张双楼煤矿深井热害控制及其资源化利用技术应用

随着开采深度的增加,越来越多的矿井面临高温热害,热害作为地热能的一种形式可以有效利用。以张双楼煤矿为例,通过现场试验,进行热害资源化利用技术研究。认为矿井涌水丰富的矿井可以充分利用矿井涌水作为井下降温系统冷源;同时,以矿井涌水为冷媒,通过矿井排水系统输送井下热能至地面,在地面建立热能综合利用系统进行工业广场建筑物、井口防冻和洗浴供热;张双楼煤矿实施热害资源化利用技术后,井下工作面空气温度降低了7 ℃,工作面空气含湿量降低了13.62 g/kg,同时取代地面燃煤锅炉后,年节省燃煤11 790 t,减排二氧化碳31 122 t。     

永川煤矿-500m水平高温热害治理分析

永川煤矿初期采用局部制冷降温系统,利用矿井涌水和回风综合排热,较好地解决了-500 m水平开拓掘进工作面存在的高温热害问题。在此基础上,借鉴国内外其他矿井的降温经验,针对-500m水平深部开采时采掘工作面热害防治问题,提出了8个方案,并从技术经济上进行了比较分析,得出建立进风立井,同时建立相配套的井下制冷降温系统适合永川煤矿的具体条件,可为矿井下一步的热害防治工作提供参考。     

ZLF-450制冷机组在麦垛山矿采煤工作面降温中的应用

针对麦垛山矿采掘工作面严重热害问题,在分析了国内外矿井降温技术的基础上,提出了基于ZLF-450机组的局部矿井降温技术方法.根据矿井热负荷需求,在实施过程中,采用机组3用1备的串、并联运行模式,冷凝器散热通过设置在回风巷道冷却器进行喷淋排热.通过测试,工作面平均干球温度由31℃ 降低到27.5℃,平均降低了3.5℃,相对湿度平均降低了10％,平均等效温度降低到26℃ 以下.在实际运行过程中,降温效果良好,可为同类矿井降温技术提供参考.     

孟巴矿建设中的降温技术研究

孟加拉国巴拉普库利亚煤矿是孟加拉国历史上第一座大型现代化煤矿,该煤矿是国内和国际上都罕见的高温矿井,水患也非常严重,井下实测最高水温是53℃,最高岩温是50℃.简要叙述了中煤公司在该煤矿热害治理中采取以机械制冷降温为主,综合制冷为辅的降温措施,用工作面移动式制冷机分散制冷降温的方案,效果明显,与大家共同探讨.     

孟巴矿建设中的降温技术研究

孟加拉国巴拉普库利亚煤矿是孟加拉国历史上第一座大型现代化煤矿,该煤矿是国内和国际上都罕见的高温矿井,水患也非常严重,井下实测最高水温是53℃,最高岩温是50℃。简要叙述了中煤公司在该煤矿热害治理中采取以机械制冷降温为主,综合制冷为辅的降温措施,用工作面移动式制冷机分散制冷降温的方案,效果明显,与大家共同探讨。     

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。     

核桃峪煤矿井下集中降温系统的设计研究

基于核桃峪煤矿井下热害严重且涌水量多的特点,设计一种利用矿井涌水作冷却水源的井下集中降温系统,运用数值模拟对降温效果进行预测研究。研究结果表明,项目实施前期使用该系统可减少地面冷却站的投资使用,实现矿井涌水的变害为利;机械降温后风流可将采煤工作面的气象条件控制在26℃以下,降温效果良好。研究结果对核桃峪煤矿安全、高效开采具有重要的应用价值和指导意义。     

采空区低温蓄水降温技术

针对济宁二号煤矿热害较为严重的问题,提出利用十一采采空区低温冷水,结合空冷器对矿井进行降温的方法,以此实现冷却水的井下循环,同时避免了矿井供水、排水的紧张局面。运行局部降温系统之后,测试和对比分析了降温前后工作面风流热力参数。结果表明,降温后工作面平均干球温度降低了2.2℃,平均湿球温度降低了2.6℃,取得了较好的应用效果。     

井下集中式降温系统设计新思路

针对济宁二号煤矿热害状况和矿井实际条件,提出区域集中式冷水降温系统设计思路。利用制冷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、布置流程及冷凝热排放方案,并对冷凝热排放方案进行了比较分析,选择间接使用矿井涌水作为冷却水方式。     

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。     

阳城煤矿井下热害治理技术研究及应用

为了解决阳城煤矿-920m水平深部掘进工作面的高温热害问题,采取以增加风量等非人工降温措施为辅,人工制冷的局部水冷降温系统为主的综合降温措施;并根据矿井的实际情况,采用矿井回风和涌水的综合排热方式,确保了降温系统的连续可靠运行。降温后,掘进工作面100m范围内干球温度平均降幅度为5.6℃,相对湿度平均降幅为20%,工作环境得到明显改善。     

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。     

深部矿井高温热害防治研究与工程应用

以山东霄云煤矿井下热害防治研究与工程实践为例,理论计算了该矿冷负荷量,根据需冷量及矿井概况进行井下集中降温工艺设计,最后通过降温系统实施,成功给井下高温热害工作面降温除湿。检测结果表明:工作面降温前干球温度31℃～35℃,降温后干球温度24℃～26℃,降温幅度7℃～9℃,大大改善了井下工作面环境,热害防治效果明显,且降温系统运行稳定,具有推广价值。     

局部降温技术在高温回采工作面的应用

为了有效解决深井开采中出现的高温热害问题,为井下作业人员提供舒适的作业环境,在对济宁三号煤矿热害现状调研的基础上,采用分区段法计算得出工作面热源分布情况,提出采用局部降温系统对回采工作面降温的措施。局部降温系统由制冷主机、蒸发器、冷却系统三部分组成。对降温前后工作面风流热力参数进行了测试和对比分析,结果表明,降温后工作面平均干球温度降低了3.0℃,平均湿球温度降低了3.6℃,取得了较好的降温效果。     

综采工作面水冷式降温换热器研究

热害问题在煤矿生产中不可忽视,采取有效合理的降温措施,是保证安全生产,提高煤矿效益的关键。设计研究了一套水冷式降温换热器,利用井下供水管路中的低温水来实现降温,在高温回采工作面使用,将温度控制在26℃以下,保证了采面回采期间的安全生产。     

高温矿井热源分析与制冷降温技术应用

针对潘三矿西翼工作面风温异常的状况,进行了西翼热力状况测试,分析了风流温升热湿、源的分布和热源散热情况。根据矿井受异常地温,季节性高温高湿进风影响的具体状况,针对西翼12318工作面的局部热害现象,采取了局部空调制冷降温措施,并辅以非空调制冷措施。对局部制冷机进行了制冷功率校核,达到了设计要求,工作面温度降低了4.1℃,降温效果明显,证明采取局部制冷措施是合理可行的。     

深井热害控制工艺系统应用研究

浅部煤炭资源日益减少,开采进入深部是必然发展趋势.随之而来的制约深部开采的关键性技术难题--深部热害问题也将越来越突出地摆在我们面前.本文以夹河矿7446工作面降温工程为例,分析深井热害控制工艺及降温效果.在夹河矿热害控制工程工艺设计中,首次提出了利用矿井涌水作为冷源,为工作面降温提供必要冷量;设计了HEMS-PT 转换系统,降低了管路及设备所需承受的压力;HEMS-II 的可移动模块化设计,更易满足现场条件复杂多变的特点要求.整个工艺系统易于操作,性能稳定,降温降湿效果显著.     

济宁三号煤矿热环境测试和工作面热源分布

随着矿井开采深度的增加,地温升高而产生的矿井热害问题已日益凸显.济宁三号煤矿(济三煤矿)西翼采区的开采深度达到700 m以上,采掘工作面夏季风温达到30～32℃,出现较严重的季节性热害.针对矿井对通风路线上热环境参数进行测试,重点分析了通风路线空气的状态参数变化规律和工作面的热源分布,为矿井降温措施的实施提供基础数据.     

夹河矿深井开采岩体温度场特征与热害控制研究

在分析夹河煤矿深井开采岩体温度场特征基础上,采用理论分析、现场实测、总结规律、研究设计、工程应用等手段,对深井热害控制问题进行深入研究,与中国矿业大学(北京)共同研发了HEMS降温系统,该系统利用矿井涌水循环进行能量置换.提取出的冷量与工作面高温空气进行换热作用,使-1150 m标高的7446工作面回风温度控制在26℃～29℃,与降温前相比回风温度降低了4℃～6℃,相对湿度降低了5%～15%,降温降湿效果明显,安全、社会及经济效益俱佳.     

霄云煤矿井下集中降温系统研究

为彻底解决霄云煤矿井下热害问题,建立了井下集中降温系统,设计选用2套矿用防爆ZLS3300/10000型井下集中制冷机组,降温系统结构紧凑,可服务2个综采工作面和8个掘进工作面。通过测试,2个采煤工作面干球温度平均降幅分别为7.2℃和9.25℃,工作面湿度为75%左右,各项指标均达到规定要求,工作环境得到显著改善,提高了矿井职业健康水平和劳动效率。