煤矿的热害及防治
梅花井煤矿深部热害防治技术的应用
梅花井煤矿深部热害防治技术的应用摘要:随着矿井开采深度的增加,矿井高温热害问题开始凸显,严重影响了煤矿的安全生产。
本文简要介绍了梅花井煤矿高温热害的状况,分析了高温原因及介绍了非机械制冷降温技术和机械制冷降温技术相结合在梅花井煤矿的应用,取得良好的降温效果。
关键词:矿井热害防治技术机械制冷非机械制冷矿井高温热害已被认为水、火、瓦斯外的第4大矿井灾害,其严重影响了煤矿正常的安全生产,威胁了职工的身体健康。
梅花井煤矿21采区上煤组综采工作面最高月平均气温33.2℃,掘进工作面为33.6℃;上煤组综采工作面最高月平均气温35.1℃,掘进工作面为35.4℃。
根据《煤矿安全规程》(2010)第一百零二条规定“生产矿井采掘工作面气温不得超过26℃,采掘工作面气温超过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”。
因此,矿井降温技术在煤矿的应用已非常重要。
1 井田地温状况根据钻孔资料确定,梅花井井田的恒温带深度为70m,温度为15.06℃,平均地温梯度为3.12℃/100m。
从本区地温梯度和热害区的分布范围和变化规律分析,地温场明显受构造的控制。
区内构造形态以单斜构造为主,地热沿层面传导较好,煤层露头和地层浅部为地热散失创造了条件,故浅部的地温梯度较小,深部地温梯度偏高,一、二级热害区度主要分布在深部。
各主要煤层的+850m水平以浅基本无热害区,一级热害区分布在+850m～+650m水平间,二级热害区分布于各煤层的+65m0水平以深部位。
2 矿井致热因素本矿热害致热因素按其影响程度的大小分别为岩热、压缩热、氧化热、机电设备散热和人体散热,局部可能存在热水散热。
因此,矿井致热因素主要是岩热、压缩热、机电设备散热和氧化散热。
热源结果汇总表见表1。
2.1 岩热井巷围岩散热的主要途径有三:一是借热传导自岩体深处向井巷传热;二是经裂隙水借对流将热传给井巷;三是回采、掘进及运输过程中的煤炭、矸石放热。
矿井热害的调查与防治
★科技大观★矿井热害的调查与防治吕 品(安徽理工大学,安徽省淮南市,232001) 摘 要 介绍了矿井热害的调查方法,包括围岩的原始温度测定和热源分布状况测定,结合永川煤矿六井的情况,提出了改善热环境的降温措施。
关键词 原岩地温 测定方法 热害防治 随着矿井开采向深部延伸和机械化水平的提高,我国矿井热害问题日趋突出,严重危害矿工的身体健康,制约着矿井生产效率的进一步提高。
大力开展热害矿井的热害调查,正确分析热害产生的原因,对于准确地划分矿井热害等级,并从根本上防治矿井热害有着重要的意义。
1 矿井热害的调查方法1.1 高温工作点的调查《煤矿安全规程》明确规定:采掘工作面空气温度不得超过26℃,机电硐室的空气温度不得超过30℃,并且,当上述两工作地点的空气温度超过30℃和34℃时,必须停止作业。
所以,当井下工作地点出现高温时,应对高温地点的分布状况进行统计,对空气物理参数进行跟踪测试,以便了解热害的危害程度。
1.2 基础参数的测定2.2.1 围岩的原始温度测定[1][3]围岩原始温度(即原岩地温)的测定是矿井热害防治最重要的基础工作,所取得参数是进行矿井热源分析及井下风流温度预测计算的重要基础参数,也是划分矿井热害等级的基本依据。
原岩温度的测定一般分两种:一是深孔测温法,二是浅孔快速测温法。
两种方法的选择要视测温地点的具体情况而定。
因为,巷道开掘后,围岩中的地温场就会受到矿井排水、通风等因素的扰动,从而在围岩中形成冷却带。
并且随巷道通风时间的延长,其冷却带的厚度也逐渐加大,据有关资料统计[1]:通风时间1年的巷道,冷却带厚度约为18m,2年约为25m,5年以上约为40m。
(l)深孔测温法。
深孔温度就是在井巷中,利用钻机向围岩内打水平测温孔(其深度应大于井巷冷却带厚度),再将在实验室标定好的测温热电偶探头送入孔底,封孔,经过一定时间,测得稳定的温度值即是原岩温度。
利用深孔测温时,必须要设法消除或减少矿井排水和通风的影响,合理地选择钻孔位置和钻孔深度。
金宝屯煤矿井下地热出现的危害及防治技术
金宝屯煤矿井下地热出现的危害及防治技术刘国忠(辽源矿业(集团)有限责任公司金宝屯煤矿，内蒙古通辽028100)。
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’1】{’1一’‘．?日商要]通过对金宝屯煤矿擞个采区的地热调查，分析了地热的危害和影响因素。
提出了地热的防治-PM g，采用冷水降温技术使井口入风风，，．7流温度降低50左右，而使作业地点的温度下降了30左右，从而改善了井下作业环境，在防治火灾和提高劳动效率等方面收到了明显的效益。
／i D搠]高温高热；冷水降温；提高效率；途径j?{j j，j?j?c j^?1。
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?{j??1矿井概况率明显下降。
金宝屯煤矿位于内蒙古自治区科尔沁左翼后旗境内，设计年产量3)易造成事故。
在闷热的环境中，人的中枢神经产生抑制，大脑为90万吨，服务年限52．9年，井口地面标高为+130．0m一+132．5m，皮层兴奋过程减移，条件反射潜伏期延长，精力不集中，好睡觉，身体井下煤层储存在一540m—一770m之间，距地表垂深640m一890m；协调性较慢，工作体力下降，反应不能敏锐，井下易出事故。
矿井开拓方式为双立井单水-T'-开拓，开采水平为一650，矿井通风方式5地热的防治为中央单列式，主井回风，副井入风。
5．1通风降温矿区气候为大陆性气候，7月份为最高气温，最高为+35．9"C，平增加风量是矿井的最佳方式，我矿针对N106区和N101区N105均+240C。
尤以7、8、9月份气候潮湿和炎热。
区的开采，采取加大风流使采区入风。
根据不同的温度增加不同的风2矿井地热的显现量，从而使采区回采期间的工作面上以50～80m及回风的温度得到了2．1N102区地热的显现有效的控制，同时采取提高翻挑时压变形的巷道保证了通风断面，在采该采区在入风顺槽掘送300m时，温度传感器出现的记录为区准备期间采用30kw x2对旋风机和中800r am风筒，并且巷道每增24．10c～24．6。
(整理)城郊煤矿井下热害分析及防治措施探讨
城郊煤矿井下热害分析及防治措施探讨宋松山马艳斌摘要：简要介绍城郊煤矿地温概况，并对井下高温影响进行分析，提出解决问题的有效措施。
关键词：地热；地温梯度；热害防治一、矿井地温概况城郊矿区的年平均气温为17℃，地面标高为+35m，恒温带深度在地面下25 m左右，恒温带温度为17.5℃，井田内平均气温为40℃，6~9月份各采掘工作面及硐室的温度一般在26℃以上，均超过《煤矿安全规程》的规定。
井田平均地温梯度为2.76℃/100 m，地温梯度浅部较高，深部较低。
等温线与煤层底板等高线基本平行，二2煤层-500 m以浅的地温一般低于30℃，-600 m以深的地温井田东南部小面积低温区外，一级高温区覆盖整个井田，F3断层以西-700m以深地段，地温大于37℃，出现一个二级高温点。
东一采区因太灰水的溃入变成了一级高温区，北二采区大部分处在一级高温区内。
二、井下高温的影响因素分析1、地温的影响。
在恒温带下，随着开采深度的增加地温逐渐升高，井下局部地温梯度高达3.5℃/100 m，-700m处的原岩温度可达39℃左右。
地温是影响井下高温的主要因素。
2、热水的涌出（打钻出水）。
井下出水对气温升高产生较大的影响：热水在流经巷道的过程中，对空气传热，导致温度升高。
3、地面气温的影响。
城郊矿地处黄淮流域，温热带地区，冬夏季地面气温差别较大，夏季气温最高可达40℃，冬季气温最低可达-14℃。
地面气温直接影响到井下气温，一般夏季井下空气温度比冬季温度高3~6℃。
4、电器设备散热。
由于矿井现代化程度较高，电器设备的数量越来越多。
机电设备的输入功率中，其无效功率转化为热能而使风流升温。
5、化学反应放热。
全矿井下岩巷掘进头施工过程中，水泥凝结和速凝剂快干作用放热，影响矿井空气温度。
三、地热的危害1、作业人员生理反映不适人在高温环境中作业，产热量得不到及时散发，大量出汗，汗液中水分占99.2~99.7%，其余大部分是氯化钠，所以大量出汗使人失去水分和盐分，如不及时补充，则水分平衡失调，导致脱水、缺盐，使尿液浓缩，加重肾脏负担，久之会导致肾功能不全、头晕、头痛、心悸、恶心、呕吐、血压下降等。
矿井热害分析及其防治
此外 ，矿井下高温也是 造成我 国矿 井火灾事故频 繁发生
的一个不 可忽视 的因素 。
３ 矿井热害的调查方法
３１ 高温工作点的调查 ．
备、 化学反应和空气压缩等热源。
矿井 湿度 采用相对湿度 表示 ，矿井最适 宜的相对 湿度为
《 煤矿安全规程》 明确规定： 采掘工作面空气温度不得超
项目管理还有着更丰富的内容如风险管理沟通管理人力资源管理采购管理综合管理等方面这些常常体现了项目的外部环境国际咨询工程师联合会fidic编制了用于工程项管理的有关标准文件其中业主咨询工程师标准服务协议书电气与机械工程合同条件是国际公认和通用的权威文件非常详细具体规定了项目管理中的各方面充分体现了pmbok对项目管理的要求
４ ｍ。 ０
３２ 热 源分布状 况的测定与分析 ．． ２
高温工作地点确定后，应对从入风井口至高温工作地点 的沿途热力参数进行测定， 主要包括： 围岩地温、 风流状态参
图 １ 矿井热害产生的主要原因
２ 矿井热害的主要危害
２１ 高温对人体的危 害 ．
数、 巷道几何参数、 电器设备运行参数及运行状态 、 生产工序 及生 产环境等 。 目的是对矿井进风 系统 中风流焓增 、 其 围岩散 热、 矿井水散热、 压缩热、 机电设备散热、 氧化散热等热源分布
状 况进行分析 ， 以便有 目的地进行热害治理 。 ３３ 矿井热 害等 级的划分 ．
在高温作业环境中， 能使人产生一系列生理功能的改变： ①体温调节发生障碍 。 主要表现为体温和皮温升高； ②水盐代 谢出现紊乱 ， 使机体的机能受到影响 ； ③循环系统 、 消化系统、 泌尿系统 、 神经 系统等均 会因高温高湿 下的机体大量失 水 。 改
发
济宁二号煤矿热害治理与余热利用改造项目
济宁二号煤矿热害治理与余热利用改造项目济宁二号煤矿井下开采深度达到-1000m，地温一般大于37℃处于一级高温区，为有效解决夏季高温热害，设计采取全风量降温技术治理矿井热害，选用水源热泵机组制备低温冷冻水通过管道输送到设置在主副井口的空气换热站，实现夏季对主副井进行降温；冬季利用矿井水+蒸汽作为热源，由热泵机组制备热水通过管道将输送到设置的井口空气换热站，对主副井口供热。
热害治理与余热利用改造项目有效解决了夏季高温热害及冬季井筒防冻两大问题。
标签：制冷；制热；离心式热泵机组；螺杆式热泵机组；板式换热器0 引言济宁二号煤矿是一座年设计生产能力为400万吨的大型现代化煤矿，采用立井多水平开拓，第一水平-555m，第二水平-740m，开采深度-450m～-1000m。
根据勘探地质报告，-650～-900m之间等高线之间，温度一般高于31℃、小于37℃，为一级高温区；-900m等高线以深地温一般大于37℃，属于二级高温区。
设计采取全风量降温技术治理矿井热害，利用矿井水+蒸汽作为热源，选用水源热泵机组实现夏季对进入主副井口的风流进行降温，冬季对主副井口供热。
1 项目采用的技术原理制冷负荷：副井口进风量18400m3/min，全部进行处理，所需的冷负荷为11876 kW，更衣室空调冷负荷2400 kW，总冷负荷14276 kW。
制热负荷：主副井口防冻热负荷为6343kW，更衣室空调热负荷2400 kW，总热负荷为8743 kW。
该系统由3台离心式热泵机组、2台螺杆式热泵机组、2台板式换热器、7台冷却水泵、7台冷冻水泵、1套水处理系统，2个冷却塔，20台冷却塔风机，供配电及自控系统等组成。
选用3台离心式水源热泵机组，单台热泵机组的制冷量为4000 kW/台；配置2台螺杆式水源热泵机组，单台机组的制冷量为1204 kW/台，总制冷量14408 kW。
集中控制系统采用modbus协议纳入矿井监控系统，操作室内监控上位机对能源站系统运行情况实时监控。
城郊煤矿防治井下热害的措施
原 岩温 度可达 ３ ９℃左 右 。地 温是 影 响井下 气温 的 主要 因素。 （）热水 的涌 出 。井下 涌水 对气温 的影 响有两 ２ 个 方 面：一是热 水 在流 经巷道 的 过程 中 ，对空 气传 热导 致 空气 温度 升高 ；二是热 水蒸 发 一小部 分 ，吸 收空气热 量 ， 有利 于降低 气 温 。 际调 查 ． 井热水 实 矿 的涌 出对矿 井气 温的影 响主要 是前者 的 （） 面气温 的影 响 。城郊矿 井地处 黄淮流域 ， ３地 温热 带地 区 ，冬 夏地 面气 温差别 大 ，夏季气 温最 高 可达 ４ ℃ ， Ｏ 冬季 气温 最低可 大 一１℃ 。地 面气 温直 ４ 接 影响到 井下 气温 ， 一般 夏季 井下 空 气温度 比冬季
郊矿 局 部地温 梯 度达 ３ ５℃ ／ ０ 一７ ０ｍ处 的 １ ０ｍ， ０
多水平开拓方式 ， 由于一水平三煤层初期采区受岩 浆岩侵蚀严重 ， 且煤质较差 ． 故投产初期开采二煤
层， 采用 上行 开采顺 序 ， 采深 度可 达 一 ５ 开 ７ ０ｍ。矿 井初期 采 用 中央分 列式 通 风 ， 主要通 风机是 由丹麦
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２０ ０ ２年 ６月
矿 业 安 全 与 环 保
第 ２ 卷 增刊 ９
城 郊煤 矿 防治井 下热 害 的措施
王 刚 ， 宗明 ， 王 董开封
（ 永域 煤 电 集 团会 司 安 监 局 ， 河 南 永城 市 ４ ６ ０ ） ７ ６０
摘
要： 通过 对城都 煤矿 井 下地热 的调查 ， 祈 了地 热 的影响 因素 ， 热 的危 害 ， 出了地 热 的 防 分 地 提
１ ４
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２０ ０ ２年 ６月
矿 业 安 全 与环 保
煤矿深部开采高温热害分析及防治对策
１ 高温热害产 生的原 因及危害
煤 矿深 部 开采 气 温 高 主要 是 由地 温造 成 的 ， 即
４ 安 全 理 念 的 形 成 与 固化
安全理念形成后 ， 并不意味着万事大吉 ， 还有许
多艰苦 的工 作要 做 ， 其 目的就是 让它 能够深 入人 心 ，
制 度都 不 是 完备 的 ， 而 且在 制 度 的执行 上多 多少 少 都 会有 些 偏差 。所 以 ， 提高 制 度 的执 行力 是 每个 企
煤
１ ２ ２
炭
科
技
２ ０ １ ３ 年第４ 期
Ｎｏ ． ４ ２ ０１ ３
ＣＯＡＬ Ｓ ＣＩ ＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＭＡＧＡＺＩ ＮＥ
文章编号 ： １ ｏ ０ ８ — ３ ７ ３ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ４ — ０ １ ２ ２ — ０ ２
煤 矿 冻 却 亓 东 高 温 热 害 分 祈 艮 防 滔 对 菜
高温 不 仅严 重 影 响井 下煤 矿 职 工 的身 体健 康 ， 而 且
会降低生产效率 ， 增大事故发生的概率 。随着煤矿 开采 深度 的延 伸 ， 热 害问题 越来 越严 重 。为此 ， 必
须高 度重 视 ， 采 取有效 的防治措 施加 以解决 ， 以保 护 井下 煤矿 职工 的身心 健康 ， 促进 安全 生产 。
象 不深 的话 ， 当你看 到矿 难 中那 些 伤残 的人们 ， 当你 听到 遇难 家 属 的一 声声 呼 喊 ， 你 的心 中肯定 有 了更
例如某 煤矿 提 出“ 安全 就是 最大 效益 ” 的安 全理 念， 出 台了一 系列安 全奖惩 政策 ， 一是 将工 资收 入 的
深 切 的领悟 。作 为企业 ， 应该 利用 多种手 段 ， 开展形 式 多样 的安 全宣 教 活动 （ 安 全 知识 竞赛 、 安 全演讲 、 图片 展 、 警示 教 育 、 给 职工 家 属 的一 封信 、 一 对 一 帮 教、 最 优最差职工 家属座谈会 、 安 全宣誓 、 决 心 书
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煤矿的热害及防治
制定部门：某某单位
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煤矿的热害及防治
安全事关每个家庭的幸福，熟悉安全操作规程，掌握安全技术措施，制定安全计划方案，做好单位安全培训，加强安全知识学习及考试更是预防和杜绝安全事故的重要方式和手段。
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1 矿井热害的形成
地壳最表层的温度受地面温度周期性变化的影响，这种影响是随着深度的增加而逐渐减弱的；到一定深度，这种影响基本消失，从而地温保持恒定。
地温常保持恒定的带称为恒温带。
在恒温带以上，地温受太阳辐射热的影响而具有周期性的变化，故称为变温带。
在恒温带以下，地温的变化受控于地球的内热；随着深度的增加而不断增温，故称为增温带。
恒温带则是变温带与增温带的分界面。
由于恒温带的深度大都为都为数百米，甚至上千米，远远深于恒温带的深度；随着温度的增加，地温增高，当地温超过某一温度时，就产生了矿井的热害问题。
可以说，热害是矿井生产向深部发展过程中不可避免的。
2 矿井高温环境的危害
正常人在下丘脑体温调节中枢的控制下，产热与散热处于动态平衡状态，体温基本上维持在37℃。
在体力劳动等情况下，体内能量代谢过程
加速，产热增大，人体通过血管扩张血流量增大、汗腺分泌增加及呼吸加速等途径，将体内产生的热量送到体表，以辐射、传导、对流以及汗液蒸发等换能换热方式将热量散发到周围大气中，以维持体温在正常的变动范围内。
高温的工作环境会使人感到不舒适，从而降低劳动生产率，增大事故率，影响安全生产和降低工作效率。
同时，人在高温条件下从事繁重体力劳动时，如果周围环境的冷却能力不足以吸收人体散发的热量，就会造成热量在体内蓄积，过高的热环境甚至使人体的温度调节系统失调。
在失水、心功能不健全、过度出汗后汗腺功能衰竭的情况下，可能进一步促使热量在体内的蓄积并导致大汗不上、体温升高、头昏、呕吐等中暑症状，甚至造成死亡。
3 降温措施
为保障矿工的身心健康和生产的安全进行，我国的矿山安全条例规定：井下工人作业地点的空气温度，不得超过28℃，超过时应采取降温和其他保护措施。
同时煤矿安全规程规定：采掘工作面的空气温度不超过26℃，机电硐室的空气温度不得超过30℃，空气温度超过时，要采取降温措施。
改善矿内气候条件的措施很多，归纳起来有两个方面：一为非人工制冷措施，即矿井通风；一般来说，在地温31℃以上、37℃以下时，可能产生热害，但这种热害一般通风方法（即：非人工风流的措施）就可以解
决。
二为人工制冷来冷却风流的措施，也称为矿井空气调节；在地温达到37℃以上的地区，一般来说，单靠加强通风降低温度难以达到目的，应考虑采用人工制冷降温系统。
矿井通风是采用机械或自然的通风方法，为矿内采掘工作面及机电硐室提供足够的新鲜空气来冲淡、带走有毒有害气体，以满足工作人员和产生的要求。
具体措施有：加大通风强度，可以降低风温、改善气候条件；改革通风方式，将上行风改为下行风，可使工作面的风温降低1~2℃；选择合理的通风系统，如缩短进风路线的长度，在巷道环境条件和风量不变的情况下，风路越短风流升温越小。
在高温矿井中，当采用加大风量等非人工冷却系统措施都无法使矿内气温达到安全规程规定的标准时，就必须采取人工制冷冷却风流的措施，也就是采用制冷设备对矿内空气进行冷却。
巴西、德国、南非、俄罗斯等相继开展了大规模的矿井降温的工作；我国也开展了矿井降温的研究，取得了一定的经验，并建立起多个井下集中降温系统。
4 个体保护
在矿内某些气候条件恶劣的地点，由于经济和技术上的原因，不宜采取风流冷却措施时，可以让矿工穿上冷却服，以实行个体保护。
穿着冷却服是保护个体免恶劣气候环境危害的有效措施；它的作用是当环境温度较高时，可以防止其对身体的对流和辐射传热；使人体在体力劳动中所产生
的新陈代谢热能，较容易地传给冷却服中的冷媒。
供矿工穿着冷却服，必须满足降温以便于劳动等方面的要求。
此外，在高温环境里作业的矿工应该注意多饮水，以补充汗液的流失，防止脱水；注意营养，多食用高碳水化合物的食物，以补充能量的代谢；注意饮食，补充汗液中失掉的盐分；注意休息，恢复体力，保持身体健康等。
5 地热的利用
地热（包括地下热水）是矿井热害的主要热源，但在一定条件下，地热又可以作为能源加以利用。
如我国北方冬季气温较低，当井筒有淋帮水时，往往发生冰冻，造成卡罐、坠罐、落冰伤人和管道冻裂等事故，同时过低温度的风流还会危害工人健康，降低劳动生产率；利用地热来预热矿井的冬季进风，达到防冻、保证井筒安全提升的目的，即为地热利用的一种有效形式。
在矿山，由于热水的出现，一方面加重了矿井热害的程度，使治理热水成为这类矿山开发中不可缺少的措施和步骤；另一方面，在一定的情况下，热水又是资源，成为矿山的宝贵财富。
热水作为能源和水源，可广泛用于工农业生产和社会服务；当矿井热水含有某种或某些有益的矿特质和微量元素，达到饮用水或医疗用水的标准时，其利用价值将更大。
在矿山，开发利用矿井热水，具有一个突出的优点，即：不必设置专门的热水开发
工程，矿井系统本身就是热水开发工程的主体，可以节省投资。
因而，对于矿井地热、矿井热水、应除弊与兴利相结合，达到最佳的经济效益为目的。