試論煤礦熱害及其防治技術應用現狀(編輯修改稿)
2025-08-23 12:10 本頁面
【文章內容簡介】 、。 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制冷站的布置方式可分為地面集中制冷降溫系統、井下集中制冷降溫系統、井上下聯合集中制冷降溫系統和井下局部制冷降溫系統。地面集中制冷系統，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合的方式（傳統的說法叫熱電冷聯產）。 地面集中制冷降溫系統井下集中制冷降溫系統，制冷和排熱都在井下進行。 井下集中制冷降溫系統示意圖局部制冷降溫，制冷排熱都在井下進行，如現在的移動制冷機制冷、空氣壓縮制冷。 局部制冷降溫系統布置示意圖3人工制冷降溫國外應用現狀20世紀20年代初，南非、巴西等國家的金礦開采，已深入到1000m以下，出現了礦井熱害。1912年，南非最早系統研究了礦井風流熱力學規(guī)律。1920年巴西的莫勞約里赫金礦在地面安裝了第一臺制冷量為1768KW的氨制冷機，建立了世界上第一個礦井空調系統。1924年，德國的依本比倫煤礦建立了井下集中制冷降溫系統。1939年，比利時的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。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。世界上開采深度最大、降溫系統規(guī)模最大的當屬南非金礦。1971年南非己有44個礦井采用人工制冷降溫。1975年，除南非金礦外，世界各國大都是采用局部降溫系統，如原蘇聯研制成功了礦用移動式制冷機，在煤礦和金屬礦獨頭掘進巷道中得到應用。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。1986年南非的Anglogold’s Mponeng 金礦，該礦開采深度3000m以上，總裝機制冰量8800t/d，制冷量為24MW，采用以色列產真空制冰機制取顆粒狀冰，形成了完整的制冰、水平輸冰、垂直輸冰、井下融冰工藝，為世界各國借鑒冰降溫起到了決定性作用。南非開發(fā)電真空制冰降溫的主要原因是：井深大，熱害嚴重，傳統的井下集中制冷規(guī)模受限；采用地面集中降溫時，井下熱壓轉換設備技術要求高、投資大；采用電制片冰降溫時，冰堵嚴重、能耗大、投資大、運行成本高。因此，采用真空冰降溫的根本目的是為了避免傳統降溫方法存在的問題，但從技術經濟角度綜合考慮，南非相關規(guī)程規(guī)定：“礦井采深超過3660m，生產水平原始巖溫超過65℃時才采用冰冷降溫”，美國ASHRAE標準規(guī)定：“當礦井開采深度超過3660m，且水和空氣排熱性能受限時，可考慮冰冷降溫系統”。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℃的礦井數量極少。1989年，南非一金礦建成壓縮空氣制冷空調系統，管道輸送被壓縮成液態(tài)的空氣至井下，經膨脹后與工作面風流摻混，實現對工作面風流的冷卻。1989年，波蘭推出了渦流管式空氣制冷裝置，在掘進工作面使用取得了一定的空調效。德國截至1990年全國煤礦32座礦井就有27對采用了機械降溫，總制冷能力為300MW。目前，南非、德國、英國、加拿大等國家，在制冷裝置和熱交換設備的容量、安裝地點的選擇、設備選型和提高設備制冷效率等方面的研究較多。美國是世界上礦井降溫專利、專著最多的國家。4人工制冷降溫在我國應用現狀我國在上世紀60年代初開始采用局部制冷空調，如武漢冷凍機廠研制了JKT－70型礦用移動式冷水機組，制冷量為232KW。1964～1975年，在淮南九龍崗礦設計了我國第一個礦井局部制冷降溫系統。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系統，制冷站制冷能力為326KW，設備選用重慶通用機器廠生產的II－JBF－50O型離心式制冷機，制冷量為581KW，投資600萬元。1986~1991年，平頂山八礦建立了我國第二個井下集中空調系統，制冷站制冷能力為4652KW。采用III－JBF－100O型離心式制冷機，制冷量為1163KW，投資1000萬
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