矿井下的实际情况，考虑井下局部制冷降温方案。因为南北两翼距离较远，管路比较长，估计整个路线管路长2500m。取千米管道冷损为6.5KW，则整个路线的冷损失为16.25KW。

因此，矿井空调系统的需冷量计算为1614.19～2017.74KW，取1800KW。6、矿井空调系统的设计

永川煤矿制冷降温初步方案

由表3可知，制冷站负荷小于2MW的矿井，以采用分散式制冷最优，负荷大于2MW的矿井，采取另外3种集中式制冷降温方案较好，具体采用哪种要视矿井具体情况而定。由上面的计算可知，永川煤矿制冷站的制冷量为1800KW，再考虑矿井的实际情况，采用井下分散式制冷降温方案较为合理。这样可设