深部矿井新型局部制冷设备设计及应用

随着我国矿井开采深度日益增加,井下高温热害成为制约煤矿开采的主要因素。作为集中式制冷的补充方式,局部制冷可有效消除井下高温热害。文章针对平煤十矿高温掘进面的高温热害问题,重点研究了由闭式乏风冷却塔、多级串联直膨组合柜、大压比防爆半封闭螺杆压缩机等装备组成的制冷装备,介绍了该装备的设计方案以及工程实际应用效果。结果表明:闭式乏风冷却塔方案可提升矿井综合能效水平;新型矿井局部制冷系统可适用于高压比矿井工况,运行冷凝温度最高至80℃;直膨组合柜采用多级串联降温冷却,实现掘进面温降10℃,相对湿度下降30%。

北方煤矿矿井乏风余热回收换热器设计与试验

在煤矿乏风余热利用领域,换热器乏风风阻利用不充分,导致传热系数通常较低。针对以上问题,基于乏风压降不高于200 Pa的限制条件,进行了煤矿乏风余热利用换热器的设计。提出了基于换热管压降约束的圆管顺排设计方法,分析获得了竖-横向管心距比为5∶8的圆管顺排结构的换热器;二次开发了基于Excel VBA的多变量寻优、多方案比对的自动化方案决策工具,实现了陕煤榆林红柳林煤矿二号风井换热器等3个换热器近百个设计方案的选优,并在柠条塔煤矿南翼风井和红柳林煤矿二号风井完成了建造安装。红柳林煤矿二号风井安装的圆管顺排换热器的数据采集与分析表明,与合阳煤矿方管堆砌换热器传热系数17 W/(m^(2)·K)相比,其传热系数提升了近76%,达到30 W/(m^(2)·K);与红柳林煤矿原二号风井口锅炉年运行能耗7.65×10^(6) kWh相比,节约了近81%,仅为1.47×10^(6) kWh。圆管顺排换热器年实际热回收量为1.79×10^(6) kWh,柠条塔煤矿南翼风井换热器年实际热回收量为1.16×10^(6) kWh。将圆管顺排换热器在北方地区所有煤矿广泛推广后,预计每年可回收热能1.09×10^(10) kWh,减少8.64×10^(6) t二氧化碳、2.36×10^(6) t碳粉尘、2.6×10^(5) t二氧化硫、1.3×10^(5) t氮氧化物的排放。

热泵技术在矿井余热回收中的应用现状及发展方向

煤炭是我国的主体能源,其开采伴随产生大量低温余热,利用热泵技术对余热资源进行回收,并用于矿井新风加热、建筑供热等场合,可有效降低能源消耗和碳排放,具有突出的社会及经济效益。在各类矿井余热中,矿井排风和矿井水是主要的低温热源。本文结合工程实例,对热泵技术在上述余热回收中的应用进行了综述,阐明了不同系统的运行原理及特点,并在此基础上讨论了热泵技术应用于矿井余热回收的可行性。最后,指出了当前热泵余热利用系统普遍存在的问题,并对其未来发展做了展望。本文可为热泵技术在矿井中的应用提供有益参考。

矿用自卸车进排气系统结构设计及研究

基于大型矿用自卸车动力系统的开发设计要求和经验,对进、排气系统布置选型及设计要点进行分析。根据发动机的进气流量要求和使用环境确定空气滤清器选型,实现发动机保护和噪声降低;进排气管道布置应根据发动机要求、阻力要求、工作环境等因素完成设计;矿用自卸车主要使用扩张式消声器,其四种不同的结构形式具有不同的消声特点,若布置空间足够,矿用自卸车推荐采用多节扩张腔串联的方法来增加消声量。

进气温度对于矿用防爆柴油机排放性能的影响研究

为了研究进气温度对于矿用防爆柴油机排放性能的影响,进行了3次防爆柴油机台架试验。3次进气温度分别为25℃,30℃,35℃,3次温度由进气空调设定。在9个工况点(转速分别为2200 r/min,1500 r/min,1200 r/min,负荷分别为100%,75%,50%)下进行试验。试验结果表明,矿用防爆柴油机的CO,NO_(x)排放性能随着进气温度的降低都得到了改善。

新型井下人工制冷系统的进一步改进

对之前提出的新型井下制冷系统做出重大改进,去掉原有的换热袋及其中的蛇形管道,使系统得以简化。同时,将2种介质的局部接触换热转变成同种介质的全面混合换热,大大提高了换热效率。改进后的系统需在传统空气压缩制冷装置的基础上增加排气机及其相关设备,以使循环构成完整回路,虽使成本增加,但系统更简单合理。

煤矿低温余热应用探究

本文根据当前煤矿用热需求,结合煤矿现有的低温余热资源,介绍了不同种类余热的应用方式,分析了不同余热应用的特点,并对不同余热利用形式进行了对比,给出了不同用热需求下,优先选用的低温热源应用形式,为煤矿低温余热的应用提供指导和参考。

屯兰矿风排低浓度瓦斯氧化利用技术研究

为合理充分利用煤矿风排瓦斯,实现煤矿安全生产、减少温室气体排放、降低环境污染、利用清洁能源,屯兰矿在石家河回风井建设开发了处理能力10万Nm3的风排瓦斯氧化装置,配备相应安全输送系统和额定出力7 MW蒸汽锅炉,回收热量用于产生3.82 MPa/450℃过热蒸汽,年减排纯瓦斯量931.2万Nm3,折合14.02万t,年产蒸汽8万t,经济、社会效益显著。

乏风热泵节能技术在矿井供暖系统中的应用分析

当矿井处于生产运行状态时,如果依然采用传统的锅炉供热系统,既会消耗大量的能源,又会对周围的环境造成污染,余热得不到充分利用,不仅成本高,而且经济利润下降。在矿井供暖系统中应用乏风热泵节能技术,不仅可以达到节能降耗的目的,还可以获得生态效益,提高经济效益。着重分析了乏风热泵节能技术在矿井供暖系统中的应用。

热泵技术利用乏风余热联合供暖的优势

榆林某煤矿计划改造地面建筑供暖设施及主井井口供暖方式,以达到节能环保平稳运行的目的。在通过理论计算的方式论证了副井乏风余热可满足该矿地面建筑供暖需要后,对比了现行的5种主要供暖方式的综合成本;接着,陈述了通过双级螺杆压缩式热泵机组和超低温空气源热泵利用矿井乏风余热联合供暖的优势,并列举了该供暖方式的应用实例。分析认为,该供暖方式为西北地区的矿区冬季供暖环保节能节电节效做出了样板,值得广大的煤炭企业重视并推广。

常村煤矿乏风氧化利用方案的技术研究

将常村煤矿中央回风井中无法利用的煤矿乏风中所含极低浓度的瓦斯在人为环境下强制氧化,并对氧化产生的氧化热进行合理利用,通过余热锅炉产出高温高压的蒸汽与常规发电技术的对接,使瓦斯得到彻底的综合利用,实现煤矿循环经济的新飞跃,为同类型矿井的瓦斯利用提供借鉴与示范。

煤矿乏风氧化供热技术的探讨

分析了煤矿乏风氧化供热的技术基本装置及供热原理,并重点分析了煤矿乏风氧化供热的技术在井下制冷、煤矿加热进风、煤矿供水供热、煤矿发电网中的具体应用。分析认为,通过将煤矿乏风氧化供热的技术应用到煤矿中,对于提升煤矿乏风瓦斯利用效果、降低乏风给大气带来的污染有着明显的作用。

矿用自动排风装置的研制及模拟分析

针对目前矿山救援人员在煤矿井下救灾时缺乏智能化控制灾区有毒有害气体排放设备的不足,新研制了智能化矿用自动排风装置,对其工作原理、组成和性能特点等进行了分析。该装置安全性能高且具备自动调节的功能,可安全、有效、快速地将有毒有害气体浓度控制在允许的排放浓度界限内,防止"一风吹",避免发生二次瓦斯爆炸或窒息事故,能够保障救援队员的生命安全,并对引排效果进行了模拟分析。

煤矿井下空气压缩机若干安全问题的讨论

对煤矿井下空气压缩机安全管理现状、相关标准安全性能参数以及空气压缩机的安全要素,尤其是活塞式空气压缩机的安全缺陷进行了分析,提出了引导鼓励使用螺杆式空气压缩机,淘汰活塞式空气压缩机的建议,以避免和减少煤矿井下因空气压缩机发生安全事故。