文档介绍：高温矿井局部降温系统的设计与应用【摘要】本文主要针对某矿井北山三水平皮带下山热害严重的情况,阐述了如何结合降温地点实际情况,制定出有针对性的降温方案。通过利用矿井自身特殊地质条件,建立设计了一套矿井局部降温制冷系统,详细介绍了系统的工作原理以及系统各组成部分的设计。实际应用证明,该降温系统取得了良好的降温效果。对于煤炭行业高温矿井热害治理具有一定的参考价值。【关键词】热害治理;局部制冷;降温系统0引言中国是世界上最大的以煤炭为主要能源的国家,同时也是矿井热害较为严重的国家之一。近些年来,由于煤矿开采深度的不断增加,采掘机械化和自动化程度提高,开采强度的加大,随着煤矿机械化程度的不断提高,矿井逐步加快向深部延伸,高温矿井的数量也在不断增加,矿井热害问题日益严重[1]。对于距离集中制冷站较远的高温掘进工作面,由于其数量多、公布广、地点变化频繁,往往顾及不到[2]。然而建设集中制冷站投资大,不可能在每个高温采掘工作面建立大型地面集中制冷站。局部制冷降温工程投资少,实施简便、快捷,机动灵活,可随降温地点的变化而移动,恰好能够弥补地面集中制冷站的不足,从而与其形成优势互补[3-4]。1矿井热害特点分析该热害矿井属于高地温类深井地热型矿井,平均地温梯度一般大于3℃/hm,其中地热是导致矿井高温的主要因素。四矿北山三水平皮带下山巷道掘进工作面2009年6月5日实测温度为31℃,7月份温度已达到34℃~36℃,相对湿度达到94%~96%。终掘长度1100m,截止2009年7月23日已掘进350m,200m平巷,150m上山,坡度为10°,地面装有2×55kW局扇,通过风筒送至掘进工作面,工作面风量350m3/min,温度33℃,湿度94%,。井筒淋水量35m3/h,七月份水温29~30℃。经分析,该矿北山三水平皮带下山热害主要由以下原因引起:(1)采深大,该矿北山竖井垂深1164米;(2)岩温高,2009年7月实测掘进工作面岩温为47℃;(3)该矿井为正在施工矿井,井下通风系统尚未形成,现有通风设备所产生的风流无法有效将巷道内热量带走;(4)井下机电设备在工作时克服摩擦阻力做功所消耗的能量转化为热量,并散发于巷道中。,分别为工作装置、蒸发器、排热冷却器。其工作原理如图1所示。制冷机中的压缩机将吸收过热负荷的低压气态制冷剂吸入并压缩为高压高温蒸汽,通过工作装置中的冷凝器将热量传递给冷却水,同时制冷剂变为低温高压液体,而后低温高压状态下的制冷剂通过膨胀阀节流,变为低温低压气液两相混合物进入蒸发器,其中的液态制冷剂在蒸发器铜管中蒸发制冷,而安装于蒸发器一端的局扇则不断吸入周围环境中的热空气与蒸发器内铜质盘管间进行冷热交换,从而达到降低温度的目的。吸收热负荷后的制冷剂以低压气态进入压缩机再次进行循环。吸收过制冷剂热量的冷却水进入冷却水箱,通过水循环泵进入排热冷却器内,通过安装于排热冷却器一侧的局扇将热量排出,而后再次进入工作装置中的冷凝器内吸收制冷剂所带来的热量。低压气态制冷剂(R407c)被吸入压缩机当中被压缩为高温高压的蒸汽,在制冷机组中的冷凝器中将热量传给冷却水,而后制冷剂变为了低温高压的液体,通过膨胀阀节流,变成了低温低压气液两相混合物进入蒸发器。液态制冷剂在蒸发器中蒸发