【正文】 產(chǎn)量3000t，風(fēng)量為30m3/s的情況下，同流通風(fēng)與逆流通風(fēng)相比，工作面進(jìn)風(fēng)溫度約低6℃。(9)盡量采用均壓通風(fēng)，根據(jù)國內(nèi)外熱害防治經(jīng)驗(yàn)，均壓通風(fēng)可減少采空區(qū)熱風(fēng)進(jìn)入回采工作面，對(duì)回采工作面能起到一定的降溫作用。(10)礦井在施工和生產(chǎn)過程中，根據(jù)原巖溫度情況，在巷道支護(hù)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(guān)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(jī)械制冷措施難以達(dá)到規(guī)程規(guī)定的要求，需采取機(jī)械制冷措施。三、機(jī)械制冷需冷量計(jì)算通過對(duì)菏澤地區(qū)氣象局的調(diào)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(xiàng)目月份 溫度（℃）(最高)溫度（℃）(最低)溫度（℃）(平均)相對(duì)濕度（%）(最高)相對(duì)濕度（%）(最低)相對(duì)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(shè)計(jì)的基礎(chǔ)資料，是深部巖溫推算的起點(diǎn)，根據(jù)精查地質(zhì)報(bào)告，本區(qū)恒溫帶深度為50～55m ，℃。目前礦井降溫標(biāo)準(zhǔn)有《礦山安全條例》（1982年）第53條規(guī)定“井下采掘作業(yè)地點(diǎn)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(chǎn)礦井采掘工作面空氣溫度不得超過26℃；機(jī)電設(shè)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(jī)電設(shè)備硐室的空氣溫度超過34℃，必須停止作業(yè)”，進(jìn)一步說明中規(guī)定“新建改擴(kuò)建礦井設(shè)計(jì)時(shí)，必須進(jìn)行礦井風(fēng)溫預(yù)測(cè)計(jì)算，超過地點(diǎn)必須有制冷降溫設(shè)計(jì)配齊降溫設(shè)施”；《礦山井巷工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GBJ21390）“井巷工程施工時(shí)，工作面的相對(duì)濕度為90%時(shí)，空氣溫度不得超過28℃，超過時(shí)采取以下措施：…”三部降溫標(biāo)準(zhǔn)有26℃、28℃、30℃三種不同要求。本設(shè)計(jì)暫按《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定26℃的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算井下需冷量。按7月份地面氣象參數(shù)為入風(fēng)參數(shù)，確定采掘工作面空氣冷卻的總冷負(fù)荷為3500kW。四、制冷系統(tǒng)（一）制冷系統(tǒng)方案選擇以制冷機(jī)組的設(shè)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(shè)備設(shè)置于井下。該系統(tǒng)存在的最大技術(shù)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(jià)要高。其次是運(yùn)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(shè)置于地面。制冷系統(tǒng)設(shè)置于地面，其優(yōu)點(diǎn)是施工、運(yùn)行、維修均較方便，且系統(tǒng)運(yùn)行可靠性高，井下設(shè)置換冷機(jī)房，用于冷量的轉(zhuǎn)換，使井下制冷系統(tǒng)安全可靠。該系統(tǒng)最大缺點(diǎn)是冷水輸送管線過長(zhǎng)，冷耗大。根椐資料，德國礦井井下降溫有這樣的經(jīng)驗(yàn)：冷凝散熱量大于3000kW時(shí)，制冷系統(tǒng)應(yīng)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(yīng)采用地面集中式系統(tǒng)，即主要制冷系統(tǒng)設(shè)置于地面。混合系統(tǒng)即將制冷機(jī)房設(shè)在井下，冷凝放熱設(shè)備設(shè)在地面。如果考慮制冷系統(tǒng)引進(jìn)，可以采用該系統(tǒng)。但無論在施工、運(yùn)行、維護(hù)等方面，還是在工程造價(jià)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(fēng)冷系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)與冰冷系統(tǒng):風(fēng)冷系統(tǒng)風(fēng)冷系統(tǒng)向井下輸送的冷媒為冷風(fēng)。風(fēng)冷系統(tǒng)由于空氣比熱小、載冷量低、風(fēng)機(jī)壓頭小、設(shè)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(fēng)冷系統(tǒng)比較載冷量較高，系統(tǒng)運(yùn)行效率較高，但水冷系統(tǒng)的技術(shù)關(guān)鍵在于要求井下?lián)Q冷機(jī)房換冷設(shè)備的承壓能力較高（本工程要求該設(shè)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(shù)上，還是從運(yùn)行管理方面均已趨于成熟，國內(nèi)外應(yīng)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(yùn)行效率高，無高壓系統(tǒng)環(huán)節(jié)。國外南非、國內(nèi)新汶礦業(yè)集團(tuán)已應(yīng)用。綜上所述，本設(shè)計(jì)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(jì)算，礦井需冷量為4000kw?？紤]制冰機(jī)型號(hào)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(chǎng)布置制冷峒室，并設(shè)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(jìn)行散冷，降低工作面溫度，滿足工作面生產(chǎn)要求；對(duì)于輸送至采掘工作面空冷器的冷水經(jīng)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(jī)設(shè)備每套由一套制冷系統(tǒng)、三臺(tái)X60T型片冰機(jī)及一套散熱系統(tǒng)組成，日產(chǎn)片冰180噸。該片冰機(jī)是一個(gè)連續(xù)產(chǎn)冰裝置，主要由蒸發(fā)器雙層圓筒殼體、片冰機(jī)主軸及冰刀、循環(huán)水泵、接水盤組成。制冷系統(tǒng)產(chǎn)生的冷源氟利昂進(jìn)入片冰機(jī)的蒸發(fā)器殼體，循環(huán)水泵將水噴淋到蒸發(fā)器殼體內(nèi)壁上。結(jié)冰過程中氟利昂在殼體內(nèi)蒸發(fā)，吸收內(nèi)表面上水的熱量，水立刻被凍結(jié)成鱗片冰附在筒內(nèi)壁上，長(zhǎng)形冰刀不斷旋轉(zhuǎn)，連續(xù)將冰刮落，并沿出冰口排出。日產(chǎn)冰量為900噸；配備5套日產(chǎn)冰180噸的制冰系統(tǒng)，設(shè)計(jì)工況為25/35℃。（四）控制系統(tǒng)制冰系統(tǒng)的自動(dòng)控制器是帶電子計(jì)算機(jī)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(shè)計(jì)的工業(yè)計(jì)算機(jī)微電腦控制器，適合全自動(dòng)控制和手動(dòng)控制、機(jī)上控制和遠(yuǎn)程控制。該程序控制制冰系統(tǒng)的啟動(dòng)和停止，制冷量的調(diào)節(jié)，監(jiān)視機(jī)組的工況和運(yùn)行，顯示運(yùn)行參數(shù)，記錄故障內(nèi)容及運(yùn)行時(shí)間、進(jìn)行壓縮機(jī)機(jī)組、片冰機(jī)、送冰系統(tǒng)控制的最佳調(diào)配，最有效的節(jié)能，并在出現(xiàn)故障時(shí)發(fā)出警報(bào)或關(guān)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(diǎn)：氟利昂系統(tǒng)安全性能高、無毒無臭、不會(huì)爆炸；氟里昂R22是一種合成制冷劑，在大氣壓下的沸點(diǎn)時(shí)41℃，R22的綜合性能極佳，具有良好的熱力性質(zhì)。如運(yùn)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(xiǎn)等優(yōu)點(diǎn)。R22對(duì)銅配件及電動(dòng)機(jī)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(jīng)濟(jì)；因?yàn)镽22的密度大于氨，用的制冷劑比較少，所以整體結(jié)構(gòu)緊湊，系統(tǒng)較整潔、簡(jiǎn)單，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。（六）片冰機(jī)的選擇選擇15臺(tái)山東新雪礦井降溫科技有限公司X60T型立式內(nèi)刮圓柱狀片冰機(jī)，每臺(tái)制冰量為60噸/天。山東新雪礦井降溫科技有限公司生產(chǎn)的X系列片冰機(jī)是立式內(nèi)刮圓柱狀制冰機(jī)，采用先進(jìn)的全自動(dòng)控制系統(tǒng)，其所有部件設(shè)計(jì)模塊化，易于日常操作、清潔及維護(hù)。（七）輸冰及融冰系統(tǒng)輸冰系統(tǒng)地面制冰機(jī)房?jī)?nèi)片冰機(jī)生產(chǎn)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(shè)兩趟Ф37710管路，下冰管路進(jìn)行保溫，并直接到達(dá)井底。融冰系統(tǒng)在井底附近開一條50～70米長(zhǎng)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(shè)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(zhǎng)，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(shí)，應(yīng)選用流量266 m3/h，揚(yáng)程富裕較大的水泵。三臺(tái)水泵選擇同一型號(hào)，可實(shí)現(xiàn)互為備用。選擇流量：119191 m3/h，揚(yáng)程：292246m，立式清水泵3臺(tái)，其中1臺(tái)備用。型號(hào)：150KSWA9。每臺(tái)水泵電機(jī)功率180kW。根據(jù)傾斜巷道不同地點(diǎn)的垂深選擇供冷水管的壁厚。末端設(shè)備降溫地點(diǎn)分別為1個(gè)采煤工作面，4個(gè)掘進(jìn)工作面。選擇7臺(tái)500 kW的空氣冷卻器，每個(gè)采煤工作面配備3臺(tái)500 kW的空氣冷卻器，每個(gè)掘進(jìn)工作面配備1臺(tái)500 kW的空氣冷卻器。113 / 28