試論煤礦熱害及其防治技術應用現(xiàn)狀(完整版)
【正文】 時的Les lie geoi 煤礦地面安裝集中制冷站，制冷量800USRT，服務1000m深采掘工作面降溫，并采用皮爾頓透平機減壓。 采煤工作面降溫工程示意圖2 人工制冷降溫布置方式人工制冷降溫技術根據(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)、井上下聯(lián)合集中制冷降溫系統(tǒng)和井下局部制冷降溫系統(tǒng)。第一類，人工制取冷水降溫技術。試用表明，工人長期穿冰背心3個月，就會出現(xiàn)關節(jié)炎、風濕性心臟病。但增加風量到一定程度時，增風降溫效果就會減弱，同時也受到井巷斷面和通風機能力的各種因數(shù)的制約，有一定的應用范圍。但這并不等于說，只有到了上述限值才會發(fā)生設備故障,如果機電設備長期處在上述限值附近，則機電設備故障率將大增。平煤集團五礦在1996年6～9月份，井下工人每天都有中暑和被熱擊的，礦山救護車基本每天叫，最多的一次，一班有8人中暑。我國煤礦目前的開采深度平均每年以8～12m的速度增加，采深超過1000m的礦井已有數(shù)十對，沈陽采屯煤礦開采深度為1197m、開灤趙各莊礦開采深度為1159m、新汶孫村礦為1059m、北京門頭溝開采深度為1008m、長廣礦開采深度為1000m。據(jù)世界各地的測量資料，全球平均地溫梯度約為3℃/100m。新汶礦業(yè)集團孫村煤礦2002年7～9月份，采煤工作面正常工作時每班有48人，但實際出勤人數(shù)只有5～6人，采煤工作幾乎癱瘓，致使三個月的產(chǎn)量沒有正常時一個月的高。日本通產(chǎn)省的調(diào)查統(tǒng)計表明：機電設備在相對濕度90%以上、氣溫為30—34℃的地點工作時，其事故率比低于30℃。聯(lián)邦德國曾對U型通風的采煤工作面有效溫度與巖層溫度的關系進行探討，得出當巖層溫度達40℃時，工作面有效溫度上升到32℃(聯(lián)邦德國礦內(nèi)熱環(huán)境的允許作業(yè)溫度上限)，巖層溫度每增加1℃，℃”；“巖層溫度超過40℃，就不能采用增加風量降溫措施”。5 其他措施其他的措施如煤層注水預冷煤層、在進風巷道放置冰塊、利用調(diào)熱圈巷道進風等，實踐表面，這些措施的降溫效果皆不理想。（1）蒸汽壓縮式循環(huán)制冷技術，主要是以氟里昂和氨為制冷劑的冷水機組，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)壓縮式制冷機組或氨吸收式制冷機組制取冷水。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)的說法叫熱電冷聯(lián)產(chǎn)）。1951年，德國Neumilhl煤礦在770m水平掘進面安裝小型局部降溫設備，是世界上最早使用局部降溫的國家。我國煤礦目前，乃至今后很長一段時間，開采水平巖溫超過65℃的礦井數(shù)量極少。1982～1987年，新汶礦務局孫村煤礦在－400m水平建立了我國第一個井下集中空調(diào)系統(tǒng)，制冷站制冷能力為326KW，設備選用重慶通用機器廠生產(chǎn)的II－JBF－50O型離心式制冷機，制冷量為581KW，投資600萬元。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多萬元，一期工程日產(chǎn)冰達500噸。為此各種理論仍需要不斷發(fā)展，如精確測量地溫梯度、熱源調(diào)查、采掘面與風流間的對流換熱系數(shù)、螺桿壓縮制冷機型線、供冷排熱理論、熱力參數(shù)科學測定和預測、井田地溫場與地層構(gòu)造、水文地質(zhì)的相互關系等，目前的各種理論仍需繼續(xù)發(fā)展。人工制冷運行費用高的因數(shù)還有換熱器不夠高效，致使排熱不暢，造成制冷效率下降，因此強化高效換熱技術、裝備也需要發(fā)展。目前國內(nèi)外的熱害治理軟件僅是停留在熱力參數(shù)預測方面，國家“七五”攻關“礦井氣溫預測及計算程序研究”的預測結(jié)果和實際相差較大，其原因是是預測模型不夠完善。隨著礦井熱害治理技術日趨成熟，在國內(nèi)外差距越來越小的情況下，自主開發(fā)價格低、性能好的礦井熱害治理設備是一種趨勢。與其他災害治理一樣，礦井熱害治也要綜合治理。目前國內(nèi)外大部分礦井降溫系統(tǒng)都是采用的電能，運行費用非常高。下表所示為典型深熱礦井沿風流路線各熱源所占比例。 發(fā)展熱害治理技術、裝備和材料高溫礦井個體防護裝備主要是冰背心，通過國內(nèi)外應用經(jīng)驗表明，連續(xù)長期使用會導致關節(jié)炎、心臟病等病癥，因
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