深地矿井局部制冷降温装备研发

随着矿业开发的不断推进,深地资源开发是未来矿业行业发展的大势所趋,"三高一扰动"是深地资源开采面临的三大难题。目前我国矿井开采超过千米的深井正在逐年增加,井下高温问题逐步显现,就现阶段国内矿山全面开展通风降温尚不成熟的情况下,为解决深井局部热源的降温问题,对局部热源研制局部制冷降温设备迫在眉睫。分析了矿井制冷降温系统的基本组成构架;结合局部通风方案,计算新风热负荷和设备散热确定系统制冷量,并在此基础上进行了制冷系统主要设备选型。该设备在某千米深井铁矿井下胶带驱动站实施后,硐室内干球温度下降6.2℃,与硐室串联的胶带干球温度降低5.5℃,工人体感温度明显降低,现场作业环境有效改善,研发的该套系统对于深井矿山在开拓期间通风困难的矿井具有一定的推广意义。     

深井矿山局部制冷降温技术研究

针对某千米深井金属矿山胶带转载硐室面临的高温高湿作业环境导致劳动效率低下、人员中暑时有发生和设备故障频发等问题,开展矿山高温硐室制冷降温技术研究。分析硐室热害形成因素,计算各因素放热量,并对高热害硐室通风降温进行多方案分析论证,确立采用水冷制冷机组制冷降温方案进行设计和现场实施。现场实施效果表明:水冷制冷机组降温方案将硐室内空气干球温度由34.1℃降至27.9℃,降温幅度达到6.2℃,体感温度和相对湿度明显降低。     

某矿井掘进巷道局部制冷降温系统研究

随着矿山开采深度的不断增加,矿井高温热害日趋严重,采用矿井通风系统无法从根本上解决热害问题.以某矿山深部掘进巷道工程热环境为研究对象,分析掘进巷道热源、矿井局部制冷降温原理,在此基础上研发出适合井下现场开拓掘进作业的局部制冷降温系统,并在该矿山-1000 m中段采掘工作面开展现场应用.结果表明:作业面的温度快速下降,降...     

胶带斜井在金属矿山及深井开拓中的应用和探讨

介绍了在大红山铁矿等矿山大高度胶带斜井开拓的成功应用经验、胶带运输近年来的进展情况。分析了胶带斜井开拓的技术特点,研究了在深井开拓中与箕斗竖井的比较,探讨了合适的应用范围、存在问题和解决措施。     

赵楼煤矿高温热害防治研究与实践

结合兖州赵楼煤矿高温热害防治研究与实践,对开拓、掘进、回采工作面热源状况进行分析,从矿井建设到投产不同阶段的高温热害防治措施进行研究。研究表明,赵楼煤矿开拓及掘进工作面以围岩散热为主,采煤工作面以机电设备及热水散热为主;赵楼煤矿从矿井设计、降温设备、管理措施、个人防护等多方面综合考虑,采取矿井分区通风、机械降温、工作面采用下行通风、缩减职工作业时间、补充盐水等方法对矿井建设到矿井投产的高温热害进行全过程、全方位的综合防治,其中在矿井建设时期、矿井建设过渡时期采用“地面制冷站-井口风室喷水冷风制备-井下通风工作面降温/矿井通风系统井下降温”制冷工艺,矿井投产后采取在井底车场设置制冷硐室进行井下集中制冷,均取得良好的降温效果。     

高温深井矿山独头掘进巷道通风降温机理研究

针对高温深井矿山独头掘进作业温度高、通风难等问题,以海南山金抱伦金矿为原型,基于气固两相流理论,采用三维流体仿真软件模拟深井井下高温环境,根据不同通风参数下主运巷及独头巷道的温度场、速度场分布特征,研究风温、风速及岩温等对气流分布、温度分布特征影响规律。结果表明:独头巷道有效通风临界距离为7 m,巷道交接处会产生“8”字型涡流,涡流交错处断面平均温度达到最低值,超过7 m,需要采取局部通风措施改善作业环境;采用制冷设备进行降温时,制冷装置距离掘进作业点距离小于30 m,入口通风温度为20～25℃时较为适宜;对于高热巷道围岩覆盖一定厚度的保温材料,减少岩壁向气流中散热,可以有效降低巷道空气温度。研究结论可为高温深井矿山通风系统设计、局部制冷降温设计提供理论支撑。     

金属矿山深井人工制冷降温系统模式分析

深井金属矿山的逐渐增多,高温高湿热害矿井日益增加,且采用加大通风量的通风方式难以解决深部高温热害问题,人工制冷降温成为了深部矿井开采的必然选择。然而,目前深井金属矿山人工制冷降温系统工程甚少,这不仅与人工制冷降温系统本身的复杂性、投资及运行成本、维护管理有关,而且受各矿地温地热、水文地质、采矿方法、专业人才储备等多因素影响。首先分析了矿井人工制冷降温冷负荷这一最基础数据计算特点及难点,然后主要从制冷机组布置形式、热量排放途径以及井下通风、涌水水量水温水质等外部条件提出了6种人工制冷降温模式,分析了各降温模式特点及适用条件。研究得出:矿井回风排放冷凝热模式受通风系统影响大,矿井低温涌水排放冷凝热受矿山涌水量、水温、水质、水文水质条件影响大,水温宜≤30℃。实例计算说明:采用"进出口空气焓差"计算冷负荷,计算简单,适合于工程设计中采用。该研究有利于提高矿山设计院、设备厂家及矿山生产企业对矿井人工制冷降温系统的宏观认识。     

深井高温矿山通风与降温技术研究动态

深井矿山开采存在三大问题，其中之一是通风与降温技术。这里就其涉及的七个主要方面进行简要概括，它们是通风系统优化，井下气候条件预测、加在风量通风、循环通风、个体防护、局部降温、集中制冷。     

高温深井降温技术

随着矿井开采深度的增加,矿井高温热害问题会越来越严重。简要概括了深井降温技术,涉及了通风降温、集中制冷、局部降温、个体防护等方面。     

深井大规模矿山通风制冷有效性研究

随着矿山开采规模的加大和矿井深度的加深,井下热害问题越来越突显,加大风量具有较好的降温作用,然而加大风量受许多条件的制约。在对深井大规模矿山通风特点分析的基础上,从经济断面对风量的确定、增大风量对终端风温的影响、通风制冷能力以及无人工制冷开采极限深度的确定等方面对深井大规模矿山通风制冷的有效性进行研究,以期指导深井矿山的热害防治工作。     

永川煤矿高温热害防治技术研究与实践

针对永川煤矿-500 m水平开拓期间掘进工作面产生的高温热害现象,采用局部冷水降温系统,利用矿井涌水和回风综合排热,使掘进工作面附近100 m范围内干球温度平均降低5.6℃,湿球温度平均降低8.5℃,相对湿度平均降低20%。现场实测发现,降温后掘进工作面干球温度与风筒出口干球温度近似为线性关系,与空冷器后风筒内干球温度在一定范围内近似呈二次抛物线关系。此外,掘进工作面附近干湿球温度差值较大,最大可达5～7℃。风流在回头过程中湿交换较大,易形成放大的＂回头热＂现象。     

羊场湾煤矿二号井井下局部降温技术的研究与应用

为解决围岩地热温增和机电设备散热等因素造成的矿井内部温度、湿度过大问题,羊场湾煤矿二号井通过热害治理工作,对不同垂深岩层地温以及工作面内部因机电设备散热的温湿变化进行测定,根据热害特点提出局部降温技术进行治理。现场应用表明局部降温技术能够对羊场湾煤矿二号井起到良好的热害治理效果。     

局部降温系统在深井掘进中的应用

针对热害矿井井下热环境参数和煤岩温度,分析了矿井热害形成原因。根据矿井具体条件提出了适合济宁三号煤矿的掘进工作面热害治理方案。利用局部降温系统制取低温冷水,降低风流温度,介绍了系统工作原理、布置流程及其运行情况,并对深井降温效果进行了分析。结果表明,掘进迎头温度降低5～7℃,掘进巷道最高温度控制在30℃。局部降温系统可以有效缓解局部地点热害状况,改善井下作业环境。     

基于井筒低温淋水的矿井降温技术研究

分析了中平能化五矿热害的热源情况,利用五矿风井中低温淋水设计了降温系统,即制冷机组制取低温冷冻水,通过输冷管道向采煤工作面运输巷输送,由安装在运输巷中的空冷器对风流进行冷却,回水重新回入制冷机组进行制冷循环,制冷产生的冷凝热利用北山井筒低温淋水排放,有效解决了井下冷凝热排放困难的技术难题。为避免长采煤工作面降温"下冷上热"现象,采用低温淋水喷淋降温后,现场测试表明,喷淋未开时采煤工作面上出口降温幅度为2.8℃,喷淋开时采煤工作面上出口降温幅度为4.8℃,采煤工作面温度平均降低4℃,空气中含湿量下降6 g/kg左右,保障了热害矿井的安全生产。     

河西金矿深部热环境调查与分析

随着开采深度的不断增加，地下岩层温度显著升高，恶化了井下深部作业环境，使得采矿工程活动受到了矿井热害的影响。通过对河西金矿的热湿环境及地温条件现场调查，在河西金矿不同中段采集分析了风温（干湿球）、湿度、风速等相关数据；利用深孔测温法，量测了不同中段地温，绘制了地温梯度回归曲线，计算出平均地温梯度；实验测定了矿岩平均导热系数，计算了深部各水平中段的井下热源放热量，并确定了井下热源最大放热量，为河西金矿深部降温需风量的计算提供了数据支持和重要参考，为深部矿井的相关现场调查分析和数据应用处理提供了案例借鉴。     

顾桥矿高温风流致热源分析及防治措施

针对深井开采时的风流高温问题,对具有代表性的顾桥煤矿高温致热源进行了全方位的分析。提出了相关的高温防治措施,有开采技术措施以及分区集中制冷、冷凝热地面排放降温系统,对该降温系统进行了详细的介绍,对比分析了降温措施取得的效果。结果表明,采取降温措施可降低井下局部区域风流温度4～5℃,改善了工作环境,提高了工作效率,降低了事故的发生率,保障了煤矿的安全生产。     

机械压缩式集中制冰降温技术在煤矿的应用

通过井下实测矿井热力学参数和矿井预测深部岩温,分析了矿井地热灾害产生的原因,提出了适合泉店煤矿的热害治理方案。实施降温方案后,采煤工作面最高温度下降了7℃～8℃,掘进工作面最高温度下降了8.8℃,相对湿度由98%下降到80%左右,中央泵房降温8℃～10℃,降低了煤矿井下工作面温度,改善了工人作业环境。     

基于热管输热的矿井地热危害控制试验研究

我国矿山资源需求增大,矿井开采深度不断加深,井下地热危害日趋严重,影响了矿井安全生产。针对现有热害控制技术存在深层矿井工作面降温效果不明显,无法有效控制井下热害的问题,利用热管的高效传热特性,建立了采用动力型热管的热害控制系统并搭建了试验平台,用以模拟井下热源环境以及系统热量、冷量传递输运过程。结合矿井实际环境,测试分析了动力型分离式热管降温系统换热的影响因素。结果表明:在蒸发器和冷凝器迎风风温36.5℃和18℃、冷凝器风速3 m/s、溶液泵频率20 Hz、充液率51%的条件下,蒸发器的吸热量随着风量的增加而升高;在蒸发器迎风风温42.8℃、风速2 m/s、冷凝器风温18.8℃、风速3 m/s、溶液泵频率20 Hz的条件下,最佳充液率取值区间为51%~60%;蒸发器各参数不变,当冷凝器迎风温度为16.5℃、风速为2.5 m/s、充液率为67%时,换热量随着溶液泵频率的增加先升高后稳定不变;两换热器距离为4~10 m时,温度和风速变化对系统换热效率影响很小。研究结果反映出动力型分离式热管降温系统可有效改善深井工作环境,使井下高温热害得到有效控制。     

昆钢大红山铁矿土地复垦植被重建

昆钢大红山铁矿开采至今,对矿区范围内生态环境造成了破坏,为保证矿山生态环境可持续发展和矿山生产可持续发展,大红山铁矿对矿山范围内土地进行了复垦。主要通过分析大红山铁矿目前对矿山范围内不同地貌类型、不同海拔的生态环境造成的破坏,将矿山不同地形对应的不同气候条件进行分类,对不同地形地貌和不同植被体系采取相应的土地复垦措施和生物配置方法来进行植被的重建。针对边坡、平台等地貌给出建设苗圃、有林地、条播乔灌草混交林、撒播灌草混交林、爬藤等方法,使占地面积为83.11 hm2的废石场土地复垦率达99.80%,以求达到最大的社会、生态、经济效益,并结合国内外矿山生态环境恢复治理的经验,给出了矿山生态环境保护、恢复的建议。