新能源治理深部矿井热害储冷系统研究

煤矿的深部开采是我国资源发展的趋势,但随着深度的增加,热害问题越加严重,危及到煤矿行业的生产安全。国外的大型机组制冷方式,虽然可以达到井下降温的目的,但由于消耗大量的电能而不能在我国得到广泛地利用。以地热能利用技术为代表的新一代能源利用技术,以其运行费用经济、环保、可靠,得到了发展利用。本文以夹河矿为例,运用地层储冷井下降温技术,把低焓地热能和风能结合起来,将冬季空气的冷能储存在浅部地层中,辅以井上及井下换能系统,解决井下热害问题。

极厚大矿床深井开采通风降温技术研究

对于深井开采通风降温方案的选择,地表气候具有决定性的作用。基于三维通风仿真软件Ventsim,针对进风温度、降温风速、人工制冷量等主要因素,对大台沟铁矿深井开采进行了全面的通风降温热模拟,最终获得大台沟铁矿深井开采全年通风降温最优方案,为人工制冷工艺与矿山通风降温方案的选择提供了非常重要的科学依据。在深井开采过程中,人工制冷对矿山的安全生产与经济效益均具有非常重要的影响。

HEMS深井降温系统研发及热害控制对策

深井高温热害作为深部煤炭资源开采中的严重灾害,高温不仅影响了围岩的力学性质,而且严重影响矿井安全生产,因此,必须进行深入研究。针对国内外矿井降温技术存在的问题,提出了以矿井涌水作为冷源的深井开采高温热害控制HEMS技术,运用提取出的冷量与工作面高温空气进行换热作用,降低工作面的环境温度及湿度。该技术结合夹河矿深井降温工程,建成了国内第一个控制深井热害的深部科学与工程实验室(DUSEL)。系统运行结果表明,工作面温度降低4℃～6℃,最高温度控制在28℃～29℃,相对湿度降低5%～10%,极大改善了井下工作环境,热害控制效果显著,具有广阔的推广应用前景。

深井高温矿山热害控制新技术

阐述了对深井高温进行治理的技术措施,重点研讨了冰冷却技术,包括冰的制备、输送和融化技术等。作为一种新型深井降温技术,冰冷却系统由于其具有无静水压力、运行成本低、制冷效率高等突出优点,将在深井热害控制领域有着良好的应用前景。

矿井冰水冷辐射降温技术研究

通过对矿井热环境参数与原始岩温的实测,分析了热源及其分布规律,确定了冷量需求,提出采用机械制取冷（冰）水辐射降温的方案.研究分析了井下冰水降温技术中冰水冷辐射降温技术的相关因素,建立了小时制冰能力37.5 t、制2℃左右冷水62.7 t的降温系统,掘进工作面1台、采煤工作面采用进风巷装备空冷器、采面均布4台小型空冷器.系统运行以后,掘进面温度可以下降3~7℃,工作面温度可以降低3~5℃,从而大大改善了采、掘工作面的作业条件,并为类似条件下研究热害治理问题提供了思路.

储冷对井治理深部矿井热害研究

煤炭开采不断向深部发展,随之而来的热害问题也愈加严重。采用地层储冷技术,利用换能系统及储冷对井,治理井下热害。本文以夹河矿的地质条件、热力学及水力学参数为设计依据,运用数值模拟方法,分析了储冷对井储冷期顶板下40 m等温线和制冷期I-I剖面等温线,从理论上证明了储冷对井用于储冷和制冷的可行性。另外,储冷期末停采停灌期,储冷对井冷水体温度上升曲线分析表明,储冷对井所在储冷含水层具有良好的储冷效果。

金属矿山深井热害产生原因及其治理措施

随着金属矿山开采深度的增加,矿井高温热害问题会越来越严重,导致井下空气温度变化的主要因素是地热、空气压缩热、爆热和氧化反应热。文中分析了金属矿山井下热源及其危害,介绍了井下热量计算方法,提出利用矿井通风技术治理井下热害的措施。

水力通风换热机设计及其在封闭高温高湿环境中的应用

深部开采矿山供水系统中生产用水具有较大的势能,基于对这部分能量的利用,提出一种治理矿山热害的新方法,并已试制1台可以实现通风换热的实验装置,即水力通风换热机。通过总结水力通风换热机的结构、运行原理、功能特点,讨论了水力通风换热机在矿山可应用的空间区域,并提出了水力通风换热机今后的研究方向及重点。

矿井深部热害分析及治理研究

高温高湿热害是矿井向深部开拓延伸中普遍面临的问题,给井下作业人员的健康和矿井安全生产带来了极大的影响和危害。论述了热害治理的非人工制冷降温与人工制冷降温(矿井空调降温)两条主要思路,分析了非人工制冷降温的主要技术措施及特点,矿井空调降温的主要类型与基本原理,以及矿井空调降温方案的优缺点。

矿井热源分析及井巷风流温度计算应用

为解决煤炭开采深度的增加与深层煤炭开采带来的高温热害问题,采用对不同类型巷道进行计算分析的方法,结合大屯煤电姚桥煤矿的实际情况对井巷风流温度进行计算,对大屯煤电姚桥煤矿矿井温度进行研究.结果表明:利用这种算法计算得到大屯煤电姚桥煤矿矿井的温度与实际相符合,得出适合大屯煤电姚桥煤矿矿井温度计算的方法;对大屯煤电姚桥煤矿7267工作面温度计算分析,提出可以适当增加7267工作面的风量,以达到良好的降温效果.

多级机站可控循环通风系统试验研究

针对二道沟矿的深井开采高温热害问题,采用计算机仿真模拟开展了深井开采通风与降温技术研究,建立了新型多级机站可控循环通风系统。深部开采环境温度由30～32℃降至28℃以下,节能降耗作用明显,增风降温效果显著。试验研究将可控循环通风与空气净化技术相结合,为深部采矿生产中局部或边缘通风困难的区域提供了一条合理有效的通风降温途径。

深井矿山井下热负荷计算研究

随着矿山开采规模的加大,矿井深度的不断加深,井下热害问题越来越突显,而国内外关于井下热负荷的计算方法不尽相同。本文在收集国内外相关研究成果的基础上,从公式合理性和参数可获取性推荐适合矿山实际应用的公式,并以国内某深井矿山为例,根据推荐的公式求出不同工况下井下热负荷。

深井巷道降温的一项新技术

随着煤矿开采深度的增加,深井热害问题日益严重。针对深井降温的实际情况,提出一种新理念—"主动降温",以及一项新技术—玻化微珠隔热结构。介绍了玻化微珠和玻化微珠隔热砂浆的主要性能,通过分析得到了玻化微珠隔热结构热交换原理,论述了玻化微珠隔热结构这一新技术在深井巷道降温中的应用前景。

HEMS深井降温系统在唐洞煤矿中的应用

煤矿开采深度不断增加,热害问题越来越严重.介绍了唐洞煤矿热害治理采取HEMS深井降温系统的设计过程,简述了HEMS深井降温系统的工作原理,在计算降温工作面冷负荷的基础上,对主要设备进行了选型,确定了降温系统流程,分析了系统工程的经济性,并与其他降温方法进行了对比,为类似矿井热害治理提供有益借鉴.

基于直膨式热泵技术的深井集热降温实验系统

为解决矿山深层化开采引发的热害问题,营造舒适安全的矿井作业环境,推动深井高温控制技术的发展,提出了基于直膨式热泵技术的深井集热降温系统,并通过室内试验对装置的运行工况和土体降温效果进行了试验研究。结果表明:在RT(室内温度)为29.1~34.3℃的条件下,土体温度场由45~55℃降至20~25℃,热传导主要发生在水平方向;集热降温阶段的制冷性能系数EER的最大值为2.24,均值为1.64,明显高于理论值;系统整体运行高效稳定,集热制冷效果显著,为全面防治深井热害问题提供了一种新思路。

制冷降温技术在三山岛金矿热害控制中的应用

为改善三山岛金矿深部高温热害作业环境,保障作业人员职业健康,研究矿井制冷降温技术,开发井下制冷降温装备。根据空气焓值变化计算得出井下空气温度由35~40℃降低至28℃时,所需最小冷负荷为699.84 kW;利用井下低温涌水地质特点及热交换原理,设计基于空气冷却及水冷却原理的2套换热系统;根据用风地点分布,设计长距离送风风筒加移动空气器的送风方式;考虑到卤水中盐离子对设备的腐蚀,系统选用耐腐蚀材料设计。深部制冷降温措施实施后,三山岛金矿深部掘进作业面送风量为15 m^(3)/s,送风温度为24℃,作业面温度由32℃降低至26~27℃,满足规范要求,为其他深井热害治理提供参考。

冲击地压等复杂条件下综放工作面设备布置方式研究

受冲击地压威胁和二级热害深井开采的综采放顶煤工作面,如何合理布置工作面两巷设备,减少危害影响,提高工作效率,进行了有针对性的研究。现场采用皮带运输机和移动列车均布置在运输巷,运输巷兼做进风巷,取得了较好的效果。

深部矿井热害治理地层储冷数值模拟研究

以夹河矿为例,以该矿的地质条件、热力学及水力学参数为设计参数,采用数值模拟方法,对储冷井的等温线、不同温度范围冷水体体积及储冷时冷水体最大影响半径进行了数值模拟分析.分析结果表明,回灌流量越大,回灌温度越低,越有利于储冷.从理论上证明了,储冷层冷水体在井下制冷设备运行过程中,可为井下工作面降温提供充足的冷量.图7,表4,参8.

我国深部矿井热害治理设想和展望

随着浅部矿产资源的利用殆尽,矿井开采必然进入深部开采阶段,必将面临井下严酷的热环境。深井热害,不仅制约生产的顺利进行,还会对矿工的身体造成伤害。根据深井开采的现状以及发展趋势,将未来深井开采按深度划分为亚深井、深井、超深井以及超高温矿井4个开采阶段,针对各个阶段的热环境进行了分析研究,并分别提出了热害控制治理措施。研究对维护生产的顺利进行、保护矿工身体免于事故伤害、提高深井生产效率有参考价值,对我国深部开采热害防治、矿工职业健康保护工作有指导意义。

深部矿井热害治理地层储冷系统研究

煤矿开采深度不断加深,随之而来的热害问题越来越严重.能源危机推动地层能、风能等新型能源的发展利用.地层储冷技术是将地热能和风能相结合,利用地层储存冬天空气的冷能,辅以换能系统,解决井下降温问题.以夹河矿为例,以该矿的地质条件、热力学及水力学参数为设计参数,采用数值模拟方法,对储冷系统的等温线、不同温度范围冷水体体积进行了数值模拟分析.从理论上证明了储冷系统储冷和制冷的可行性,可储存和提供足够的冷量用于深部矿井降温.研究成果可为我国矿井节能减排提供有益的思路.