試論煤礦熱害及其防治技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀(存儲版)
【正文】 替進(jìn)口的高價設(shè)備，減少了初期投資和運(yùn)行成本，但是跟國外成熟的設(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買國外的工藝和設(shè)備，再配套國內(nèi)的設(shè)計和安裝。礦井熱害治理是涉及多學(xué)科多領(lǐng)域的系統(tǒng)工程，依靠單一的手段無法從本質(zhì)上解決礦井的熱害問題，而且投資大、能耗大，造成人力、物力和財力的大量浪費(fèi)；以某一手段為主導(dǎo)，綜合其它技術(shù)和措施往往會收到很好的效果，我國礦井降溫實(shí)踐也證明了這點(diǎn)。另外地?zé)?、廢熱水、低濃度瓦斯發(fā)電或燃燒等等，都可以作為動力來源，還可開發(fā)新型能源，如太陽能、風(fēng)能等。國內(nèi)外針對圍巖散熱曾經(jīng)采取過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間內(nèi)有一定的效果，時間一長，隔熱材料的作用漸漸減弱直至消失。安徽劉莊礦引進(jìn)德國制冷設(shè)備建立的集中制冷系統(tǒng)，月運(yùn)行費(fèi)用200萬元。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。1992～1995年，山東新汶礦務(wù)局建立了我國第一個礦井地面集中制冷降溫系統(tǒng)，引進(jìn)美國設(shè)備，設(shè)計制冷能力為5600KW，當(dāng)時可算是亞洲最大的礦井制冷降溫系統(tǒng)，投資2300萬元。目前，南非、德國、英國、加拿大等國家，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。1975年以后，各國礦井降溫工作的發(fā)展異常迅速，在德國、俄羅斯、烏克蘭、英國、比利時以及印度等國建立了近百個大型礦井制冷降溫系統(tǒng)。1912年，南非最早系統(tǒng)研究了礦井風(fēng)流熱力學(xué)規(guī)律。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形式。我國自80年代采用機(jī)械制冷來治理熱害，經(jīng)過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)國家水平，技術(shù)上與發(fā)達(dá)國家還有一定的差距。4個體防護(hù) 對于個別氣候條件惡劣的地點(diǎn)，由于經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上的原因，不能采取其他降溫措施時，可對礦工采取個體防護(hù)，穿戴輕便的冷卻背心或冷卻帽?？v觀國內(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)。 熱害對機(jī)電設(shè)備的危害礦井里任何機(jī)電設(shè)備、電纜均是通過與環(huán)境的對流來散發(fā)本身所產(chǎn)生的熱量，其工作環(huán)境溫度、濕度超過規(guī)定的限值或長期處在限值附近時，必將導(dǎo)致設(shè)備散熱困難，以致發(fā)生設(shè)備故障。綜上，礦井熱害問題越來越嚴(yán)重，已成為與礦井瓦斯、火、粉塵、礦壓、水并列的六大災(zāi)害之一，熱害已嚴(yán)重了影響井下作業(yè)人員的身體健康、工作效率和礦山經(jīng)濟(jì)效益，甚至影響整個國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。 煤礦熱害現(xiàn)狀隨著社會的發(fā)展和煤炭資源需求的日益增加，煤炭產(chǎn)量日益增大，淺部煤炭資源越來越少，世界各主要采煤國家相繼進(jìn)入深部開采。按我國行政區(qū)域劃分：華中地區(qū)有18座，其中以平頂山、豐城和許昌為代表；華東地區(qū)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）、邢臺、大同、開灤、鐵法、北票、撫順、遼源和雞西為代表；其它地區(qū)（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，西北的新疆地區(qū)煤礦也存在礦井高溫?zé)岷栴}。表1 井下溫度與事故率的關(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)境使工人的身體和工作能力受到極大的傷害，同時這種精神狀態(tài)成為誘發(fā)事故的原因。國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，但是迅速發(fā)展并廣泛應(yīng)用是在20世紀(jì)70年代以后，我國開展礦井降溫技術(shù)研究也近50年。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材料，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。美國、德國、南非、印度、波蘭、俄羅斯和澳大利亞等國家多采用該項(xiàng)技術(shù)。 制冰降溫系統(tǒng)工藝流程示意圖第三類
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