矿井降温技术研究现状
矿井降温技术研究现状及展望
根据国务院最新规定 ， 井下作业地点的空气
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应用能源技术
２ ０ １ ４年第 １ １ 期（ 总第 ２ ０ ３ 期）
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矿 井 降温 技 术 研究 现 状 及 展望
高 志鹏
（ 霍 州煤 电集 团公 司三 交河煤矿 ， 山西 临汾 ０ ４ １ ０ ０ ０ ）
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矿井地热利用与降温技术的综合研究与应用
一、前言大多数矿井在开采过程中，都要涌出一定量的矿井废水（简称“矿井水”），这部分矿井水一年四季温度恒定，水量随着矿井生产规模的不断扩大和开采时间的增长会逐步增大，是一种稳定的、可利用价值很高的冷热源，是从水中提取热能和往水中释放热能的理想环境，最适合应用水源热泵空调。
但多数矿井都忽视矿井水的利用价值，其中的热能往往随矿井水的排放而流失，造成热源的浪费。
我公司与世界知名厂家协作，将矿井水的能量利用与井下采掘工作面降温技术综合起来研究，在全国煤炭行业率先利用水源热泵空调技术这一国内成熟技术，实现了矿井水与本矿副立井井口进风流之间的热量转换，达到了对矿井进风流升温或降温的目的，取得了显著的经济效益和社会效益。
二、基本原理1、冬季制热通过水源热泵空调机组将矿井水中的部分热量提取出来，再通过末端送风设备把热量传递出去，以消耗少量的电能，完成从低品位热能向高品位热能的转移，来取代传统的燃煤锅炉，为矿井井口实施供暖，保证井口处的空气温度始终保持在2℃以上，符合《煤矿安全规程》的要求，杜绝井筒内出现结冰现象，确保提升安全。
经测试，当开启2台水源热泵机组，在本矿副立井井口棚室外环境温度-10℃时，井口处的实际风温达到4.5℃，完全满足井口供暖需要。
2、夏季制冷利用末端送风设备吸收矿井进风流中的热量，通过水源热泵空调机组将吸收的热量传递到矿井水中，从而降低矿井进风流的温度，为井下采掘工作面提供凉风，改善工作人员的作业环境。
三、工艺流程1、制热流程水温19℃矿井水首先进入旋流除沙器除沙，再经过电子水处理仪除掉絮状物，然后进入水源热泵空调机组蒸发器与氟利昂R22制冷剂进行热交换，通过氟利昂的形态汽化，吸收矿井水中的部分热量，利用压缩机做功将汽态氟利昂变为液态，释放热量，再通过冷凝器与空调系统的循环水进行热交换，制出45～50℃的空调热水，为井口末端送风设备提供热量。
2、制冷流程水温19℃矿井水首先进入旋流除沙器除沙，再经过电子水处理仪除掉絮状物，然后进入水源热泵空调机组冷凝发器与氟利昂R22制冷剂进行热交换，通过氟利昂的形态液化，向矿井水释放热量，利用压缩机做功，再通过蒸发器中氟利昂与空调系统的循环水进行热交换，氟利昂吸收循环水中的部分热量，制出7℃的空调冷媒水，为井口末端送风设备提供冷量。
高温矿井热源分析与制冷降温技术应用
高温矿井热源分析与制冷降温技术应用随着矿井作业的深入，矿井的温度越来越高，以至于无法正常工作，影响矿井作业的安全和产量。
因此，必须对高温矿井的温度进行冷却降温，以实现矿井作业的安全和高产量。
本文介绍了矿井热源分析和制冷降温技术应用的发展情况。
一、矿井热源分析1、矿井热源单位分析分析矿井热源，可以识别出热源分布、热量来源及其大小等信息，从而为矿井热源控制提供理论依据和科学技术指导。
根据矿井热源的性质，可以将矿井热源分为三类：煤矿、金属矿井和非金属矿井，每个矿井热源的单位分析结果都不同。
（1）煤矿热源单位分析煤矿热源主要来自煤层释放的热量和机械粉碎过程产生的热量，同时还有气体内热量的损失。
火山断层的热量也会影响煤矿的热源分析。
煤矿的热源分析可以采用数值模拟、热流计算等方法。
（2）金属矿井热源单位分析金属矿井的热源主要来自于矿山的热量释放，也可能有热量生成。
另外，采矿过程中产生的灰尘等污染物也会影响金属矿井的热源分析。
金属矿井热源分析可以采用流量计算、传热力学、模拟统计等方法。
（3）非金属矿井热源单位分析非金属矿井的热源主要来源于机械磨损等内部热量，也可能会有热量损失。
非金属矿井热源分析可以采用温度测量、温度场分析、模拟统计等方法。
2、矿井热源总量分析矿井热源总量分析是矿井降温的基础，考虑矿井热源的单位面积和总量，是可靠地控制矿井热源的重要方法。
矿井热源总量分析的方法有多种，比较常用的有热负荷计算、定常态热源模型和瞬态热源模型等。
二、制冷降温技术应用矿井降温技术主要有采取自然降温和制冷降温两种方式。
自然降温是在矿井安全生产的基础上，利用温度梯度、冷却空气进行降温。
制冷降温主要利用制冷设备的改造，使用制冷、新风、排风等技术，对矿井进行降温。
1、制冷系统应用制冷系统可以有效地降低矿井温度，提高矿井安全生产水平，降低耗电量。
制冷系统可以采用中央空调系统、联合抽湿系统和地暖系统等安装方式。
（1）中央空调系统中央空调系统采用蒸发式制冷，可以单独或整体安装，使矿井有均匀的温度分布。
我国矿井空调的现状及发展趋势
我国矿井空调的现状及发展趋势随着矿山深度的加深，矿井温度越来越高，这不仅给矿工的生产生活带来了极大的不便，而且还对矿山的安全生产带来了很大的隐患。
为了解决这一问题，矿井空调技术应运而生。
本文将从矿井空调的现状、发展趋势等方面进行分析。
一、矿井空调的现状目前，我国矿井空调技术已经得到了广泛的应用，但是与国际先进水平相比，我国矿井空调技术还存在一定的差距。
主要表现在以下几个方面：1.技术水平不高，产品品质不稳定我国矿井空调技术起步较晚，技术水平相对欠缺，产品品质不稳定，这是我国矿井空调行业的一大瓶颈。
2.能耗高、效率低我国矿井空调设备的能耗较高，效率较低，这不仅增加了矿井的能源消耗，而且还给矿工的工作带来了一定的不便。
3.缺乏标准化生产我国矿井空调行业的标准化程度较低，产品的生产和质量控制缺乏一定的规范性和标准性，这给产品的质量带来了一定的影响。
二、矿井空调的发展趋势为了满足矿工的生产和生活需要，矿井空调技术不断地发展和改进，未来的发展趋势主要表现在以下几个方面：1.智能化、自动化技术的应用随着科技的不断发展，智能化、自动化技术的应用将成为矿井空调技术的主要发展方向。
通过智能化、自动化技术的应用，可以实现矿井空调的智能化控制和自动化调节，提高设备的效率和稳定性。
2.节能、环保技术的应用节能、环保技术的应用也是矿井空调技术的重要发展方向。
通过采用节能、环保技术，可以实现设备的能耗降低、效率提高，同时还可以减少对环境的污染。
3.绿色制冷技术的应用绿色制冷技术是未来矿井空调技术的重要发展方向。
绿色制冷技术采用环保、低碳、高效的制冷剂，可以实现设备的高效、稳定、低耗能运行，同时还可以减少对环境的污染。
4.标准化生产标准化生产是矿井空调技术发展的重要保障。
通过标准化生产，可以实现产品的规范化生产和质量控制，提高产品的品质和竞争力。
三、结论矿井空调技术的发展，不仅关系到矿工的生产生活，还关系到矿山的安全生产。
目前，我国矿井空调技术已经取得了一定的进展，但是与国际先进水平相比还存在一定的差距。
矿井降温技术研究述评
矿井降温技术研究述评
矿井降温技术一直是煤矿安全生产的重要环节之一。
随着煤矿开采深度的不断加深，矿井温度也越来越高，超温现象频发，给矿工的安全生产带来了很大的威胁。
因此，矿井降温技术的研究和应用变得越来越重要。
矿井降温技术主要包括传统的机械降温和新型的物理、化学降温技术。
传统的机械降温技术包括通风降温、水喷雾降温、冷却降温等。
这些技术虽然已经得到广泛应用，但是由于其效果有限，难以适应现代化、深部、高温、高湿等条件下的矿井降温需求。
新型的物理、化学降温技术则是近年来发展起来的一种新型技术。
它们的原理是通过改变矿井内部的物理、化学环境，来达到矿井降温的目的。
这些技术包括冷媒降温、水泥浆封堵降温、地源热泵降温等。
这些技术具有效果好、节能环保等优点，已经得到了广泛应用。
但是，新型降温技术也存在一些问题。
首先是技术成本较高，不适合所有的煤矿；其次是技术本身还不够成熟，需要进一步完善和提高。
因此，我们需要在推广新型技术的同时，继续加强对降温技术的研究和探索，寻求更好、更实用的技术方案。
总之，矿井降温技术是煤矿安全生产中不可或缺的一项工作。
我们需要不断推动技术创新，加强科学研究，为煤矿安全生产提供更加可靠、高效、节能、环保的降温技术。
浅谈矿井降温技术
浅谈矿井降温技术摘要：本文根据我国高温矿井的热害现状以及危害，提出解决的一般措施和方法，重点阐述人工机械制冷降温的分类，并具体分析了各种降温方式的优缺点和适用范围，从国家节能减排角度，提出矿井地温热能综合利用的前景。
关键词：矿井降温分类优缺点热能利用一、我国煤矿热害现状及危害性随着我国煤炭资源开采范围的扩大和开采强度的增加，井工煤矿开采深度不断增加，除内蒙古、新疆以及山西部分地区等近年来新开发的煤炭基地外，许多矿区逐步进入深井开采。
据有关统计资料，80年我国煤矿平均开采深度为288m，到90年代已达428m，到2010年采深超过1000m的矿井己有数几十对。
因开采深度增加引起的煤矿热害愈来愈引起政府和企业的重视。
高温的工作环境会使人感到不舒适，从而降低劳动生产率。
另外，高温高湿环境，造成井下机械设备、电气设备事故率增加，影响安全生产和正常工作效率。
2005年以来我国一些生产矿井，由于工作面出现高温问题，使掘进进尺和回采产量减少，以致不能按期完成工作任务，甚至个别工作面出现人员出现中暑昏倒现象。
根据《煤矿安全规程》规定，“生产矿井采掘工作面空气温度不得超过26℃，机电设备硐室的空气温度不得超过30℃；当空气温度超过时，必须缩短超温地点工作人员的工作时间，并给予高温保健待遇。
”，“采掘工作面的空气温度超过30℃、机电设备硐室的空气温度超过34℃时，必须停止作业。
”，“新建、改扩建矿井设计时，必须进行矿井风温预测计算，超温地点必须有制冷降温设计，配齐降温设施。
研究矿井降温技术、研发高效节能降温设备，治理矿井热害，保障广大煤矿职工的身心健康，是我国煤炭工业持续健康发展过程中亟待解决的问题之一，也是煤矿管理人员、煤炭科研工作人员贯彻以人为本的思想，以实际行动全面落实科学发展观的重要工作之一。
二、产生矿井热害的原因及控制措施根据调查的情况，引发矿井热害和采掘工作面温度较高的主要原因有以下几个方面：（1）受地球内部结构的影响，围岩存在一定的岩温梯度，因而随着开采深度增加，围岩散热不断增加，矿井空气温度上升而导致矿井热害。
浅谈矿井降温技术
浅谈矿井降温技术随着浅部矿产资源的开发殆尽，矿井采深的增加和机械化水平的提高，地温高、采掘工作面气温高的现象不可避免，矿井热害将成为继顶板、瓦斯、水、火、粉尘五大灾害的又一大灾害。
当前矿井高温热害日趋严重，已经成为严重制约矿井正常生产，影响矿井经济效益的重大问题之一。
本文针对矿井高温热害这一客观存在的现状，着重对机械集中降温制冷技术进行了探讨和研究。
标签：矿井降温；矿井热害；降温措施1 引言我国南方地区在夏季地面空气温度高达40℃，直接影响井下空气温度。
此外，由于开采深度大（据我国煤田地温观测资料统计，地温梯度为2-4℃/100m）[1]，岩层温度，井下涌水温度高，运输过程中的煤炭放热，开采出来的煤炭温度高，其在运输过程中对风流强烈加热，机电设备散热等原因，也会使采掘工作面出现高温、高湿的气候条件。
许多煤矿在夏季生产过程中，矿井热害严重影响工人的作业效率同时威胁着他们的身心健康，甚至可能导致一些矿井事故的发生，给煤矿的安全生产及其正常管理带来了极大的不便，创造井下舒适的劳动环境是目前亟待解决的问题。
2 矿井降温措施2.1 杜绝热源及减弱其散热强度在矿井热平衡中，氧化放热和局部热源放热占很大的比例。
应尽量利用岩石巷道进风，防止煤氧化生热的交换；避开局部热源；尽量减少巷道的煤尘和不用的木料，放止暴晒的防尘水进入进行和暴晒的矿车、材料、设备下井。
考虑到运输煤炭时，由被运煤炭释放热量引起风流温度上升，电机车本身放热，应尽可能的将运输设备移到回风水平[2]。
设法引导机械设备排出风流进入总回风流而不随新鲜风流进入工作面，便可以减弱機械散热引起的风流温度增高。
2.2 通风降温目前在对高温矿井掘进工作面的降温、除湿及提高含氧量所采用的非人工制冷降温措施中，最常用的是通风降温技术。
该技术主要是提高矿井进风量，加大巷道和采掘工作面的风速，缩短进风路线；建立合理的通风系统，采取并联通风，尽量避免和减少串联通风；采取下行风、W形通风等有利于通风降温的布置方式[3]。
深部开采的矿井降温
深部开采的矿井降温摘要：随着开采深度的加大，由于地温梯度，地质原因，大型机械的使用，矿井温度很高，甚至影响到正常的生产。
对于国内外目前正在使用的一些降温措施，进行分析比较。
他们具有各自的特点和适应性，在实际应用中也取得了良好的效果。
关键词：开采深度降温措施1前言1.1为什么深部开采需要降温随着浅部矿产资源的不断采竭，目前越来越多的矿山已经或即将转入深部开采，从而使得矿山的热害问题也不断增加。
统计资料表明，目前国内受高温热害影响的煤矿多达130个，随着矿井开采年限的增长，这个数字还将迅速扩大。
矿井向深部延伸、大型机械化设备的采用，开采强度的加大，采场向深部延伸的速度加快，加剧了工作面温度环境的恶化。
工人长时间处在高温热环境中，生理调节机能将发生严重障碍，出现体温升高，代谢紊乱，心跳加快，心律失常、血压升高等现象，甚至虚脱中暑，严重时可能导致昏迷或死亡。
由于高温高湿的作业环境中会使作业人员精神烦躁、疲惫乏力、精力不集中，也增加了事故发生的机率。
1.2矿井降温的意义随着国民经济的持续稳定发展和我国对矿山资源回收率要求的提高，特别是矿产资源中煤炭价格的回升，开采深度不断加深，但是由于人的热适应能力与其所处的大气环境有关，处在热带地区的人的热适应能力要大于处在寒带地区的人的热适应能力。
人不能长时间的在高温的环境下工作。
导致生产效率降低，危险发生的可能性在加大，而且我国金属矿山规定井下作业地点的空气温度不得超过27℃，化学和铀矿矿山规定不得超过26℃。
因此有效地降温和控温措施，对于安全高效，绿色开采有着非同一般的重要意义。
2 深井降温研究现状纵观国内外矿井降温技术，改善矿井内气候条件的措施很多，但总体上可以分为非人工降温技术（采矿技术）和人工制冷降温技术（矿井空气调节）两大类。
我国矿井热害治理工作始于20世纪50年代，但直到80年代后期才取得实质性进展，相关研究论文和著作相继问世。
目前，我国矿井空调的制冷能力和制冷设备比以往都有了很大的提高和改进，但与国外相比仍有一定的差距，大型矿井集中式空调系统中的许多问题尚待解决。
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矿井降温技术研究现状
矿井的高温热害防治问题是一个世界性的难题。
为了提供可接受的矿井工作热环境条件，机械制冷降温已经成为矿井热害治理的必须手段。
目前已经进入到实际工程应用过程并且技术比较成熟的主要有三种模式：风冷系统、水冷系统与冰冷系统。
1国外研究现状
国外一些国家应用矿井空调技术已有700多年的历史。
英国是世界上最早在井下实施空调技术的国家。
早在1923年英国彭德尔顿煤矿就在采区安设制冷剂冷却采煤工作面的风流，巴西的莫罗维罗矿及南非的鲁宾逊深井也早在30年代就采用了集中冷却井筒入风风流的方法降温。
60年代南非便开始了大型的矿井降温工作，矿井空调系统也逐渐大型化和集中化。
德国是世界上煤矿采深最大的国家。
1985年德国煤矿平均采深已达900m，最深的依本伦矿已达1530m，矿井原始岩温最高达60℃。
1990年德国产商品煤约7000多万吨，矿井降温总制冷能力约285MW，其中有180台平均制冷能力达到1200kW的冷水机组、280台平均制冷能力为260kW的冷水机组。
使用的空冷器约600台。
煤矿集中制冷能力超过3.7MW的有
18个，制冷能力合计为126.9MW。
其中采用井下集中制冷系统有8个，制冷能力计48MW；采用地面集中制冷系统的有6个，制冷能力计53.4MW；采用井上下联合制冷系统的有4个，制冷能力计25.5MW。
2006年德国井工煤矿仅剩下三个矿区，分别是鲁尔（Ruhr）区、萨尔(Saar)区和依本比仁(Ibbenbueren)区。
全德国共8对矿井，矿井开采深度都在800~1000m以上。
现有的8对矿井全部采用机械制冷降温系统。
均采用地面集中式或井下集中式或混合式布置冷水机组，井下局部可移动式制冷系统仅作为上述系统的补充。
东欧国家以前苏联和波兰为代表，矿井高温问题也相当严重。
前苏联从化70年代开始采用大规模的矿井空调降温系统，矿井采深达1200m，岩温高达40~50℃，井下单机制冷能力最大达1.5MW，地面达4.2MW。
波兰煤矿平均深度为575m，岩温为30~43.5℃。
1983年波兰首次在井下安装了一套局部空调装置，制冷量为0.25MW，此后，波兰的矿井空调技术发展很快。
世界上的矿井空调规模最大的当属南非金矿，全国矿井全部采用矿井空调。
南非对矿井空调新技术的研究十分重视，1985年11月南非首次在世界上采用
冰作为载冷剂。
由于冰的溶解度高于水的比热，所以对于输送相同的冷量，冰的质量流量仅为水的1/5。
2国内研究现状
我国矿井空调技术的应用始见于60年代。
在60年代初，我国开始采用小型制冷设备对矿井风流进行冷却。
1964年淮南九龙岗矿在水平分层假顶工作面和掘进头采用一台苏制4ΦY-10型制冷机进行降温实验，取得了一定的效果。
1966年武汉冷冻机厂和抚顺煤研所共同研制了JKT-20型矿用移动式空调器。
1979年在JKT-20型的基础上又研制出了JKT-70型矿用移动式空调机组在平顶山一矿使用，使用时配备了4台55kW的空冷器，是工作面温度下降了4-6℃。
1980年湖南某金属矿在我国第一个采用了地面集中制冷、井下冷却风流的矿井空调系统。
地面设置两台6AW-17型制冷机，产冷量达0.67MW，空冷器的实际供冷量达0.22MW，工作面平均气温降低6-7℃，掘进效率提高78-84%，这是我国矿井集中降温的雏形。
1984年山东新汶孙村矿在井下-400m水平建立了我国第一个集中制冷装置，设备为两台重庆通用机械厂生产的II-JBF50×0型离心式制冷机，制冷量为1.75MW。
冷水管道总长为1530m，管道保温材料为EPS可发性聚
苯乙烯。
空冷器设于工作面进风口，冷凝热利用矿井总回风流排放。
由于输冷管路系统处于回风流中，冷损高达45%以上，制冷系统可靠性低、降温效果差。
“七五”期间，平顶山八矿又建立了我国第二个井下集中制冷系统。
制冷站设备选用了三台国产的III-JBF50×0型离心式制冷机，一台德国产的WKMZ-1200型螺杆式制冷机组，总制冷能力为0.5MW，实际运转制冷能力为0.24MW。
采煤工作面安设两台KBL-150型空冷器，安设位置距工作面进风口100m，掘进工作面安设一台KBL-90型空冷器，安设位置距迎头50-100m。
供冷管道为双层隔热管道，隔热材料为聚氨酯泡沫塑料，管道冷损量为5.1%，冷凝热利用矿井总回风流排放，总排放量为0.3MW。
降温前，平八矿采掘工作面气温一般为29-32℃，最高达34℃，降温后，当采煤工作面风量为600-900m3/min，风温降低3-6℃。
1991年孙村矿在千米立井的地面建立了集中制冷系统，设3台制冷机啊组，2台国产、1台进口德国机组。
但没有进口高低压换热器，地面系统未投入运行。
90年代末孙村矿在考察平顶山五矿的井下集中制冷系统后，又在井下-800水平建立了集中制冷系统。
此时的平五矿、孙村矿的井下降温系统由于可靠性不高，而未取得良好的降温
效果。
2002年新汶矿业集团在总结国内20年的矿井制冷降温经验教训后，考察了南非的地面集中制冰、井下输冰的降温系统，立即在千米立井设置了地面集中制冰、井下输冰的冰冷低温辐射矿井降温系统。