試論煤礦熱害及其防治技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀(文件)
【正文】 工采取個(gè)體防護(hù)，穿戴輕便的冷卻背心或冷卻帽。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)踐表面，這些措施的降溫效果皆不理想。我國(guó)自80年代采用機(jī)械制冷來(lái)治理熱害，經(jīng)過(guò)90年代的發(fā)展，到21世紀(jì)已經(jīng)在規(guī)模上達(dá)到發(fā)達(dá)國(guó)家水平，技術(shù)上與發(fā)達(dá)國(guó)家還有一定的差距。（1）蒸汽壓縮式循環(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，；（2）以熱電站為熱源的溴化鋰制冷，再串聯(lián)壓縮式制冷機(jī)組或氨吸收式制冷機(jī)組制取冷水。又有渦輪式空氣制冷、變?nèi)菔娇諝庵评洹u流管式空氣制冷和壓氣引射器制冷等形式。地面集中制冷系統(tǒng)，包括制冰、吸收式制冷、蒸汽壓縮式制冷、吸收制冷與蒸汽壓縮制冷結(jié)合的方式（傳統(tǒng)的說(shuō)法叫熱電冷聯(lián)產(chǎn)）。1912年，南非最早系統(tǒng)研究了礦井風(fēng)流熱力學(xué)規(guī)律。1951年，德國(guó)Neumilhl煤礦在770m水平掘進(jìn)面安裝小型局部降溫設(shè)備，是世界上最早使用局部降溫的國(guó)家。1975年以后，各國(guó)礦井降溫工作的發(fā)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)。我國(guó)煤礦目前，乃至今后很長(zhǎng)一段時(shí)間，開(kāi)采水平巖溫超過(guò)65℃的礦井?dāng)?shù)量極少。目前，南非、德國(guó)、英國(guó)、加拿大等國(guó)家，在制冷裝置和熱交換設(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究較多。1982～1987年，新汶礦務(wù)局孫村煤礦在－400m水平建立了我國(guó)第一個(gè)井下集中空調(diào)系統(tǒng)，制冷站制冷能力為326KW，設(shè)備選用重慶通用機(jī)器廠生產(chǎn)的II－JBF－50O型離心式制冷機(jī)，制冷量為581KW，投資600萬(wàn)元。1992～1995年，山東新汶礦務(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)制冷能力為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。2004年6月15日，新汶孫村礦建立冰冷低溫輻射降溫礦井空調(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。2008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。為此各種理論仍需要不斷發(fā)展，如精確測(cè)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)、螺桿壓縮制冷機(jī)型線、供冷排熱理論、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，目前的各種理論仍需繼續(xù)發(fā)展。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)行費(fèi)用200萬(wàn)元。人工制冷運(yùn)行費(fèi)用高的因數(shù)還有換熱器不夠高效，致使排熱不暢，造成制冷效率下降，因此強(qiáng)化高效換熱技術(shù)、裝備也需要發(fā)展。國(guó)內(nèi)外針對(duì)圍巖散熱曾經(jīng)采取過(guò)向圍巖表面噴涂隔熱材料的方法，在噴涂隔熱材料后的一段時(shí)間內(nèi)有一定的效果，時(shí)間一長(zhǎng)，隔熱材料的作用漸漸減弱直至消失。目前國(guó)內(nèi)外的熱害治理軟件僅是停留在熱力參數(shù)預(yù)測(cè)方面，國(guó)家“七五”攻關(guān)“礦井氣溫預(yù)測(cè)及計(jì)算程序研究”的預(yù)測(cè)結(jié)果和實(shí)際相差較大，其原因是是預(yù)測(cè)模型不夠完善。另外地?zé)帷U熱水、低濃度瓦斯發(fā)電或燃燒等等，都可以作為動(dòng)力來(lái)源，還可開(kāi)發(fā)新型能源，如太陽(yáng)能、風(fēng)能等。隨著礦井熱害治理技術(shù)日趨成熟，在國(guó)內(nèi)外差距越來(lái)越小的情況下，自主開(kāi)發(fā)價(jià)格低、性能好的礦井熱害治理設(shè)備是一種趨勢(shì)。礦井熱害治理是涉及多學(xué)科多領(lǐng)域的系統(tǒng)工程，依靠單一的手段無(wú)法從本質(zhì)上解決礦井的熱害問(wèn)題，而且投資大、能耗大，造成人力、物力和財(cái)力的大量浪費(fèi)；以某一手段為主導(dǎo)，綜合其它技術(shù)和措施往往會(huì)收到很好的效果，我國(guó)礦井降溫實(shí)踐也證明了這點(diǎn)。與其他災(zāi)害治理一樣，礦井熱害治也要綜合治理。這種形式用國(guó)內(nèi)低價(jià)的設(shè)備代替進(jìn)口的高價(jià)設(shè)備，減少了初期投資和運(yùn)行成本，但是跟國(guó)外成熟的設(shè)備相比，性能和可靠性要差些，需要不斷的完善和改進(jìn)；另一種趨向是直接購(gòu)買(mǎi)國(guó)外的工藝和設(shè)備，再配套國(guó)內(nèi)的設(shè)計(jì)和安裝。目前國(guó)內(nèi)外大部分礦井降溫系統(tǒng)都是采用的電能，運(yùn)行費(fèi)用非常高。因此，研制適合巷道空間、高效廉價(jià)的圍巖隔熱噴涂材料，可節(jié)約大量的礦井熱害防治的成本。下表所示為典型深熱礦井沿風(fēng)流路線各熱源所占比例。究其原因是地面至井下高差較大，載
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