煤礦熱害及其防治技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展戰(zhàn)略

1、.：.；1.9煤礦熱害及其防治技術(shù)運(yùn)用現(xiàn)狀1.9.1 煤礦熱害現(xiàn)狀隨著社會(huì)的開(kāi)展和煤炭資源需求的日益添加，煤炭產(chǎn)量日益增大，淺部煤炭資源越來(lái)越少，世界各主要采煤國(guó)家相繼進(jìn)入深部開(kāi)采。隨著開(kāi)采深度的添加，地溫也隨之升高。德國(guó)和俄羅斯的一些煤礦開(kāi)采深度已達(dá)14001500m；南非卡里頓維爾金礦開(kāi)采深度達(dá)3800m，豎井井底己達(dá)地表以下4146m；加拿大超千米的礦井有30對(duì)，美國(guó)有11對(duì)。我國(guó)煤礦目前的開(kāi)采深度平均每年以812m的速度添加，采深超越1000m的礦井已有數(shù)十對(duì)，沈陽(yáng)采屯煤礦開(kāi)采深度為1197m、開(kāi)灤趙各莊礦開(kāi)采深度為1159m、新汶孫村礦為1059m、北京門(mén)頭溝開(kāi)采深度為1008m、長(zhǎng)

2、廣礦開(kāi)采深度為1000m。據(jù)世界各地的丈量資料，全球平均地溫梯度約為3/100m。據(jù)我國(guó)煤田地溫觀測(cè)資料統(tǒng)計(jì)，百米地溫梯度為24/100m，已探明的儲(chǔ)量中，10002000m深處的煤炭?jī)?chǔ)量占總儲(chǔ)量的53.2%。根據(jù)2001年有關(guān)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)已有130多對(duì)礦井出現(xiàn)了不同程度的熱害，全國(guó)煤礦中采掘任務(wù)面氣溫超越30的高溫礦井有88座不含年產(chǎn)量30萬(wàn)噸/年以下的礦井，其中30-32的有31座，32-35的有37座，35以上的有20座。按我國(guó)行政區(qū)域劃分：華中地域有18座，其中以平頂山、豐城和許昌為代表；華東地域有39座，其中以兩淮、兗州、新汶、徐州含大屯和巨野為代表；華北及東北有26座，其中以峰峰邯鄲

3、、邢臺(tái)、大同、開(kāi)灤、鐵法、北票、撫順、遼源和雞西為代表；其它地域湖南2座、甘肅1座、廣西1座、福建1座5座，據(jù)最近有關(guān)資料，西北的新疆地域煤礦也存在礦井高溫?zé)岷?wèn)題。綜上，礦井熱害問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，已成為與礦井瓦斯、火、粉塵、礦壓、水并列的六大災(zāi)禍之一，熱害已嚴(yán)重了影響井下作業(yè)人員的身體安康、任務(wù)效率和礦山經(jīng)濟(jì)效益，甚至影響整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可繼續(xù)開(kāi)展。1.9.2煤礦熱害的危害1.9.2.1 熱害對(duì)人的危害在高溫?zé)岷ΦV井中，任務(wù)人員的身心安康遭到極大的影響。例如，鶴壁六礦回采任務(wù)面風(fēng)溫高達(dá)32，相對(duì)濕度達(dá)99以上，1984年8月30日，1個(gè)班就有4名礦工中暑倒在任務(wù)地點(diǎn)。平煤集團(tuán)五礦在1996年69

4、月份，井下工人每天都有中暑和被熱擊的，礦山救護(hù)車(chē)根本每天叫，最多的一次，一班有8人中暑。新汶礦業(yè)集團(tuán)孫村煤礦2002年79月份，采煤任務(wù)面正常任務(wù)時(shí)每班有48人，但實(shí)踐出勤人數(shù)只需56人，采煤任務(wù)幾乎癱瘓，致使三個(gè)月的產(chǎn)量沒(méi)有正常時(shí)一個(gè)月的高。日本1979年全國(guó)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，3040 氣溫的任務(wù)面，比低于30 時(shí)的事故率高3.6倍；南非多年的調(diào)查統(tǒng)計(jì)，當(dāng)?shù)V內(nèi)作業(yè)地點(diǎn)的空氣濕球溫度到達(dá)289 時(shí)，開(kāi)場(chǎng)出現(xiàn)中暑死亡事故。氣溫每添加1，礦工勞保醫(yī)療費(fèi)添加810%；根據(jù)南非的最新統(tǒng)計(jì)，在濕球溫度32.833.8下任務(wù)的工人，千人中暑死亡率為0.57，表1為南非金礦井下溫度與事故率的關(guān)系。表1 井下溫度與事

5、故率的關(guān)系作業(yè)地點(diǎn)氣溫/27293132工傷頻次/千人0150300450在高溫環(huán)境中，人的中樞神經(jīng)系統(tǒng)容易失調(diào)，從而感到精神恍惚、疲勞、周身無(wú)力、昏昏沉沉，甚至中暑昏倒、嘔吐和濕疹等，高溫高濕環(huán)境使工人的身體和任務(wù)才干遭到極大的損傷，同時(shí)這種精神形狀成為誘發(fā)事故的緣由。1.9.2.2 熱害對(duì)機(jī)電設(shè)備的危害礦井里任何機(jī)電設(shè)備、電纜均是經(jīng)過(guò)與環(huán)境的對(duì)流來(lái)分發(fā)本身所產(chǎn)生的熱量，其任務(wù)環(huán)境溫度、濕度超越規(guī)定的限值或長(zhǎng)期處在限值附近時(shí)，必將導(dǎo)致設(shè)備散熱困難，以致發(fā)生設(shè)備缺點(diǎn)。有關(guān)統(tǒng)計(jì)外表，氣溫每添加1，井下機(jī)電設(shè)備的缺點(diǎn)率添加1倍以上。機(jī)電設(shè)備的環(huán)境溫度要求：我國(guó)礦用普通型機(jī)電設(shè)備的任務(wù)環(huán)境溫度為40

6、；礦用隔爆型機(jī)電設(shè)備的45。但這并不等于說(shuō)，只需到了上述限值才會(huì)發(fā)生設(shè)備缺點(diǎn),假設(shè)機(jī)電設(shè)備長(zhǎng)期處在上述限值附近，那么機(jī)電設(shè)備缺點(diǎn)率將大增。日本通產(chǎn)省的調(diào)查統(tǒng)計(jì)闡明：機(jī)電設(shè)備在相對(duì)濕度90%以上、氣溫為3034的地點(diǎn)任務(wù)時(shí)，其事故率比低于30的作業(yè)地點(diǎn)高3.6倍。這也是我國(guó)為甚么規(guī)定機(jī)電設(shè)備硐室空氣溫度不得超越34的緣由。綜上所述，熱害問(wèn)題已成為制約煤炭工業(yè)開(kāi)展的瓶頸，影響了整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可繼續(xù)開(kāi)展，因此煤礦熱害防治從思想、人才隊(duì)伍建立和技術(shù)配備資料等多方面提出較高的要求。1.9.3煤礦熱害防治技術(shù)運(yùn)用現(xiàn)狀國(guó)外礦井熱害防治技術(shù)自20世紀(jì)20年代即已興起，至今已有80余年的歷史，但是迅速開(kāi)展并廣泛

7、運(yùn)用是在20世紀(jì)70年代以后，我國(guó)開(kāi)展礦井降溫技術(shù)研討也近50年?？v觀國(guó)內(nèi)外礦井降溫技術(shù)，可分為非人工制冷降溫技術(shù)和人工制冷降溫技術(shù)。1.9.3.1 非人工制冷降溫技術(shù)非人工制冷降溫技術(shù)主要以通風(fēng)降溫為主，再輔助以其他降溫措施，如控制熱源、控制風(fēng)流、個(gè)體防護(hù)以及其他方法等。1 添加風(fēng)量實(shí)際和實(shí)際都證明，在一定條件下如原風(fēng)量較小，添加風(fēng)量是熱害礦井最經(jīng)濟(jì)的治理手段之一，添加風(fēng)量不僅可以排出熱量、降低風(fēng)溫，而且還可以有效地改善熱體的散熱條件，添加溫馨感。但添加風(fēng)量到一定程度時(shí)，增風(fēng)降溫效果就會(huì)減弱，同時(shí)也遭到井巷斷面和通風(fēng)機(jī)才干的各種因數(shù)的制約，有一定的運(yùn)用范圍。聯(lián)邦德國(guó)曾對(duì)U型通風(fēng)的采煤任務(wù)面有

8、效溫度與巖層溫度的關(guān)系進(jìn)展討論，得出當(dāng)巖層溫度達(dá)40時(shí)，任務(wù)面有效溫度上升到32(聯(lián)邦德國(guó)礦內(nèi)熱環(huán)境的允許作業(yè)溫度上限)，巖層溫度每添加1，有效溫度添加0.7；“巖層溫度超越40，就不能采用添加風(fēng)量降溫措施。南非麥菲爾遜M.J也以為，當(dāng)原巖溫度超越40，必需減少空氣量，添加空氣冷卻度。2 選擇合理的開(kāi)辟開(kāi)采方式和礦井通風(fēng)系統(tǒng)1確定合理的礦井開(kāi)辟開(kāi)采方式，盡量減少圍巖和煤體的與風(fēng)流的接觸面積，有效減少排熱亮；2盡能夠縮短進(jìn)風(fēng)道路的長(zhǎng)度，以減少圍巖的散熱量；3盡量防止煤流與風(fēng)流反向運(yùn)轉(zhuǎn)，以防止煤炭運(yùn)輸放熱和設(shè)備放熱帶入任務(wù)面；4回采任務(wù)面采用下行通風(fēng)，由于采用下行通風(fēng)時(shí)，風(fēng)流是從路程較短的上部巷道

9、進(jìn)入任務(wù)面，且減少了煤炭放熱的影響。3 控制熱源的放熱量1巷道隔熱，在高溫巷道噴涂或充填絕熱資料，減少圍巖放熱；2管道和水流隔熱，減小管道放熱，減小熱水對(duì)風(fēng)流的增溫增濕作用；3合理擺放熱源體位置，如發(fā)熱量大的大型機(jī)電硐室應(yīng)獨(dú)立回風(fēng)，以減小機(jī)電放熱。4個(gè)體防護(hù) 對(duì)于個(gè)別氣候條件惡劣的地點(diǎn)，由于經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上的緣由，不能采取其他降溫措施時(shí)，可對(duì)礦工采取個(gè)體防護(hù)，穿戴輕便的冷卻背心或冷卻帽。南非加爾德萊特公司消費(fèi)的冷卻背心干冰用量為4Kg，制冷量為80106W，冷卻時(shí)間達(dá)68小時(shí)；德國(guó)米塔爾公司的冷卻冰背心，冰量為5kg，沒(méi)有冷媒循環(huán)系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)部件，制冷量220W時(shí)可繼續(xù)2.5小時(shí)。平頂山礦務(wù)局科研所

10、還開(kāi)發(fā)出了個(gè)體防護(hù)冷卻用的冰背心，由于該冰背心溫度不可調(diào)理，在平一礦試用了一段時(shí)間。試用闡明，工人長(zhǎng)期穿冰背心3個(gè)月，就會(huì)出現(xiàn)關(guān)節(jié)炎、風(fēng)濕性心臟病。5 其他措施其他的措施如煤層注水預(yù)冷煤層、在進(jìn)風(fēng)巷道放置冰塊、利用調(diào)熱圈巷道進(jìn)風(fēng)等，實(shí)際外表，這些措施的降溫效果皆不理想。另外，還可以縮短勞動(dòng)時(shí)間，將“三八作業(yè)制改為“四六作業(yè)制，間歇性休憩，為任務(wù)人員提供高溫補(bǔ)貼和防暑飲料等。1.9.3.2 人工制冷降溫技術(shù)縱觀國(guó)內(nèi)外，自20世紀(jì)70年代，人工制冷降溫技術(shù)在礦井熱害防治中的運(yùn)用開(kāi)場(chǎng)迅速開(kāi)展，運(yùn)用越來(lái)越廣泛成熟。美國(guó)、德國(guó)、南非、印度、波蘭、俄羅斯和澳大利亞等國(guó)家多采用該項(xiàng)技術(shù)。我國(guó)自80年代采用機(jī)

11、械制冷來(lái)治理熱害，經(jīng)過(guò)90年代的開(kāi)展，到21世紀(jì)曾經(jīng)在規(guī)模上到達(dá)興隆國(guó)家程度，技術(shù)上與興隆國(guó)家還有一定的差距。從礦井熱害治理的現(xiàn)狀和趨勢(shì)來(lái)看，人工制冷降溫技術(shù)曾經(jīng)成為礦井降溫的主要手段。1 人工制冷降溫技術(shù)的分類人工制冷降溫技術(shù)根據(jù)熱力學(xué)特點(diǎn)的不同又可分為人工制取冷水降溫技術(shù)、人工制冰降溫技術(shù)和緊縮空氣制冷降溫技術(shù)。第一類，人工制取冷水降溫技術(shù)。1蒸汽緊縮式循環(huán)制冷技術(shù)，主要是以氟里昂和氨為制冷劑的冷水機(jī)組，主要是制取冷水，如圖1.9.1所示；2以熱電站為熱源的溴化鋰制冷，如圖1.9.2所示，再串聯(lián)緊縮式制冷機(jī)組或氨吸收式制冷機(jī)組制取冷水。圖1.9.1 蒸汽緊縮制冷 圖1.9.2 吸收式制冷第

12、二類，人工制冰降溫技術(shù)。人工制冰降溫系統(tǒng)主要分為制冰、輸冰、融冰、輸冷、排熱五個(gè)環(huán)節(jié)，其工藝表示圖如圖1.9.3所示。圖1.9.3 制冰降溫系統(tǒng)工藝流程表示圖第三類，緊縮空氣制冷降溫技術(shù)。又有渦輪式空氣制冷、變?nèi)菔娇諝庵评?、渦流管式空氣制冷和壓氣引射器制冷等方式。緊縮空氣制冷降溫技術(shù)是利用空氣緊縮機(jī)出來(lái)的緊縮空氣經(jīng)過(guò)空氣制冷機(jī)降溫，變成低溫的高壓空氣，出來(lái)后與局扇風(fēng)筒中的空氣混合而到達(dá)降溫的目的。根據(jù)工藝的不同可分別運(yùn)用于掘進(jìn)任務(wù)面和采煤任務(wù)面，如圖1.9.4、圖1.9.5所示。圖1.9.4掘進(jìn)面降溫工程布置表示圖圖1.9.5 采煤任務(wù)面降溫工程表示圖2 人工制冷降溫布置方式人工制冷降溫技術(shù)根

13、據(jù)制冷站的布置方式可分為地面集中制冷降溫系統(tǒng)、井下集中制冷降溫系統(tǒng)、井上下結(jié)合集中制冷降溫系統(tǒng)和井下部分制冷降溫系統(tǒng)。地面集中制冷系統(tǒng)，包括制冰、吸收式制冷、蒸汽緊縮式制冷、吸收制冷與蒸汽緊縮制冷結(jié)合的方式傳統(tǒng)的說(shuō)法叫熱電冷聯(lián)產(chǎn)，地面集中制冷降溫系統(tǒng)表示圖如圖1.9.6所示。圖1.9.6 地面集中制冷降溫系統(tǒng)井下集中制冷降溫系統(tǒng)，制冷和排熱都在井下進(jìn)展，其系統(tǒng)表示圖如圖1.9.7所示。圖1.9.7 井下集中制冷降溫系統(tǒng)表示圖部分制冷降溫，制冷排熱都在井下進(jìn)展，如如今的挪動(dòng)制冷機(jī)制冷、空氣緊縮制冷，其系統(tǒng)表示圖如圖1.9.8所示。圖1.9.8 部分制冷降溫系統(tǒng)布置表示圖3人工制冷降溫國(guó)外運(yùn)用現(xiàn)狀

14、20世紀(jì)20年代初，南非、巴西等國(guó)家的金礦開(kāi)采，已深化到1000m以下，出現(xiàn)了礦井熱害。1912年，南非最早系統(tǒng)研討了礦井風(fēng)流熱力學(xué)規(guī)律。1920年巴西的莫?jiǎng)诩s里赫金礦在地面安裝了第一臺(tái)制冷量為1768KW的氨制冷機(jī)，建立了世界上第一個(gè)礦井空調(diào)系統(tǒng)。1924年，德國(guó)的依本比倫煤礦建立了井下集中制冷降溫系統(tǒng)。1939年，比利時(shí)的Les lie geoi 煤礦地面安裝集中制冷站，制冷量800USRT，效力1000m深采掘任務(wù)面降溫，并采用皮爾頓透平機(jī)減壓。1951年，德國(guó)Neumilhl煤礦在-770m程度掘進(jìn)面安裝小型部分降溫設(shè)備，是世界上最早運(yùn)用部分降溫的國(guó)家。世界上開(kāi)采深度最大、降溫系統(tǒng)規(guī)模

15、最大的當(dāng)屬南非金礦。1971年南非己有44個(gè)礦井采用人工制冷降溫，總制冷量達(dá)16.8萬(wàn)千瓦。1975年，除南非金礦外，世界各國(guó)大都是采用部分降溫系統(tǒng)，如原蘇聯(lián)研制勝利了礦用挪動(dòng)式制冷機(jī)，在煤礦和金屬礦獨(dú)頭掘進(jìn)巷道中得到運(yùn)用。1975年以后，各國(guó)礦井降溫任務(wù)的開(kāi)展異常迅速，在德國(guó)、俄羅斯、烏克蘭、英國(guó)、比利時(shí)以及印度等國(guó)建立了近百個(gè)大型礦井制冷降溫系統(tǒng)。1986年南非的Anglogolds Mponeng 金礦，該礦開(kāi)采深度3000m以上，總裝機(jī)制冰量8800t/d，制冷量為24MW，采用以色列產(chǎn)真空制冰機(jī)制取顆粒狀冰，構(gòu)成了完好的制冰、程度輸冰、垂直輸冰、井下融冰工藝，為世界各國(guó)自創(chuàng)冰降溫起到

16、了決議性作用。南非開(kāi)發(fā)電真空制冰降溫的主要緣由是：井深大，熱害嚴(yán)重，傳統(tǒng)的井下集中制冷規(guī)模受限；采用地面集中降溫時(shí)，井下熱壓轉(zhuǎn)換設(shè)備技術(shù)要求高、投資大；采用電制片冰降溫時(shí)，冰堵嚴(yán)重、能耗大、投資大、運(yùn)轉(zhuǎn)本錢(qián)高。因此，采用真空冰降溫的根本目的是為了防止傳統(tǒng)降溫方法存在的問(wèn)題，但從技術(shù)經(jīng)濟(jì)角度綜合思索，南非相關(guān)規(guī)程規(guī)定：“礦井采深超越3660m，消費(fèi)程度原始巖溫超越65時(shí)才采用冰冷降溫，美國(guó)ASHRAE規(guī)范規(guī)定：“當(dāng)?shù)V井開(kāi)采深度超越3660m，且水和空氣排熱性能受限時(shí)，可思索冰冷降溫系統(tǒng)。我國(guó)煤礦目前，乃至今后很長(zhǎng)一段時(shí)間，開(kāi)采程度巖溫超越65的礦井?dāng)?shù)量極少。1989年，南非一金礦建成緊縮空氣制冷

17、空調(diào)系統(tǒng)，管道保送被緊縮成液態(tài)的空氣至井下，經(jīng)膨脹后與任務(wù)面風(fēng)流摻混，實(shí)現(xiàn)對(duì)任務(wù)面風(fēng)流的冷卻。1989年，波蘭推出了渦流管式空氣制冷安裝，在掘進(jìn)任務(wù)面運(yùn)用獲得了一定的空調(diào)效。德國(guó)截至1990年全國(guó)煤礦32座礦井就有27對(duì)采用了機(jī)械降溫，總制冷才干為300MW。目前，南非、德國(guó)、英國(guó)、加拿大等國(guó)家，在制冷安裝和熱交換設(shè)備的容量、安裝地點(diǎn)的選擇、設(shè)備選型和提高設(shè)備制冷效率等方面的研討較多。美國(guó)是世界上礦井降溫專利、專著最多的國(guó)家。4人工制冷降溫在我國(guó)運(yùn)用現(xiàn)狀我國(guó)在上世紀(jì)60年代初開(kāi)場(chǎng)采用部分制冷空調(diào)，如武漢冷凍機(jī)廠研制了JKT70型礦用挪動(dòng)式冷水機(jī)組，制冷量為232KW。19641975年，在淮南

18、九龍崗礦設(shè)計(jì)了我國(guó)第一個(gè)礦井部分制冷降溫系統(tǒng)。19821987年，新汶礦務(wù)局孫村煤礦在400m程度建立了我國(guó)第一個(gè)井下集中空調(diào)系統(tǒng)，制冷站制冷才干為326KW，設(shè)備選用重慶通用機(jī)器廠消費(fèi)的IIJBF50O型離心式制冷機(jī)，制冷量為581KW，投資600萬(wàn)元。19861991年，平頂山八礦建立了我國(guó)第二個(gè)井下集中空調(diào)系統(tǒng)，制冷站制冷才干為4652KW。采用IIIJBF100O型離心式制冷機(jī)，制冷量為1163KW，投資1000萬(wàn)元。 1993年7月，平頂山礦務(wù)局科研所和原中國(guó)航空工業(yè)總公司第609研討所改裝成KKL10渦輪空氣緊縮制冷機(jī)，制冷原理為緊縮空氣對(duì)外膨脹對(duì)外做功制冷。19921995年，山

19、東新汶礦務(wù)局建立了我國(guó)第一個(gè)礦井地面集中制冷降溫系統(tǒng)，引進(jìn)美國(guó)設(shè)備，設(shè)計(jì)制冷才干為5600KW，當(dāng)時(shí)可算是亞洲最大的礦井制冷降溫系統(tǒng)，投資2300萬(wàn)元。1997年，平煤八礦采用塊冰制冷，經(jīng)過(guò)保溫車(chē)運(yùn)到掘進(jìn)任務(wù)面構(gòu)成冰水混合物，經(jīng)過(guò)空冷器實(shí)施掘進(jìn)面降溫，獲得了較為明顯的降溫效果，但由于運(yùn)冰過(guò)程影響消費(fèi)運(yùn)輸，無(wú)法實(shí)現(xiàn)延續(xù)、穩(wěn)定降溫，且降溫運(yùn)轉(zhuǎn)本錢(qián)高等，導(dǎo)致該項(xiàng)技術(shù)未能推行。2002年夏，潘三礦1442任務(wù)面配備了一臺(tái)LFJ-160礦用挪動(dòng)式冷風(fēng)機(jī)組，降溫12。同年，新集礦210807綜放面配備了兩臺(tái)德國(guó)LKM-290型礦用冷風(fēng)機(jī)組，降溫2左右。2004年6月15日，新汶孫村礦建立冰冷低溫輻射降溫礦

20、井空調(diào)系統(tǒng)，由制冷、制冰、輸冰、融冰、輸冷、散冷等六大系統(tǒng)組成，投資5600多萬(wàn)元，一期工程日產(chǎn)冰達(dá)500噸。2006年淮南礦業(yè)集團(tuán)公司從德國(guó)WAT公司引進(jìn)了6臺(tái)DV400井下挪動(dòng)式大氣降溫機(jī)組成2套任務(wù)面部分降溫系統(tǒng)，分別在潘一礦2171(1)、潘三礦14102(1)2個(gè)高溫任務(wù)，降溫幅度23。2007年，安徽國(guó)投新集劉莊礦和德國(guó)西瑪格協(xié)作安裝兩套制冷設(shè)備，合計(jì)制冷才干5.5MW，可向井下冷卻循環(huán)回路提供3、300m3/h冷凍水，總投資1億，僅電費(fèi)運(yùn)轉(zhuǎn)本錢(qián)200萬(wàn)元/月。2007年，平煤集團(tuán)四礦設(shè)計(jì)安裝了利用電廠余熱的熱電冷聯(lián)產(chǎn)的雙效溴化鋰吸收式制冷機(jī)組一套，螺桿式乙二醇制冷機(jī)組3套，總裝機(jī)

21、制冷量12260KW，一期工程制冷量7750KW，首期投資4500萬(wàn)，僅電費(fèi)運(yùn)轉(zhuǎn)本錢(qián)50萬(wàn)元/月。2021年，淮南礦業(yè)顧橋礦建成30噸/日制冰站，將冰運(yùn)輸至井下撒冰，或?qū)⒈鶋K放置于局扇進(jìn)風(fēng)口，效果較差。2021年，淮南礦業(yè)丁集礦、顧橋礦、潘一礦、潘三礦等正在積極引進(jìn)德國(guó)設(shè)備，建立熱電冷聯(lián)產(chǎn)的地面集中制冷降溫系統(tǒng)。2021年，重慶永榮礦業(yè)永川煤礦正在打造降溫效果與經(jīng)濟(jì)并重的礦井降溫系統(tǒng)。5人工制冷系統(tǒng)技術(shù)比較地面集中制冷系統(tǒng)，包括制冰、吸收式制冷、蒸汽緊縮式制冷、吸收制冷與蒸汽緊縮制冷結(jié)合的方式流行的說(shuō)法叫熱電冷聯(lián)產(chǎn)；井下集中制冷系統(tǒng)，制冷、排熱都在井下進(jìn)展；井上井下結(jié)合，包括井下制冷地面排熱式

22、、井上井下二級(jí)制冷地面排熱式；部分制冷降溫，制冷排熱都在井下進(jìn)展，如如今的挪動(dòng)制冷機(jī)制冷、空氣緊縮制冷；這些方式各有優(yōu)缺陷，比較如表1.9.1所示表1.9.1 人工制冷系統(tǒng)比較表空調(diào)系統(tǒng)優(yōu) 點(diǎn)缺 點(diǎn)地面集中排熱方便、平安可靠要用高低壓換熱安裝供冷管道長(zhǎng)，冷損大井下集中冷損小 、無(wú)高壓冷水系統(tǒng)設(shè)備有特殊要求基建、安裝、維護(hù)、管理不便結(jié)合布置減少冷損系統(tǒng)復(fù)雜、設(shè)備分散、不易管理部分式冷量損失小、簡(jiǎn)單設(shè)備分散，排熱困難，不適宜該礦緊縮空氣式制冷才干小、只適用于掘進(jìn)頭制冰式制冷量大、 適用大型深熱礦井初期投資大、能耗高2.9煤礦熱害防治技術(shù)開(kāi)展戰(zhàn)略2.9.1 加強(qiáng)實(shí)際實(shí)驗(yàn)研討礦井熱害治理工程設(shè)計(jì)是一項(xiàng)

23、系統(tǒng)工程，涉及地球物理學(xué)、流膂力學(xué)、熱力學(xué)、傳熱學(xué)、傳質(zhì)學(xué)、力學(xué)、環(huán)境衛(wèi)生學(xué)、空調(diào)技術(shù)、給水排水、電氣控制、管網(wǎng)學(xué)、監(jiān)測(cè)監(jiān)控及其他相關(guān)設(shè)計(jì)技術(shù)等多個(gè)學(xué)科，系統(tǒng)復(fù)雜。為此各種實(shí)際仍需求不斷開(kāi)展，如準(zhǔn)確丈量地溫梯度、熱源調(diào)查、采掘面與風(fēng)流間的對(duì)流換熱系數(shù)、螺桿緊縮制冷機(jī)型線、供冷排熱實(shí)際、熱力參數(shù)科學(xué)測(cè)定和預(yù)測(cè)、井田地溫場(chǎng)與地層構(gòu)造、水文地質(zhì)的相互關(guān)系等，目前的各種實(shí)際仍需繼續(xù)開(kāi)展。加強(qiáng)進(jìn)展勞動(dòng)衛(wèi)生學(xué)研討，為制定礦內(nèi)氣候環(huán)境的衛(wèi)生規(guī)范提供科學(xué)根據(jù)。2.9.2 開(kāi)展熱害治理技術(shù)、配備和資料2.9.2.1個(gè)體防護(hù)配備高溫礦井個(gè)體防護(hù)配備主要是冰背心，經(jīng)過(guò)國(guó)內(nèi)外運(yùn)用閱歷闡明，延續(xù)長(zhǎng)期運(yùn)用會(huì)導(dǎo)致關(guān)節(jié)炎、心

24、臟病等病癥，因此，這種個(gè)體防護(hù)配備不斷都未推行運(yùn)用開(kāi)來(lái)，我國(guó)也只是在平一礦實(shí)驗(yàn)用過(guò)一段時(shí)間，在其他高溫礦井中未見(jiàn)運(yùn)用。因此，研制新型的高溫礦井個(gè)體防護(hù)配備，將在礦井降溫投入上節(jié)約大量人力、物力和財(cái)力。2.9.2.2強(qiáng)化高效換熱技術(shù)及配備安徽劉莊礦引進(jìn)德國(guó)制冷設(shè)備建立的集中制冷系統(tǒng)，月運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用200萬(wàn)元。平煤四礦建立了吸收電廠余熱遠(yuǎn)大空調(diào)加螺桿冷水機(jī)二級(jí)制冷機(jī)組的地面集中制冷系統(tǒng)，僅電費(fèi)仍需50萬(wàn)元/月。究其緣由是地面至井下高差較大，載冷劑為水溶液，地面冷凍水需不斷和井下?lián)Q熱器進(jìn)展熱交換，目前深井降溫系統(tǒng)中常用的熱壓轉(zhuǎn)換設(shè)備有高低壓換冷器、三腔式換熱系統(tǒng)和透平機(jī)能量回收安裝三種， 呵斥電費(fèi)居高不

25、下，為此可開(kāi)展“U型管技術(shù)，充分利用循環(huán)冷凍溶液的勢(shì)能動(dòng)能轉(zhuǎn)換配備，并改換載冷劑，而不僅僅是實(shí)現(xiàn)高、低壓轉(zhuǎn)換的技術(shù)和配備。還需開(kāi)展制冷降溫分析技術(shù)和確定管網(wǎng)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)流速，以減少運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。人工制冷運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用高的因數(shù)還有換熱器不夠高效，致使排熱不暢，呵斥制冷效率下降，因此強(qiáng)化高效換熱技術(shù)、配備也需求開(kāi)展。2.9.2.3高效絕熱管網(wǎng)和監(jiān)測(cè)技術(shù)及配備我國(guó)大部分熱害礦井進(jìn)風(fēng)道路都比較長(zhǎng)，熱害是由多種熱源的共同作用構(gòu)成的。下表所示為典型深熱礦井沿風(fēng)流道路各熱源所占比例。表1 我國(guó)典型深熱礦井熱源分布情況礦井稱號(hào)圍巖散熱機(jī)電散熱緊縮熱運(yùn)輸散熱氧化散熱其它潘三礦40%24%20%8%6%2%潘一礦36.04%

26、27.66%20.85%7.7%6.45%1.3%平五礦-450m程度51%10%14%19%4%平五礦-650m程度72%6%16%4%2%孫村礦51%8%21%10%6%4%永川礦55.85%13.1%14.51%12.06%4.48%從上表可以看出，我國(guó)熱害礦井中，絕大部分熱害都是由地溫引起的，因此研討針對(duì)控制圍巖散熱的技術(shù)對(duì)礦井防治礦井熱害具有重要意義。國(guó)內(nèi)外針對(duì)圍巖散熱曾經(jīng)采取過(guò)向圍巖外表噴涂隔熱資料的方法，在噴涂隔熱資料后的一段時(shí)間內(nèi)有一定的效果，時(shí)間一長(zhǎng)，隔熱資料的作用漸漸減弱直至消逝。這跟隔熱資料的隔熱性能以及巷道半封鎖無(wú)限空間的特性有很大關(guān)系。因此，研制適宜巷道空間、高效廉價(jià)的圍巖隔熱噴涂資料，可節(jié)約大量的礦井熱害防治的本錢(qián)。2.9.2.4高效經(jīng)濟(jì)絕熱新型絕熱資料很多熱害礦井進(jìn)風(fēng)道路都較長(zhǎng)且通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化已達(dá)極限，熱害礦井中的放熱源主要于圍巖散熱，因此可以開(kāi)展高效廉價(jià)的圍巖絕熱噴涂資料，目前的絕熱資料本錢(qián)相對(duì)較高。2.9.2.5開(kāi)