深井高温矿山热害控制新技术
浅析煤矿深井热害及其防治技术
浅析煤矿深井热害及其防治技术煤矿深井热害是指在煤矿生产过程中，由于深层矿井温度升高造成的劳动安全和生产效率下降的现象。
随着深度开采的加深和矿井温度的升高，煤矿深井热害引起了矿业工作者的广泛关注，并对煤矿安全和生产带来了严重的影响。
本文将对煤矿深井热害及其防治技术进行浅析。
煤矿深井热害的原因主要有两方面：地热和工作面的热源。
地热是指由于地壳的热传导导致的矿井温度升高，这是无法改变的自然条件。
工作面的热源主要来自于矿石的自燃和机械设备的热量，这是可以通过科学管理和控制来减少的。
对于煤矿深井热害的防治技术，首先需要进行矿井温度的监测和预测。
通过布设温度测点，可以及时了解矿井温度的变化情况，并预测未来的趋势。
还需要借助数学模型来模拟和预测矿井温度的变化。
在矿井开采过程中，需要采取适当的工程措施来降低矿井温度。
通过加强通风系统，增加空气流量，提高矿井的换气效果，以提高矿井的散热能力。
还可以采用水喷淋降温和浸水冲击降温的方法，通过蒸发和水的相变吸收热量来降低矿井温度。
还可以通过控制工作面的热源来减少矿井温度的升高。
对潜在的自燃煤进行防治，通过降低煤的含水量、增加通风量、加强巷道支护以及进行定向钻孔抽放等方式，控制煤的自燃反应的发生。
对于机械设备的热量，可以采用冷却措施，例如增加冷却水的供应量，加强设备的维护保养等。
对于已经出现的煤矿深井热害，需要采取紧急的救援措施。
对于温度较高的矿井，可以采用临时遮盖物和防热隔热层来减少矿井温度的升高。
对于因高温而无法作业的区域，可以采用降温装备和救援设备进行作业。
还需要加强对矿工的健康监护和防暑降温工作，提高抗热能力。
煤矿深井热害是一个复杂的问题，需要采用多种技术手段进行防治。
通过监测和预测矿井温度，采取适当的工程措施，控制矿井温度的升高，并对矿工进行健康监护和防暑降温工作，可以有效地减少煤矿深井热害的发生，保证煤矿的安全和高效生产。
浅析煤矿深井热害及其防治技术
浅析煤矿深井热害及其防治技术1. 引言1.1 煤矿深井热害的定义煤矿深井热害是指在煤矿开采过程中，由于地下深井工作面煤层采空导致地下煤体自燃或因采空区域通风不畅引起煤矿深井热量聚集，导致矿井温度升高，并产生一系列有害效应的现象。
矿井深埋在地下，缺乏自然散热条件，加之采空空间内的煤炭经过长时间的热量积累，容易形成煤体自燃的隐患。
煤矿深井热害不仅会对矿井内的工人造成身体健康影响，还会对矿井设备和采煤质量造成严重影响。
及时有效地预防和治理煤矿深井热害，对于保障矿井生产安全和提高采煤效率至关重要。
为了避免煤矿深井热害带来的严重后果，深入了解煤矿深井热害的定义以及其危害和防治技术显得尤为必要。
1.2 煤矿深井热害的危害煤矿深井热害对矿工健康和生产安全构成严重威胁，其危害主要表现在以下几个方面：煤矿深井热害导致矿工体温调节障碍，引起体温过高。
长时间暴露在高温环境下，会导致矿工大量出汗，从而使体内水分和电解质失衡，出现中暑、脱水等症状。
严重时，甚至会发生中暑晕厥，威胁矿工生命安全。
煤矿深井热害会影响矿工的工作效率和生产质量。
在高温环境下工作，容易导致疲劳、头晕眼花、注意力不集中等现象，降低了工作效率，同时也容易发生操作失误，影响了生产质量和安全。
长期暴露在高温环境下会对矿工的身体健康造成长期损害。
高温环境会加重矿工的心脏负担，容易引发心脏病、高血压等心脑血管疾病。
长期吸入高温下产生的有害气体和粉尘，还会损害矿工的呼吸系统，导致呼吸道疾病的发生。
煤矿深井热害的危害不容忽视，应采取有效措施进行预防和治理，保障矿工的健康和生产安全。
1.3 煤矿深井热害的研究现状煤矿深井热害是矿井生产中普遍存在的问题，随着我国煤矿深井开采深度的增加，对矿井热害问题的研究也日益受到重视。
目前，煤矿深井热害的研究主要集中在以下几个方面：1. 热害成因分析：研究者通过实地调研和模拟实验，深入分析了煤矿深井热害的成因，包括温度梯度、地质条件、采煤方式等因素对矿井热害的影响机理进行研究。
浅析煤矿深井热害及其防治技术
浅析煤矿深井热害及其防治技术煤矿深井热害是指煤矿井下温度异常升高，导致产煤作业条件恶化、煤矿安全隐患增加以及作业人员健康受到威胁的现象。
煤矿深井热害主要包括矿井温度升高、地温升高和井下热气涌出等现象。
煤矿深井热害的形成原因主要有以下几个方面：1. 煤层燃烧：煤层中存在的一些可燃气体，在高温高压的环境下可以发生自燃反应，导致温度升高。
2. 周围地层热量传导：太阳辐射和地下热流会引起地层温度升高，传导至矿井中。
3. 机械设备热量释放：矿井中的机械设备运行时会产生大量的热量，增加矿井温度。
4. 煤矿通风系统不完善：通风系统不畅，不能及时将矿井中的热气排出，导致矿井温度升高。
煤矿深井热害对矿井的影响十分严重，首先矿井的工作环境恶化，作业条件恶劣，矿工的工作效率和生产能力下降。
高温环境会导致矿井壁岩产生膨胀、开裂等现象，增加矿山灾害的风险，如地面沉陷、岩层冒顶等。
长时间暴露在高温环境下，矿工容易出现中暑、脱水等健康问题，严重时会造成生命危险。
为了有效防治煤矿深井热害，需要采取一系列措施：1. 加强通风系统设计与管理：合理设计通风系统，确保矿井内的新鲜空气不断供应，并能及时排出热气。
对通风系统进行定期检查和维护，确保其正常运行。
2. 降低矿井温度：可以采取降温措施，如利用冷水进行冷却、喷雾降温、增加通风量等方法。
3. 防止煤层自燃：对发生自燃的煤层要及时进行监测和处理，采取措施阻止自燃的发生，如注水降温、封堵裂缝等。
4. 提高作业人员防护措施：提供适当的防暑降温物品和设备，如防暑服、冷毛巾等，保护作业人员的身体健康。
5. 加强监测与预警：建立煤矿深井热害监测系统，及时掌握矿井温度情况，发现异常情况及时进行预警和处理。
煤矿深井热害是一个严重的问题，需要采取有效的防治措施。
通过加强通风系统设计与管理、降低矿井温度、防止煤层自燃、提高作业人员防护措施以及加强监测与预警等方法，可以有效防止和减轻煤矿深井热害带来的危害。
2024年煤矿的热害及防治
2024年煤矿的热害及防治
煤矿作为一种重要的能源资源，其开采和利用在全球范围内具有重要意义。
然而，煤矿中存在的高温环境给井下工作人员的生产安全和健康带来了极大的威胁。
因此，煤矿的热害及防治成为了一个重要的研究领域。
煤矿热害是指煤矿中由于高温环境引起的疾病和工伤。
主要表现为中暑、热痉挛、热衰竭、中暑性晕厥等症状。
在高温环境下工作，人体的体温调节系统容易失调，导致中暑和其他热相关疾病的发生。
为了预防和控制煤矿的热害，可以采取以下一些措施：
1. 提供良好的通风系统：煤矿地下环境通风良好，能够及时将矿井中的热量和有害气体排出，保持相对较低的温度和湿度。
2. 设立降温设备和救生点：在煤矿中设置降温设备，如喷淋装置、冷风机等，为工人提供相对凉爽的工作环境。
同时，设置救生点，提供紧急救援和治疗。
3. 增强员工的健康意识：加强员工对热害的防治知识的培训和宣传，鼓励员工在高温环境下采取合理的防护措施，如适当增加水分摄入、避免过度劳累等。
4. 定期进行体温监测：对于从事高温工作的人员，应定期测量体温，及时发现异常情况，并采取相应措施。
5. 对高温工作场所进行技术改造：使用节能降温设备、改善工地排风系统等，以降低环境温度。
总之，煤矿热害及其防治是一个复杂的问题，需要从多个角度综合考虑和解决。
只有加强预防措施、改善工作环境，才能更好地保障工人的生产安全和健康。
科技成果——深部煤矿高温热害治理技术及其装备系统
科技成果——深部煤矿高温热害治理技术及其装备系统适用范围随着浅部煤炭资源日趋减少，大部分煤矿已相继进入深部开采阶段。
深部煤矿开采工作面温度高达35-40℃，相对湿度达95%以上。
这种高温高湿环境不但引起生产效率降低，而且使得井下工人体能下降，严重影响工人身体健康和煤矿安全生产。
因此，深井高温热害已经成为制约深部煤矿安全的重大灾害，深井高温热害治理问题亟待解决。
本技术将在深部煤矿高温热害治理中发挥重要作用，为我国煤矿安全生产做出应有贡献，具有广阔的推广应用前景。
技术原理深井热害资源利用HEMS系统原理HEMS降温及热能利用系统是通过一系列工艺技术实现热害资源化、变废为宝，有效改善井下热环境的同时，成功利用提取井下热能代替井上燃煤锅炉供热，最终解决深部矿区面临的热害和环境污染两个问题，促进矿区低碳环境经济，实现可持续发展。
其工作原理是利用矿井各水平现有涌水，通过能量提取系统从中提取冷量，然后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，并且以矿井涌水为介质将工作面热害转为热能输送到井上代替燃煤锅炉进行供热。
关键技术1、矿井涌水冷（热）能“三防”换热技术；2、矿井热能循环转换生产技术；3、深井热交换系统压力转换技术；4、深井降温工作面全风降温技术；5、矿井降温系统除垢技术。
技术流程本工艺技术主要包括矿井冷热能平衡计算、现场方案设计、设备安装和设备调试四个工艺单元。
主要技术指标国际上深井高温热害治理主要有德国的集中空调制冷降温技术和南非的冰冷式降温技术。
德国技术存在的主要问题是：（1）井下系统排热困难；（2）混风降温模式，降温效果差，降湿不明显；（3）地面系统投资太高，建设周期长，运行费用高。
南非技术存在的主要问题是：（1）能耗大；（2）耗水高；（3）混风或喷淋降温，湿度增加。
典型案例目前该技术已在我国典型的深井高温热害矿区徐州张双楼煤矿成功应用。
工作面温度都能控制在30℃以内，相对湿度降低5-15%。
深井高温矿山热害控制新技术
维普资讯
第１ ３卷 第 １ 期
２００６矩
安 全 与 环 境 工 程
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中圈分类号 ： ３． ７ Ｘ９ ６ＴＤ 文 献 标识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：６ １１５ （０ ６ ０－０ ５０ １ ７－５ ６ ２０ ） １０ ８－４
Ｔｈ ｗ ｃ ｎｏ ｏ ｙ ｏ ａ ・ ｒ ｎ ｒ ｌｉ ｇ －ｅ ｐｅ ａ ｕ ｅ ｅ Ｎｅ Ｔｅ ｈ ｌ ｇ ｆＨｅ ｔｈａ ｍ Ｃｏ ｔ ｏ ｎ Ｈｉ ｈ ｔ ｍ ｒ ｔ ｒ
矿井热害及防冶技术
矿井热害及防范技术矿井热害是指煤矿或金属矿山在开采过程中，由于矿井较深、煤层热、地质构造及矿井通风等原因，导致矿井内温度过高，造成对作业人员健康的危害和生产安全的影响。
特别是在夏季高温气候下，矿井热害更是一大难题。
为了保证煤矿生产的安全、高效，需要采取科学有效的防范措施。
矿井热害的危害1.对人体健康的危害矿井热害可以导致人体体温调节障碍，引起脱水、中暑等症状，严重的可以导致心脏病、脑血管病等疾病发生。
高温环境还会加剧作业人员疲劳度，降低工作效率和劳动生产率。
2.对生产的危害高温环境对机械设备和电气设备也有不良影响。
机械设备的工作效果和寿命会受到影响，电气设备的故障率也会增加。
此外，矿井热害还会导致煤尘爆炸、火灾等安全事故发生。
防范技术防止矿井热害，需要综合治理，采取多种措施，特别是要加强通风。
具体措施如下：1.优化通风系统通风是防范矿井热害的重要手段之一。
通过改进通风系统，增加风量和风速，进行合理布风，可有效降低矿井内的温度。
2.合理布局和采样方案合理的矿井布局和采样方案可以使采煤的工作面和通风系统充分结合，最大限度地避免高温区域的形成，减少矿井内空气回流，以降低温度。
3.科学管理科学的管理，包括对作业人员进行中暑预防知识的宣传和培训，对作业场所的环境实行严格监测，高度重视预防措施，严格防范矿井内热害的发生。
4.优化矿井运营通过优化矿井运营，如适当调整采煤的进度和速度，合理布置输送工具等，可减少运行能量消耗，从而降低矿井内的温度。
5.技术措施如采用降温剂、矿渣覆盖、水雾挂帘等技术措施，有助于降低矿井内的温度，进一步提高煤矿生产的安全性和效率性。
结论矿井热害的危害是多方面的，矿井内的高温环境有可能导致身体不适、生产安全事故等等。
因此，有必要采取综合措施来防范矿井热害，比如优化通风系统、合理布局和采样方案、科学管理、优化矿井运营和采用技术措施等方法，来最大限度地降低矿井内的温度。
只有这样，才能确保煤矿的生产安全和高效生产。
浅析煤矿深井热害及其防治技术
浅析煤矿深井热害及其防治技术煤矿深井热害是指在煤矿深部开采过程中由于地温的升高、辐射热和通风造成的高温环境，对矿井工人身体造成不利影响的现象。
煤矿深井热害不仅影响了矿工的生产和生活，而且还影响了矿井的安全生产。
对煤矿深井热害的防治技术进行深入的研究和探讨，对实际生产中的有效防治有着重要的意义。
我们来分析一下煤矿深井热害的成因。
矿井的深部地层温度通常高于地表温度，每往下深入100米，温度就会升高约3-4摄氏度。
矿井深部地温的升高主要原因是地热和矿体自身热量的影响。
矿体因为含有煤、瓦斯和水等热源，在开采过程中易造成地下温度的升高。
地下水的渗漏和地下大地的热传导也是导致矿井深部地温升高的主要原因之一。
煤矿深井热害给矿工的身体健康带来了不可忽视的影响。
长期在高温环境下工作，会影响到矿工的心理和生理健康。
高温环境容易导致矿工出现头晕、头痛、乏力等症状。
长期暴露在高温环境下，还会引发中暑、晕厥、中风等严重的身体疾病。
煤矿深井热害的防治工作势在必行。
为了有效地防治煤矿深井热害，需要从以下几个方面入手：一是加强矿井通风系统的建设和改造。
通风系统是控制矿井温度的重要手段。
通过合理规划、布局，优化通风系统，冷却矿井内部空气，是有效防治煤矿深井热害的关键。
二是加强对矿工的健康监测和防护措施。
通过对矿工进行身体健康的定期检查，及时发现矿工身体健康状况，采取一定的防护措施，可以减轻矿工在高温环境下的工作压力。
三是加强煤矿深井热害防治技术的研究和应用。
通过科研技术的不断突破和实践经验的总结，不断优化煤矿深井热害防治技术，为矿井的安全生产提供更为可靠的技术支持。
需要指出的是，煤矿深井热害的防治工作不仅仅是科研技术和设备的改良，更重要的是全社会的共同参与和宣传推广。
只有政府部门、企业单位、科研机构和矿工个人都能够加强合作和交流，才能够真正做到煤矿深井热害的全面有效防治。
通过对矿工的健康卫生知识的宣传普及，提高矿工自我保护意识和能力，也是防治煤矿深井热害的重要手段。
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深井高温矿山热害控制新技术刘晓明,罗周全,夏长念,吴亚斌,刘望平(中南大学资源与安全工程学院,长沙410083)摘 要: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。
关键词:深井热源;热害;深井采矿;冰冷却系统中图分类号:X9361TD7 文献标识码:A 文章编号:167121556(2006)0120085204①The N ew T echnology of H eat2harm Control in High2temperatureDeep MineL IU Xiao2ming,L UO Zhou2quan,XIA Chang2nian,WU Ya2bin,L IU Wang2ping (S chool of Resources and S af et y,Cent ral S out h U ni versit y,Changsha410083,Chi na)Abstract:Wit h t he increase of mine dept h,t he problem of high2temperat ure heat2harm is becoming more and more serious.Cooling has become an extremely important work in deep mining.In t his paper,some met hods of cooling are int roduced.The paper also int roduces t he technology of ice cooling system,including t he ice p reparation,transportation and t haw.It can be clearly drawn t hat t he ice cooling system,as a new2 type deep mine high2temperat ure hazards cont rol technology,due to it s many prominent advantages,such as no pressure of water,lower co st and higher effciency,etc.,would be applied very well in t he cooling field for deep mining.K ey w ords:deep2mine heat source;heat2harm;deep mining;ice cooling system0 引 言随着社会对矿产资源需求的增长,矿山开采深度正逐步增加。
目前,德国和俄罗斯的一些矿山开采深度已达1400～1500m;南非卡里顿维尔金矿,开采深度达3800m,竖井井底已达地表以下4146 m;加拿大超千米的矿井有30座,美国有11座,我国也有一些千米深井矿山。
深井开采条件下,必然会出现一系列新的问题,如地压增大、井温增高,矿山运输、提升、排水、支护、通风等方面的困难也随着增大。
因此,深井采矿必须从工艺技术和设备等方面来解决地压、通风、降温、提升和排水等一系列技术难题,保证矿山的正常运行[1]。
笔者重点探讨深井开采中的热害控制问题。
目前国内外采用了不同的降温控制方法,常见的有隔离热源、通风降温及个体防护等。
但随着开采深度的不断增加,这些传统的降温方法已不能很好地满足生产的需要,人工制冷降温在这种条件下随之产生。
目前国内矿井采用的人工制冷降温技术多以水冷却系统为主,但大量实践表明,冰冷却系统具有无静水压力、运行成本低、制冷效率高等突出优点,更具应用价值,目前已在国外多个矿山成功应用。
1 深井降温技术根据矿井热害程度和热害产生的原因不同,高温矿井热害防治措施主要有隔离热源、通风降温、个第13卷 第1期2006年 3月 安全与环境工程Safety and Environmental EngineeringVol.13 No.1Mar. 2006①收稿日期:2005206220作者简介:刘晓明(1982—),男,硕士研究生,研究方向为深井开采技术与环境热害控制。
体防护和人工制冷降温等[2,3]。
1.1 隔离热源对地热型热害矿井,热源主要来自高温岩层,并通过井巷岩壁散发热量,可采用比围岩的传热系数小的隔热物质喷涂岩壁,防止围岩传热。
国外采用过赛璐璐泡沫、硬质氨基甲酸泡沫等隔热材料;对于热水型矿井,采用超前疏放水,疏放的热水用隔热管排到地面,或经有隔热盖板的水沟导入水仓,防止热量和热蒸汽进入风流[1]。
1.2 通风降温采用通风降温比较经济实用,当岩温不超过36℃时,通风降温能起到良好效果,应优先采用。
通风降温主要从以下两个方面考虑[4]:①健全通风系统,提高工作面的有效风量;②适当加大进风量。
降低工作面气温的首要措施是增加风量。
据有关资料表明,南非利用通风降温,其临界深度为1600 m[2],这一数据对我国金属矿山深井开采具有重要的参考价值。
1.3 个体防护在工人分散的井下高温作业地点,不便采取集中降温措施时,可采用个体防护措施。
例如,澳大利亚布里斯班的昆士兰大学成功研制出2种新型冷却工作服。
实验结果表明,当使用水冷却工作服时,人体出汗率可减少25%;当使用空气冷却工作服时,人体出汗率可减少35%[5]。
1.4 人工制冷降温技术由于矿井人工制冷降温需消耗大量动力,因此,往往是应用于开采较深、热害严重的矿井。
矿井人工制冷降温,其技术关键是制冷、输冷、传冷与排热。
矿井制冷主要采用制冷机,制冷机所用的制冷剂必须符合无毒、不可燃和无爆炸危险的要求。
制冷站制取的冷量若采用管道以水作为载冷剂进行输冷,即形成水冷却系统;若采用冰块输冷,则形成冰冷却系统[4]。
2 深井降温冰冷却技术冰冷却技术就是地面制冰厂制出的冰经空气动力输送装置输送到垂直输冰管道入口处,冰依靠自身重力到达井底水平管道口,在水平管道口处冰依靠相互间的挤压作用使后面冰的势能转变为前面冰的动能,这样冰可以在水平管道中继续向前运动,最终被输送到融冰槽。
在融冰槽内冰和水进行充分的热交换,产生接近0℃的冷水被输送到需要冷却的工作面,而循环水中多余的回水被送回地面重新冷却制冰[6],如图1所示。
图1 冰冷却系统示意图Fig.1 Ice cooling system2.1 冰的制备冰冷却系统的冷冻机设在地表,制出的冰破碎后输送到井下融冰槽中溶解,制冰能力由井下所需制冷量确定,例如,制冷量为5MW的制冷设备若用冰冷却系统代替,相应制冰厂的生产能力应为100t/d[7]。
冰的形状可以分为粒状冰和泥状冰,采用冰的形状不同决定了整个系统的设备选择。
2.1.1 粒状冰的制备粒状冰冷却技术所采用的冰粒形状有多种,如立方体、锥体、圆柱体、管状和片状等,其形状主要是由制冰机蒸发器的几何形状决定。
制取粒状冰需要制冰机有较低的蒸发温度(-15～-30℃),这使得制冰机的性能系数(COP)降低,COP约在2.0～3.5范围之内。
相对而言,管状与片状冰的制冰机COP 要比立方体、锥体等块状冰高[8,9]。
采用粒状冰的优点是:较低的蒸发温度使得冰粒具有较大的过冷度,从而可以减小输送过程中的冰融化损失,而且便于输送,同时制冰设备制造技术也比较成熟。
粒状冰制冰机的工作过程分为制冰和收冰两个阶段。
制冰和收冰的时间影响着制冰机的性能,在冰冷却系统中,一般制冰期为10～20min,收冰期为60～90s。
2.1.2 泥状冰的制备泥状冰是指水或盐水中混合的小冰晶,制取时形成的小冰晶从盐水中析出,这个过程叫做冰冻除盐。
目前,用于制冷的大规模泥状冰的制备主要有以下三种方法:(1)间接传热法。
水或盐水通过浸没于制冷剂的管子,在水流的内部产生小的冰晶核,从而形成水68 安全与环境工程 第13卷和冰晶核共存的泥冰状态。
(2)真空制冰法。
在一个密闭的容器内,通过不断地抽放含有盐分的水蒸汽,达到沸腾与凝结同时存在的三相点状态,在该状态,冰、水和水蒸汽共存,通过不断搅拌,冰泥可持续产生。
就一般情况而言,每产生7.5kg 的冰泥,约需抽放1kg 的水蒸汽。
(3)直接传热制冰法。
盐水和不溶性冷剂液体的混合液通过喷嘴在密闭容器内雾化,并冷却形成冰晶核和盐水共存的泥状冰状态。
2.2 冰的输送制冰机制出的冰一般通过管道输送,由于在相同的冷负荷下输送的冰量只占输送冷冻水量的1/4～1/5,所以冰输送管径比冷冻水管径要小。
冰的输送方法有传送带输送、风力输送、水力输送和重输送几种。
不同形状冰和不同的输送位置应采用不同的输送方式。
2.2.1 粒状冰的输送粒状冰从制冰厂到竖井井口可采用传送带或风力输送,竖井内以及井下到融冰槽的水平段可采用重力输送,其输送线路如图2所示。
风力输送属于管道输送的一种方式,压缩空气的压力应保持在150kPa 以上,实际应用时可达到400kPa ,空气温度宜在8℃以下[10,11]。
图2 冰输送线路示意图Fig.2 The route for ice transportation实验表明,使用非塑性聚氯乙烯管道比钢管更有利于粒状冰的输送。
为保证冰粒在竖井井底车场能依靠其势能作用而水平移动到数百米远的融冰地点,管道的曲率半径应大于3m ;管径的大小根据输冰量和冰的设计流速确定,实际应用中,冰的流速宜控制在0.5～2.5m/s 之间[8]。
2.2.2 泥状冰的输送泥状冰只能采用水力输送,对管道和泵都没有特殊要求,其优点是可以直接利用改造后的冷水管道进行输送。
为了减轻过高的静水压力对井下设备的影响,可采用高低压换热器,也可安装水轮机等水能回收装置,以减少输送能耗。
2.3 冰的融化融冰装置设于井下,其结构分为三部分,冰块放于融冰槽的冰床上,为保证冰床的均匀,需将冰层进行筛动。
工作面回水从上部喷淋下来经过冰层后,流入下部冷水池,冷水池内的水(温度接近0℃)送往工作面作为冷冻水,而工作面回水一部分可作为井下辅助用水,另一部分为循环用水重新返回融冰槽[2]。
融冰槽的主体是叠层冰床,一般做成圆形断面;融冰槽的底部为冷水池(如图3所示);为适应负荷和输冰量的变动,融冰槽应保证一定的高度(通常在1～2m 左右),兼作储冰仓用。
融冰槽直径可根据所应满足的换热能力加以确定,一般为输冰管直径的5～10倍[11]。
图3 融冰装置示意图Fig.3 The diagram of the ice melting device2.4 冰冷却系统的特点冰冷却系统具有如下特点[9,12]:(1)冰冷却系统的制冷设备设于井上,制冷系统可不受井下内部条件及冷凝热排放困难的限制,可提高制冷效率;(2)输送同样的冷量,冰冷却系统所需水量仅为水冷却系统的1/4～1/5,相应排水管道、设备及运行费用也将减少;(3)由于制冷设备放置井上,免除了井下制冷设78第1期 刘晓明等:深井高温矿山热害控制新技术 备及其动力设备工作时产生的热量,减少了井下的冷负荷,节约大量的能源。