【正文】 產量3000t，風量為30m3/s的情況下，同流通風與逆流通風相比，工作面進風溫度約低6℃。(9)盡量采用均壓通風，根據(jù)國內外熱害防治經驗，均壓通風可減少采空區(qū)熱風進入回采工作面，對回采工作面能起到一定的降溫作用。(10)礦井在施工和生產過程中，根據(jù)原巖溫度情況，在巷道支護中可采取隔熱材料，阻止原巖與井下空氣的熱交換。根據(jù)有關資料表明，通過采取以上措施，高溫礦井的環(huán)境溫度可低于原巖溫度10℃左右，甚至更大。本礦井地溫偏高，僅采取以上非機械制冷措施難以達到規(guī)程規(guī)定的要求，需采取機械制冷措施。三、機械制冷需冷量計算通過對菏澤地區(qū)氣象局的調查，近10年的氣象參數(shù)見表561，從表中可以看出，5～9月平均氣溫20℃左右，氣溫偏高。表561 19901999年鄆城縣氣象數(shù)據(jù)項目月份 溫度（℃）(最高)溫度（℃）(最低)溫度（℃）(平均)相對濕度（%）(最高)相對濕度（%）(最低)相對濕度（%）(平均)氣壓（kPa）(最高)氣壓（kPa）(最低)氣壓（kPa）(平均)181602825137559476595796667559784738898298575107762118458128463礦井恒溫帶參數(shù)是礦井降溫工程設計的基礎資料，是深部巖溫推算的起點，根據(jù)精查地質報告，本區(qū)恒溫帶深度為50～55m ，℃。目前礦井降溫標準有《礦山安全條例》（1982年）第53條規(guī)定“井下采掘作業(yè)地點的空氣溫度不得超過28℃”；《煤礦安全規(guī)程》（2004）第102條規(guī)定“生產礦井采掘工作面空氣溫度不得超過26℃；機電設備硐室的空氣溫度不得超過30℃，采掘工作面空氣溫度超過30℃、機電設備硐室的空氣溫度超過34℃，必須停止作業(yè)”，進一步說明中規(guī)定“新建改擴建礦井設計時，必須進行礦井風溫預測計算，超過地點必須有制冷降溫設計配齊降溫設施”；《礦山井巷工程施工及驗收規(guī)范》（GBJ21390）“井巷工程施工時，工作面的相對濕度為90%時，空氣溫度不得超過28℃，超過時采取以下措施：…”三部降溫標準有26℃、28℃、30℃三種不同要求。本設計暫按《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定26℃的標準進行計算井下需冷量。按7月份地面氣象參數(shù)為入風參數(shù)，確定采掘工作面空氣冷卻的總冷負荷為3500kW。四、制冷系統(tǒng)（一）制冷系統(tǒng)方案選擇以制冷機組的設置位置不同，水冷制冷系統(tǒng)可分為地面集中式和井下集中式或其二者的混合系統(tǒng):井下集中式井下集中式系統(tǒng)即為把主要的制冷系統(tǒng)設備設置于井下。該系統(tǒng)存在的最大技術問題是冷凝放熱排放的困難與可靠性較低，并且與地面集中式系統(tǒng)相比，造價要高。其次是運行管理、維修安裝條件等方面均不如地面。因此該方案也不宜采用。地面集中式地面集中式系統(tǒng)即主要制冷系統(tǒng)設置于地面。制冷系統(tǒng)設置于地面，其優(yōu)點是施工、運行、維修均較方便，且系統(tǒng)運行可靠性高，井下設置換冷機房，用于冷量的轉換，使井下制冷系統(tǒng)安全可靠。該系統(tǒng)最大缺點是冷水輸送管線過長，冷耗大。根椐資料，德國礦井井下降溫有這樣的經驗：冷凝散熱量大于3000kW時，制冷系統(tǒng)應采用地面集中式系統(tǒng)。而本工程冷凝散熱量為3500kW。因此，本礦井井下降溫系統(tǒng)，應采用地面集中式系統(tǒng)，即主要制冷系統(tǒng)設置于地面?；旌舷到y(tǒng)即將制冷機房設在井下，冷凝放熱設備設在地面。如果考慮制冷系統(tǒng)引進，可以采用該系統(tǒng)。但無論在施工、運行、維護等方面，還是在工程造價方面，均不如地面集中式系統(tǒng)。以向井下輸送冷媒的種類不同，制冷系統(tǒng)又分為風冷系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)與冰冷系統(tǒng):風冷系統(tǒng)風冷系統(tǒng)向井下輸送的冷媒為冷風。風冷系統(tǒng)由于空氣比熱小、載冷量低、風機壓頭小、設備龐大等原因，在需冷量較大的條件下，一般不宜采用。水冷系統(tǒng)水冷系統(tǒng)向井下輸送的冷媒為低溫冷水。與風冷系統(tǒng)比較載冷量較高，系統(tǒng)運行效率較高，但水冷系統(tǒng)的技術關鍵在于要求井下?lián)Q冷機房換冷設備的承壓能力較高（本工程要求該設備工作壓力為10MPa），及冷水輸送管道的有效保溫。地面集中式水冷系統(tǒng)無論從技術上，還是從運行管理方面均已趨于成熟，國內外應用較多。冰冷系統(tǒng)冰冷系統(tǒng)向井下輸送的冷媒為低溫冷冰。載冷量高于水冷系統(tǒng)，系統(tǒng)運行效率高，無高壓系統(tǒng)環(huán)節(jié)。國外南非、國內新汶礦業(yè)集團已應用。綜上所述，本設計推薦采用地面集中式冰冷系統(tǒng)。（二）降溫工藝流程根據(jù)計算，礦井需冷量為4000kw?？紤]制冰機型號系列（180t冰/24h），制冰中心制冰量取900噸/日。降溫系統(tǒng)工藝流程為：在地面建立制冰中心，主井井筒中安裝兩趟φ377下冰保溫管路，在井底車場布置制冷峒室，并設立融冰池，地面制冰送至融冰池融冰后，供冷泵將池中0～2℃的冰水通過管道輸送至采掘工作面，采用空冷器等多種方式進行散冷，降低工作面溫度，滿足工作面生產要求；對于輸送至采掘工作面空冷器的冷水經閉路循環(huán)管路再返回制冷峒室用于融冰池融冰。其工藝流程詳見下圖。（三） 地面制冰系統(tǒng)在地面建制冰中心，根據(jù)需要配備成套片冰機設備每套由一套制冷系統(tǒng)、三臺X60T型片冰機及一套散熱系統(tǒng)組成，日產片冰180噸。該片冰機是一個連續(xù)產冰裝置，主要由蒸發(fā)器雙層圓筒殼體、片冰機主軸及冰刀、循環(huán)水泵、接水盤組成。制冷系統(tǒng)產生的冷源氟利昂進入片冰機的蒸發(fā)器殼體，循環(huán)水泵將水噴淋到蒸發(fā)器殼體內壁上。結冰過程中氟利昂在殼體內蒸發(fā)，吸收內表面上水的熱量，水立刻被凍結成鱗片冰附在筒內壁上，長形冰刀不斷旋轉，連續(xù)將冰刮落，并沿出冰口排出。日產冰量為900噸；配備5套日產冰180噸的制冰系統(tǒng)，設計工況為25/35℃。（四）控制系統(tǒng)制冰系統(tǒng)的自動控制器是帶電子計算機程序的微電腦控制器。該裝置是專門為控制制冰系統(tǒng)而設計的工業(yè)計算機微電腦控制器，適合全自動控制和手動控制、機上控制和遠程控制。該程序控制制冰系統(tǒng)的啟動和停止，制冷量的調節(jié)，監(jiān)視機組的工況和運行，顯示運行參數(shù)，記錄故障內容及運行時間、進行壓縮機機組、片冰機、送冰系統(tǒng)控制的最佳調配，最有效的節(jié)能，并在出現(xiàn)故障時發(fā)出警報或關閉系統(tǒng)。（五）制冷劑的選擇制冷系統(tǒng)使用氟利昂R22制冷劑，用氟利昂制冷劑比用氨有以下優(yōu)點：氟利昂系統(tǒng)安全性能高、無毒無臭、不會爆炸；氟里昂R22是一種合成制冷劑，在大氣壓下的沸點時41℃，R22的綜合性能極佳，具有良好的熱力性質。如運行壓力適中；等熵指數(shù)低于氨，因此，在相同的壓力下，排氣溫度較氨的低；而且無毒、無可燃性及無爆炸危險等優(yōu)點。R22對銅配件及電動機的耐氟絕緣漆均無腐蝕性。在蒸發(fā)溫度25℃，冷凝溫度35℃的工況下制冷系數(shù)高于氨系統(tǒng)，比較經濟；因為R22的密度大于氨，用的制冷劑比較少，所以整體結構緊湊，系統(tǒng)較整潔、簡單，便于實現(xiàn)自動化控制。（六）片冰機的選擇選擇15臺山東新雪礦井降溫科技有限公司X60T型立式內刮圓柱狀片冰機，每臺制冰量為60噸/天。山東新雪礦井降溫科技有限公司生產的X系列片冰機是立式內刮圓柱狀制冰機，采用先進的全自動控制系統(tǒng)，其所有部件設計模塊化，易于日常操作、清潔及維護。（七）輸冰及融冰系統(tǒng)輸冰系統(tǒng)地面制冰機房內片冰機生產的片冰靠自重下落，通過立井下冰管路將冰輸送至井底新建的制冷峒室。下冰管路布置在山主井井筒中，敷設兩趟Ф37710管路，下冰管路進行保溫，并直接到達井底。融冰系統(tǒng)在井底附近開一條50～70米長的巷道作為布置專用制冷峒室，，配電峒室30米, 。（八）輸冷散冷系統(tǒng)井下輸冷散冷系統(tǒng)為開方式系統(tǒng)，即回水流回融冰池，采區(qū)的防塵用水由于屬于少量用水，可從供冷水管路接出，采掘工作面熱交換器以空冷器為主。輸冷管路布置安裝根據(jù)開拓布置圖和工作面制冷要求敷設輸冷管路。供冷水泵及管徑選擇考慮到今后隨著各采掘工作面延深，輸冷管路逐步增長，管路的沿程損阻力損失和局部阻力損失逐步增大，故選用水泵時，應選用流量266 m3/h，揚程富裕較大的水泵。三臺水泵選擇同一型號，可實現(xiàn)互為備用。選擇流量：119191 m3/h，揚程：292246m，立式清水泵3臺，其中1臺備用。型號：150KSWA9。每臺水泵電機功率180kW。根據(jù)傾斜巷道不同地點的垂深選擇供冷水管的壁厚。末端設備降溫地點分別為1個采煤工作面，4個掘進工作面。選擇7臺500 kW的空氣冷卻器，每個采煤工作面配備3臺500 kW的空氣冷卻器，每個掘進工作面配備1臺500 kW的空氣冷卻器。113 / 28