試論煤礦熱害及其防治技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀-全文預(yù)覽
【正文】 冷劑為水溶液，地面冷凍水需不斷和井下?lián)Q熱器進(jìn)行熱交換，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)能量回收裝置三種， 造成電費(fèi)居高不下，為此可發(fā)展“U”型管技術(shù)，充分利用循環(huán)冷凍溶液的勢能——?jiǎng)幽苻D(zhuǎn)換裝備，并更換載冷劑，而不僅僅是實(shí)現(xiàn)高、低壓轉(zhuǎn)換的技術(shù)和裝備。 發(fā)展熱害治理技術(shù)、裝備和材料高溫礦井個(gè)體防護(hù)裝備主要是冰背心，通過國內(nèi)外應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)表明，連續(xù)長期使用會(huì)導(dǎo)致關(guān)節(jié)炎、心臟病等病癥，因此，這種個(gè)體防護(hù)裝備一直都未推廣應(yīng)用開來，我國也只是在平一礦試驗(yàn)用過一段時(shí)間，在其他高溫礦井中未見應(yīng)用。2009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)。2007年，安徽國投新集劉莊礦和德國西瑪格合作安裝兩套制冷設(shè)備，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)行成本200萬元/月。2002年夏，潘三礦1442工作面裝備了一臺(tái)LFJ160礦用移動(dòng)式冷風(fēng)機(jī)組，降溫1～2℃。采用III－JBF－100O型離心式制冷機(jī)，制冷量為1163KW，投資1000萬元。4人工制冷降溫在我國應(yīng)用現(xiàn)狀我國在上世紀(jì)60年代初開始采用局部制冷空調(diào)，如武漢冷凍機(jī)廠研制了JKT－70型礦用移動(dòng)式冷水機(jī)組，制冷量為232KW。1989年，波蘭推出了渦流管式空氣制冷裝置，在掘進(jìn)工作面使用取得了一定的空調(diào)效。南非開發(fā)電真空制冰降溫的主要原因是：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)行成本高。1971年南非己有44個(gè)礦井采用人工制冷降溫。1924年，德國的依本比倫煤礦建立了井下集中制冷降溫系統(tǒng)。 井下集中制冷降溫系統(tǒng)示意圖局部制冷降溫，制冷排熱都在井下進(jìn)行，如現(xiàn)在的移動(dòng)制冷機(jī)制冷、空氣壓縮制冷。根據(jù)工藝的不同可分別應(yīng)用于掘進(jìn)工作面和采煤工作面，、。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)。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)和壓縮空氣制冷降溫技術(shù)。 人工制冷降溫技術(shù)縱觀國內(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應(yīng)用開始迅速發(fā)展，使用越來越廣泛成熟。平頂山礦務(wù)局科研所還開發(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)節(jié)，在平一礦試用了一段時(shí)間。2 選擇合理的開拓開采方式和礦井通風(fēng)系統(tǒng)（1）確定合理的礦井開拓開采方式，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）盡可能縮短進(jìn)風(fēng)路線的長度，以減少圍巖的散熱量；（3）盡量避免煤流與風(fēng)流反向運(yùn)行，以防止煤炭運(yùn)輸放熱和設(shè)備放熱帶入工作面；（4）回采工作面采用下行通風(fēng)，因?yàn)椴捎孟滦型L(fēng)時(shí)，風(fēng)流是從路程較短的上部巷道進(jìn)入工作面，且減少了煤炭放熱的影響。1 增加風(fēng)量理論和實(shí)踐都證明，在一定條件下（如原風(fēng)量較小），增加風(fēng)量是熱害礦井最經(jīng)濟(jì)的治理手段之一，增加風(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，增加舒適感。綜上所述，熱害問題已成為制約煤炭工業(yè)發(fā)展的瓶頸，影響了整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，因此煤礦熱害防治從思想、人才隊(duì)伍建設(shè)和技術(shù)裝備材料等多方面提出較高的要求。機(jī)電設(shè)備的環(huán)境溫度要求：我國礦用一般型機(jī)電設(shè)備的工作環(huán)境溫度為≤40℃；礦用隔爆型機(jī)電設(shè)備的≤45℃。氣溫每增加1℃，礦工勞保醫(yī)療費(fèi)增加8—10%；根據(jù)南非的最新統(tǒng)計(jì)，—℃下工作的工人，表1為南非金礦井下溫度與事故率的關(guān)系。例如，鶴壁六礦回采工作面風(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名礦工中暑倒在工作地點(diǎn)。根據(jù)2001年有關(guān)統(tǒng)計(jì)，我國已有130多對(duì)礦井出現(xiàn)了不同程度的熱害，全國煤礦中采掘工作面氣溫超過30℃的高溫礦井有88座（不含年產(chǎn)量30萬噸/年以下的礦井），其中3032℃的有31座，3235℃的有37座，35℃以上的有20座。德國和俄羅斯的一些煤礦開采深度已達(dá)1400～1500m；南非卡里頓維爾金礦開采深
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