HEMS深井降温系统在张小楼井的应用.pdfVIP

2012年第8期 中州煤炭 总第200期 HEMS深井降温系统在张小楼井的应用 雷晓军 (河南大有能源股份有限公司 千秋煤矿 ，河南 义马 472300) 摘要：为 了抑制深井高温给井下作业人员带来的危害，分析 了对张小楼井下温度特征变化规律， 详细介绍 了 HEMS系统的工作原理、系统的实施及应用效果。实践应用表明：该系统达到了井下降温的 目的，平均 降温6 ～ 9cc，优化 了作业面工作环境 ，其社会效益显著。 关键词 ：深井；降温 ；HEMS系统；矿井涌水 中图分类号：TD727．5 文献标志码 ：B 文章编号：1003～0506(2012)08—0088—03 张小楼井隶属于徐州矿务集 团有限公司庞庄煤 可以看 出，一800m 以深 的岩温基本均高于 34．2 矿 ，距徐州市 区 13km。该井于 1973年建成投产 ， ℃ 。 矿井原 设计 生产 能力 45万 t／a。经过 技术 改造 ， 表 l 井下各地点月平均温度 ℃ 2006年核定生产 能力为 120万 t／a。采用立井 、多 水平开拓 ，现生产水平 一1025m，主要开采山西组7 煤和9煤 。采用走向长壁采煤法开采 ，两综采工作 面组织生产 。 张小楼井井深在 1100m 以上 ，在夏季 ，由于井 下空气湿度大 ，温度过高(井下工作面部分 区域有 29～37℃的热水涌出 ，巷道 内气温在 25—37℃之 间)。工人长时间在此环境中作业 ，体力消耗大 ，平 均劳动效率 比在正常条件下工作时下降30％。尤 其高温环境引起工人的头晕眼花 、精神恍惚 、乏力恶 心等状况 ，对安全生产造成了极大威胁。井下 中暑 现象时有发生 ，经常有工人在井下晕倒。伴随着矿 井开采深度 的增加 ，热害 问题将会越来越严重，为 此 ，治理矿井热害已迫在眉睫。 1 井下温度场特征 张小楼井恒温带深25～30m，温度约 16．7℃， 地温梯度为 2．1c=【／hm，属地温正常 区。由于开采 深度 1100m 以上 ，目前井下最高温度可达 35℃， 局部出现异常热害区，属高温矿井。各个采掘点 的 温度普遍较高 ，湿度较大 ，即使在冬季部分采掘面温 度也超过 了 《煤矿安全规程》的相关规定。 从井底车场到工作面回风巷全年每月平均温度 见表 1。工作面平均温度为 28．6c=【，回风巷平均温 度为 32．1℃，热害情况较为严重 。同时，从表 2中 收稿 日期 ：2012—04—07 作者简介 ：雷晓军 (1985一)，男 ，河南新野人 ，助理工程师 ，2007年 毕业于河南理工大学 ，现从事煤矿机电工作。 · 88 · 2012年第 8期 雷晓军：HEMS深井降温系统在张小楼井的应用 总第200期 热系统到 HEMS．I制冷工作站提取冷量 ，然后利用 2 井下降温方法选择 提取的冷量经 HEMS．II工作站与工作面高温空气 (1)非人工制冷降温方法。该法主要采用加大 进行换热作用 ，降低工作面 的环境温度。整个冷却 矿井通风强度来实现。随着巷道风量 的增加 ，从 围 水系统是闭路循环系统 ，而风循环系统则是开路循 岩及煤体放出的氧化热和其他热源放 出的热量分散 环示意。其工作原理如图1所示 。 到更大空间的空气里 ，从而使巷道 内的温度降低。 然而张小楼井的采掘工作面具有深度大 、距离长、围 岩温度高 、有热水涌出等特点 ，因此 ，加大通风强度 的降温方法不可行。 (2)人工制冷 降温方法。主要有制冰降温 、制 冷气降温、制冷水降温3种形式 ：①制冰降温。主要 是将制冰场制取的冰块运至工作面 ，通过冰水相变 完成热量交换 ，达到降温 目的。但 由于系统能效 比 低 、