对大采深高温热害矿井井下降温设计的探究

对大采深高温热害矿井井下降温设计的探究摘要：目前我国大部分开采的煤矿，都处于深水平开采，随着开采深度的增加，煤岩温度升高以及设备散热等因素影响，产生了矿井的高温热害问题。本文主要以朱集西煤矿为讨论对象，对朱集西煤矿矿井热环境和制冷降温工艺等方面进行了论证分析。关键词：矿井；井下降温；设计前言随着矿井开采深度的增加，综合机械化程度不断提高，地热和设备向井下空气散发的热量显著增加，井下高温、高湿环境严重影响井下作业人员的身体健康和生产效率，造成高温热害，矿井热害最终将成为制约开采深度的决定性因素。朱集西煤矿由于埋深大、工作面走向长、供风距离远，工作面温度达 36℃～39℃，湿度达 90%～95%。虽然实行了一些措施，但仍然多次发生工作人员中暑现象，既危害了职工的身心健康，又影响了矿井建设、正常生产及接替。迫切需要建设一套有效的降温系统来解决矿井生产过程中产生的热害问题。以改善井下作业环境，保护矿工的身体健康，提高劳动生产效率。1 矿井热环境分析影响本矿井热环境的因素较多，分析归纳认为主要有以下几个方面：1.1 地面大气环境矿井风流由地面进入井下，地面大气环境对井下风流气象条件的影响较大。朱集西煤矿位于淮河中游，属淮河冲积平原，区内地形平坦，属过渡带气候，为季风温暖带半湿润气候，季节性明显，夏季炎热。根据气象台连续 5 年观测数据统计，年平均气温 16.8℃，极端最高气温 41.4℃，相对湿度平均为 74%。由于夏季地面入风温度较高，且湿度较大，导致井下风流温度较高，湿度大。1.2 地质地热环境1.3 矿井生产环境矿井开采所形成的生产环境对井下热环境具有直接的影响。如机电设备运转时散热、运输中的煤矸放热、通风风流的压缩热以及采掘裸露煤岩的氧化散热等，都将与矿井风流发生热交换，使井下风流温度升高。1.3.1 高温岩壁和煤壁散热朱集西矿井煤层埋藏深，地温高。大量地热通过高温岩壁和煤壁以辐射和与通风流对流换热传导至矿井通风流中，是导致井下高温环境的重要因素。1.3.2 机电设备运转时散热井下的各种机电设备、电缆、电线、照明设施、机械摩擦和碰撞等能量消耗，都可能转化为热能。朱集西煤矿采区开采强度大，井下采、掘、运等各生产环节机械化程度高，机电设备的装机容量较大。综采工作面生产能力 1.3Mt/a～3.0Mt/a，采煤、运输等设备装机容量为 1292kW～2034kW。煤巷普掘工作面设备平均功率为 57.5kW，综掘工作面设备平均功率为 270kW。1.3.3...