愛華網(wǎng)???? 一、概述 河南煤化集團永煤公司城郊煤礦核定生產(chǎn)能力為5.0Mt/a，北翼采區(qū)已基本開采結(jié)束，西翼采區(qū)成為未來的主力采區(qū)為，且西翼深部采區(qū)的深度超過850m，根據(jù)2010年的開拓情況，西翼采區(qū)的工作面溫度夏季高達32℃以上，因此治理高溫熱害是保證礦井連續(xù)安全生產(chǎn)的必要保障。 二、礦井熱害治理思路 目前國內(nèi)外可行的降溫方式有局部降溫、地面集中降溫、地面制冰降溫、井下集中降溫四大類，其主要優(yōu)缺點如下： 局部降溫對局部高溫地點使用可行，但對于大范圍高溫熱害，因其投資大、排熱困難、管理困難，而限制了其使用；地面集中降溫含冷水方式和乙二醇方式，該方式是目前國內(nèi)降溫的主流，其主要優(yōu)點是投資適當、管理方便、運行可靠、成本低。目前中平能化、淮南、新集、龍煤、山東天安等礦區(qū)多座礦井采用這種方式；地面制冰方式，分電制片冰方式和余熱真空冰方式。從技術(shù)經(jīng)濟角度綜合考慮，南非相關(guān)規(guī)程規(guī)定：“礦井采深超過3660m，生產(chǎn)水平原始巖溫超過65℃時才采用冰冷降溫”，美國ASHRAE標準規(guī)定：“當?shù)V井開采深度超過3660m，且水和空氣排熱性能受限時，可考慮冰冷降溫系統(tǒng)”。我國煤礦目前，乃至今后很長一段時間，開采水平巖溫超過65℃的礦井數(shù)量極少，按目前開采速度和技術(shù)經(jīng)濟水平，我國在50年內(nèi)超過3660m深的礦井將不可能存在，且具有比冰降溫更有效的方法可以采用，因此從科學角度，冰降溫不適合我國國情。同時國內(nèi)幾座礦井采用片冰降溫后由于效果不佳及能耗高，扒掉重建別的降溫系統(tǒng)，如山東龍固煤礦就是這樣。井下集中制冷降溫，主要分兩種模式，一種是通過井下低溫水或空氣排熱，另一類是通過井筒安裝管路，地面安裝冷卻塔，通過大氣排熱。第一種模式主要問題是井下水質(zhì)差引起設(shè)備結(jié)垢、腐蝕等問題。第二種模式主要是井下設(shè)備必須能承受高壓，維護管理比較困難，其主要優(yōu)點是供冷距離短，冷損小。 三、方案比選 設(shè)計方案。城郊煤礦降溫的主體思路有兩點：第一方案要先進、科學，系統(tǒng)要可靠；第二，運行成本要低，體現(xiàn)節(jié)能減排的國策。通過不同形式的優(yōu)化集成和技術(shù)經(jīng)濟比較，地面集中制冷為最佳選擇方案。 按照服務(wù)二面八頭，降溫標準執(zhí)行國家標準，按28℃考慮，即采掘工作面降溫后，氣溫控制在該標準以下計算，城郊煤礦西翼采區(qū)降溫冷負荷為3139kW，提出二種地面集中制冷方案，方案一是：熱-電-乙二醇低溫制冷降溫方案，方案二是電-乙二醇低溫制冷降溫方案。兩種方案均是在地面將溫度為16℃、流量為400m3/h乙二醇的溶液制成0℃的19.8%的乙二醇溶液，通過在進風井井筒安裝兩趟DN300保溫管道，進風井井底附近和西翼暗斜井下部車場附近分別安裝高低壓換冷器，地面制冷站與井下?lián)Q熱器之間形成高壓乙二醇溶液循環(huán)；換熱器與采掘工作面空冷器之間形成低壓冷水循環(huán)，則制冷冷為：q=400×3.78×(16-0)×1034.36/3600=6950.90≈6951kW。 兩方案的不同之處主要在于高壓側(cè)冷源形式不同：熱-電-乙二醇低溫制冷降溫方案。該方案為利用余熱型溴化鋰機組進行一級制冷，溫度由16℃降到5℃，再利用電螺桿乙二醇機組進行二級制冷，溫度由5℃降到0℃。 溴化鋰吸收式制冷機組選型。溴化鋰機組制冷量：q=400×3.78×(16-5)×1034.36/3600=4778.75≈4779kW，則設(shè)計選用2臺BYS250型一體化溴化鋰吸收式冷水機組，標準工況下制冷量為2908kW。 螺桿式乙二醇制冷機組選型。乙二醇機組制冷量：q=400×3.78×(5-0)×1034.36/3600=2172.16≈2172kW 即選用2臺W-JLSLGF1450Ⅳ型螺桿式乙二醇機組，機組單臺制冷量為1364kW。 電-乙二醇低溫制冷降溫方案。該方案通過兩級電制冷在地面制成0℃的19.8%的乙二醇溶液。 螺桿式冷水機組選型：把溫度從16℃降到7℃需要冷水機組，冷水機組制冷量： q=400×3.78×(16-7)×1034.36/3600=3909.88≈3910kW 設(shè)計推選用2臺W-LSLGF1850Ⅳ型螺桿式冷水機組，單臺機組制冷量為1951kW。 螺桿式乙二醇機組選型。把溫度從7℃降到0℃需要乙二醇機組，乙二醇機組制冷量：q=400×3.78×(7-0)×1034.36/3600=3041.02≈3041kW 設(shè)計選用2臺W-JLSLGF1850Ⅳ型螺桿式乙二醇機組，單臺機組制冷量為1754kW。 方案比選。根據(jù)設(shè)備選型及表1和表2兩方案比較如下： 技術(shù)比較：兩個降溫方案均采用乙二醇低溫制冷，因此就可靠性而言，兩方案接近，并能達到預定降溫效果；
經(jīng)濟比較：從投資看，方案一比方案二多約420萬元；從 運行電費看，方案一比方案二低，但方案一的熱力費用較高，總體而言方案一的運行費比方案二高，因此方案二占優(yōu)勢； 實施情況：兩方案全部采用國產(chǎn)設(shè)備，實施工期和難度基本一樣。 運行管理，由于方案一采用的是熱電兩級制冷，實際上需要增加鍋爐房這個環(huán)節(jié)，因此方案一運行管理復雜一些，方案二則簡單。 綜合上述，設(shè)計推薦方案二作為城郊礦的主體降溫方案。 四、實施效果 城郊煤礦實施地面集中降溫以來，21202工作面、西北下平巷等掘進頭降溫幅度均達到了設(shè)計要求，降溫前工作面最高溫度32℃以上，降溫后工作面最高溫度為28℃，降溫幅度為4-7℃，同時工作面的濕度明顯下降，工作環(huán)境得到了改善，提高了出勤率和勞動生產(chǎn)率；避免了高溫熱害對職工的侵害，減少了事故率以及高溫中暑昏倒等疾病。 五、結(jié)束語 通過對城郊煤礦降溫技術(shù)的研究和分析，我們認為搞好礦井降溫工作必須明確三點：一是礦井降溫是個系統(tǒng)工程，設(shè)備只是其中一個環(huán)節(jié)，系統(tǒng)優(yōu)化集成需要堅實的專業(yè)理論基礎(chǔ)和實踐經(jīng)驗、專業(yè)技術(shù)作支撐；二是優(yōu)質(zhì)設(shè)計保可靠、嚴格施工保吻合；三是科學管理出效果、出效益！三者的有機結(jié)合是實施礦井降溫的精髓！ 參考文獻 [1] 煤礦井下熱害防治設(shè)計規(guī)范. 中國計劃出版社， 2007 [2] 煤礦安全規(guī)程. 煤炭工業(yè)出版社，2011
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