矿井降温与热海防治..docx

矿井主要热源分析：井巷围岩传热：围岩原始温度（造成矿井高温的主要原因）是指井巷周围未被通风冷却的原始岩层温度。围岩向井巷传热的途径：: ①借热传导自岩体深处向井巷传热②经裂隙水借对流将热传给井巷。主要以热传导方式将热传给井巷。围岩主要以热传导的方式将热传给巷壁,当岩体向外渗流、喷水时 ,则存在着对流传热。机电设备放热其他热源：比如煤炭与矸石的氧化放热,井下热水放热,炸药爆炸产生的热量,人员散热,扇风机、灯具、水泵的散热等等。矿井湿源：地表湿空气散湿、敞开水面散湿、作业喷雾洒水、人体散湿、其他。我国现有的矿井降温方法：通风降温;加强通风。缺点：耗电量和运行费用增加，需考虑经济风量。风速过大不利于除尘。隔绝热源：隔热物质喷涂岩壁。提前疏干热含水层：由于水的比热非常大,当水在岩石中流动时,会大大增加围岩表面的传热系数。因此在矿井开采前, 通过打钻孔或掘进疏干巷道中的热水 ,能尽可能减少热水涌入作业面,从而减小围岩的传热系数。个体防护：矿工冷却服和冷却帽。人工制冷：加装制冷设备，矿井空调系统。矿井空调系统的基本类型矿井降温技术主要有：井下集中式、地面集中式、井下地面联合集中式、分散式。热害治理措施非人工制冷措施：通风降温：一般增加工作面风量，能改善通风效果，风量过大不利于除尘。通风量的增加，主扇能耗等运行成本相应地增加。此外，受井巷断面的限制，风量的加大造成风速的增通风降温加，粉尘飞扬，作业环境受到负面影响。采取同流通风或下行通风（倾斜煤层），风流方向和运煤方向一致、机电设备都布置在回风侧时，进风侧和采煤工作面减少了煤岩的运输、电机车机电设备的热源。风流从岩温较低的、已被冷却的水平进入工作面，可减少风流在风路上的吸热量。在一般情况下，采用下行通风可使工作面的风温降低 1～2℃。围岩散热：主要采用隔热物质喷涂岩壁，减缓围岩的传热。当井下围岩温度大于 35℃，可使巷道内的温度降低 3～4.5℃，采煤工作面温度降低 2～3℃。围岩散热只能减缓而不能消除，隔热层的作用在一定的时间后消失。机电设备散热：尽量将工作面的辅助设备布置在回风侧；机电硐室建立独立的回风系统；安装辅助风机，局部散热；使用高效率的机电设备等。预冷风流：风流通过一段喷淋巷道，利用巷道的地温水与风流进行热交换，达到降温目的。利用恒温层温度最低的特点，使风流经过岩层温度较低的巷道，风流与围岩进行热交换，达到降温的目的。人工制冷措施矿井空调降温：通过制冷剂从低温冷却剂（水、空气、冰）中不断吸取冷量，再将冷量通过载冷剂（水或者空气）散发到温度较高的作业地点， 从而降低作业区域的环境温度。分类：为空气压缩式制冷、 人工制冰降温式制冷降温和人工制冷水降温。空气压缩式制冷：利用压缩空气作为供冷媒质，直接向采掘工作面喷射制冷。优点：系统简单，应用灵活且运行经济合理，能够有效地解决我国当前矿井集中降温中存在的问题，可用金属或橡胶软管沿工作面布置管路进行喷射制冷，工作面冷量分布合理均匀，降温效果好。缺点：压缩空气的吸热量有限，该技术适用于需冷量不大的小型矿井降温。同时，空气压缩制冷循环相对于人工制冷水降温，制冷系数小，单位制冷量的投资和年运行费用高。人工制冰降温（冰融化潜热降温）：利用制冰机制取粒状冰块，在风力或水力作用下输送至井下的融冰池，然后利用工作面回水进行喷淋融冰，融冰后的冷水以喷雾形式对工作面降温。优点：通过冰与水的直接接触换热，换热效率高，送入空冷器的水量相应减少，减少了水泵的输送能耗。同时克服了高静水压力和冷凝热排放困难等问题。缺点：冰冷却降温技术仍处在试验研究阶段，特别是冰的输送和冰的融化技术目前还不太成熟。人工制冷水降温 人工制冷水降温系统可以分为蒸汽压缩式和蒸发吸收式制冷，以蒸汽压缩式制冷使用最为广泛。蒸汽压缩式制冷是制冷剂（氟利昂、氨、二氧化碳、混合溶液）经压缩机压缩，进入冷凝器中冷凝放热（热量被冷却剂（水或空气）吸收，产生高温冷却水），制冷剂继续通过膨胀阀、毛细管等节流装置调节冷凝器与蒸发器之间的压力以及进入蒸发器中的制冷剂流量， 再进入蒸发器中气化蒸发吸热（冷量被载冷剂（水或者盐水溶液或者乙二醇等有机化合物水溶液）吸收，产生低温冷冻水），高温高压的制冷剂蒸汽最后进入压缩机中完成一个循环。人工制冷水降温系统包括制冷（制冷机组）、输冷（管路）、散冷（空冷器）、排热（冷却塔）4个过程。制冷机组制取低温冷冻水，经水管输送至空冷器，在空冷器散冷得到冷却风流，冷却风流再经风筒输送到工作面对高温高湿空气降温降湿。 经空冷器产生的冷冻回水回流至机组，得到冷却回水，冷却回水通过冷却塔散热装置而排出热量。目前国内外的大部分矿井空调降温系统都采用该形式。 根据制冷站所在位置不同，人工制冷水降温系统又分为井上集中式、井下集中式、井上下联合式和井下分散式局部制冷降温系统 4中类型。