試論煤礦熱害及其防治技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀-文庫(kù)吧在線文庫(kù)
【正文】 ，壓縮空氣制冷降溫技術(shù)。 局部制冷降溫系統(tǒng)布置示意圖3人工制冷降溫國(guó)外應(yīng)用現(xiàn)狀20世紀(jì)20年代初，南非、巴西等國(guó)家的金礦開(kāi)采，已深入到1000m以下，出現(xiàn)了礦井熱害。1975年，除南非金礦外，世界各國(guó)大都是采用局部降溫系統(tǒng)，如原蘇聯(lián)研制成功了礦用移動(dòng)式制冷機(jī)，在煤礦和金屬礦獨(dú)頭掘進(jìn)巷道中得到應(yīng)用。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，總制冷能力為300MW。 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研究所改裝成KKL10渦輪空氣壓縮制冷機(jī)，制冷原理為壓縮空氣對(duì)外膨脹對(duì)外做功制冷。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)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)行成本50萬(wàn)元/月。因此，研制新型的高溫礦井個(gè)體防護(hù)裝備，將在礦井降溫投入上節(jié)約大量人力、物力和財(cái)力。表1 我國(guó)典型深熱礦井熱源分布情況礦井名稱(chēng)圍巖散熱機(jī)電散熱壓縮熱運(yùn)輸散熱氧化散熱其它潘三礦40%24%20%8%6%2%潘一礦%%%%%%平五礦450m水平51%10%14%19%4%平五礦650m水平72%6%16%4%2%孫村礦51%8%21%10%6%4%永川礦%%%%%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，因此研究針對(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。而利用電廠廢熱，瓦斯發(fā)電，實(shí)現(xiàn)熱電冷聯(lián)產(chǎn)，則可降低運(yùn)行費(fèi)用。在充分掌握熱害治理技術(shù)和手段的基礎(chǔ)上，綜合各方面的影響因素和礦井的實(shí)際情況，完成基礎(chǔ)研究、方案選擇、方案設(shè)計(jì)、設(shè)備選型、設(shè)備安裝與調(diào)試、效果考察與經(jīng)濟(jì)分析等一套完整的礦井熱害治理學(xué)科體系。這種形式增加了初期的投資費(fèi)用、運(yùn)行費(fèi)用和管理維護(hù)費(fèi)用。很多熱害礦井進(jìn)風(fēng)路線都較長(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來(lái)自于圍巖散熱，因此可以發(fā)展高效廉價(jià)的圍巖絕熱噴涂材料，目前的絕熱材料成本相對(duì)較高。還需發(fā)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)行費(fèi)用。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、蒸汽壓縮式制冷、吸收制冷與蒸汽壓縮制冷結(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)行；井上井下聯(lián)合，包括井下制冷地面排熱式、井上井下二級(jí)制冷地面排熱式；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；這些方式各有優(yōu)缺點(diǎn)， 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、安全可靠要用高低壓換熱裝置供冷管道長(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)、管理不便聯(lián)合布置減少冷損系統(tǒng)復(fù)雜、設(shè)備分散、不易管理局部式冷量損失小、簡(jiǎn)單設(shè)備分散，排熱困難，不適合該礦壓縮空氣式制冷能力小、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 加強(qiáng)理論實(shí)驗(yàn)研究礦井熱害治理工程設(shè)計(jì)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，涉及地球物理學(xué)、流體力學(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。同年，新集礦210807綜放面裝備了兩臺(tái)德國(guó)LKM290型礦用冷風(fēng)機(jī)組，降溫2℃左右。1964～1975年，在淮南九龍崗礦設(shè)計(jì)了我國(guó)第一個(gè)礦井局部制冷降溫系統(tǒng)。因此，采用真空冰降溫的根本目的是為了避免傳統(tǒng)降溫方法存在的問(wèn)題，但從技術(shù)經(jīng)濟(jì)角度綜合考慮，南非相關(guān)規(guī)程規(guī)定：“礦井采深超過(guò)3660m，生產(chǎn)水平原始巖溫超過(guò)65℃時(shí)才采用冰冷降溫”，美國(guó)ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：“當(dāng)?shù)V井開(kāi)采深度超過(guò)3660m，且水和空氣排熱性能受限時(shí)，可考慮冰冷降溫系統(tǒng)”。1939年，比利
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