煤矿掘进工作面降温方案.docx

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1、某某煤矿掘进工作面降温方案某某煤矿一、矿井基本情况1二、矿井热源分析13.1 地表大气气象变化影响13.2 高温岩壁和煤壁散热23.3 机电设备散热23.4 其他散热2三、矿井热害的危害及治理的必要性24.1 国家法律法规要求治理热害24.2 危害职工身心健康，降低劳动生产效率34.3 高温降低矿内空气质量34.4 高温高湿诱发增加电气设备故障率3四、需冷量计算35.1 降温范围及目标35.2 需冷量计算3五、降温方案56.1 方案设计原则56.2 非机械制冷降温方案（优先采用）56.3 机械制冷降温方案（矿用防爆制冷装置）66.3.1 矿用防爆制冷装置工作原理66.32矿用防爆制冷装置布置示

2、意图66.3.3矿用防爆制冷装置主要技术参数8六、21010机巷机巷底抽巷矿降温制冷方式107.1闭式矿用防爆制冷装置107.2开式矿用防爆制冷装置11七、降温系统设备材料清单12八、结论13某某煤矿掘进工作面降温方案一、矿井基本情况某某煤矿地处北纬（34）度，属北温带大陆性半干旱半湿润季风型气候。夏季炎热多雨且集中，冬季寒冷且干燥，季节分明。年平均气温14.3,月平均气温最高为26.7（7月份），月平均最低气温为-0.97。C（I月份）。日最高气温415C（1996年7月18日），日最低气温为-23.4（1969年2月5日）。21010区域位于21采区西部,北邻25-11、24-2、8014

3、地面勘探钻孔，南邻24-1、7716地面勘探钻孔，东至29采区回风巷，西至29采区边界。21010机巷底抽巷开口处地面标高为+37.3385m,巷道标高-872.7m-906m,巷道设计长度1386.7mo巷道断面：净宽X净高二5.2mX3.8m,墙高16m,掘进断面积17.5而。二、矿井热害现状我矿井下热害情况较为严重，大部分区域均存在高温问题。夏季因室外温度较高，进入井下的新风随巷道的深度增加，伴随巷道水分蒸发所产生的湿度加大，进一步加剧了采掘工作面的热害状况。根据现场勘探资料，21010机巷底抽巷热害温度范围为3034oC,远高于规范所规定的作业温度。因此需要采取相应的降温措施，改善井下

4、环境温湿度，提高矿井生产的安全可靠性，提高作业效率，增加采掘进尺。三、矿井热源分析3.1 地表大气气象变化影响地表大气温度、湿度的季节性变化，直接影响矿内空气温度。尤其对浅井影响就更为显著。3.2 高温岩壁和煤壁散热由于煤矿采深大，地温较高，巷道围岩持续加热矿井进风流，导致井下工作面环境温度高、湿度大，工作条件恶劣。3.3 机电设备散热随着煤矿开采机械化程度的提高，机电装机容量增大,机电设备散热也是井底热害成因的主要因素之一。3.4 其他散热如：掘进工作面剥落的煤秆岩在运输过程中的放热、矿井涌出热水放热、风流压缩热、氧化放热、人员放热等均对井下气象参数变化有一定影响。通过对工作面温度情况进行分

5、析，主要是因为该掘进工作面使用岩巷掘进机作业，超前探测钻机、皮带、绞车、变压器等设备，同时运行功率达到800kW以上，散发热量较多，造成回风流温度较高。其次是地温高、地面大气参数季节性变化，对工作面环境有明显增温增湿作用。四、矿井热害的危害及治理的必要性4.1 国家法律法规要求治理热害根据煤矿安全规程（2023年版）第六百五十五条规定“当掘进工作面空气温度超过26,机电设备碉室超过30。C时，必须缩短超温地点工作人员的的工作时间，并给予高温保健待遇。当掘进工作面的空气温度超过30七、机电设备碉室超过34。C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，超温地点必须有降温设

6、施”。也就是说：当掘进工作面的空气温度超过3(rc时，必须采取降温措施，把工作面温度至少降低至30。C以下，否则必须停止作业。4.2 危害职工身心健康，降低劳动生产效率高温热害不但严重侵害职工身心健康，还使矿工的劳动生产效率大大降低。高温高湿造成工人体温升高，致使人体的水盐代谢出现紊乱，导致大量失水，高温热害环境使人产生热疲劳、热衰竭、热虚脱、热痉挛、热疹，中暑晕倒、甚至死亡，极易造成重大安全事故。4.3 高温降低矿内空气质量高温会使矿石氧化加剧，使得井下气温不断升高，空气中的氧含量减少，有害气体成分增加，侵害矿工身心健康。4.4 高温高湿诱发增加电气设备故障率高温高湿还会加剧井下材料及设备的

7、腐烂、锈蚀以及电气线路绝缘程度下降，缩短其使用寿命。据国外统计资料介绍，在井下作业地点气温超过30。C时，事故发生率比30以下时高15倍。五、需冷量计算5.1 降温范围及目标将矿井内需要降温的区域环境温度由34。C降至26C。5.2 需冷量计算根据矿井降温技术规范，每个工作面需冷量按以下公式计算:QCm=G(i-i2)式中:Qc-为需冷量,kWG为质量风量，kg/si降温前风流焰值，kj/kgi2-降温后风流焰值，kj/kg依据煤矿安全规程的第六百五十五条“生产矿井掘进工作面空气温度不应超过26匕”的规定要求，巷道设计长度1386.7m,巷道内温度为30-34oC,湿度290%。因此，降温前的

8、风温按最高温度34寸、相对湿度按95%考虑，计算结果如下：工作面冷负荷计算结果地点风量mVmin风流密度kgm3降温前降温后掘进面冷负荷kW总制冷量kW风温湿度%熠值kj/kg风温湿度%焙值kj/kg21010机巷底抽巷4501.173495102.53268555.47394.542423.24依据矿井降温技术规范第7.3.6条“制冷设备配冷量应为有效冷量的1.2倍”的要求，计算可得21010机巷底抽巷掘进工作面降温时需要配置的制冷设备总制冷量应不小于423.54kWo六、降温方案1.1 方案设计原则本着投资少、上马快、运输与安装方便快捷、且运行费用低的原则，并结合掘进工作面的使用环境和生产

9、条件，通过技术、经济、合理、可行性综合对比分析，依据计算的掘进工作面的制冷设备总制冷量应不小于各降温区域所需总制冷量。1.2 非机械制冷降温方案(优先采用)(1)合理增大工作面配风量，建立完善可靠的通风系统，合理配置各采掘工作面风量，减少工作面风流温升；(2)缩短通风距离，对于掘进工作面可合理布局施工中间联络巷，尽可能缩短局扇供风距离，以减少围岩对风流的加热时间；(3)对有较大散热量的采区变电所、机电设备碉室均采用独立通风，综采面的电气列车等设备移至回风巷道，最大限度地减少电气设备散热源对进风流的温升影响。(4)改变通风方式，一是根据综采工作面生产条件布置采取下行通风的方式，降低工作面热害影响

10、；二是条件允许时可在综采工作面的中部施工一条“中部腰巷”(E型通风)，以“中部腰巷”进风为主，运输机巷为辅的通风模式。可有效解决综采工作面的中部以上的热害难以防治的难题,又可便于行人和运送物料等，同时需降温时也可把部分制冷设备安装在“中部腰巷”，更有利于实现较好的降温效果。缺点是增加掘进成本和采掘接替时间。（5）及时封闭采空区，防止采空区漏风，造成遗煤氧化升温。1.3 机械制冷降温方案（矿用防爆制冷装置）6. 3.1矿用防爆制冷装置工作原理矿用防爆制冷装置主要组件构成：制冷主机（包括控制系统）、蒸发器、冷却器（又称回冷机，闭式排热时选用）。主机和蒸发器组成制冷和输冷系统，采用安全环保型制冷剂R

11、407Co主机冷凝器和冷却器构成排热和冷却系统。制冷主机中的压缩机将在蒸发器内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，通过主机中的冷凝器将热量传递给冷却水，同时制冷剂被冷凝为低温高压液体，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（吸热），而安装于蒸发器进风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制冷。其中，冷凝器中冷却水冷凝热的排放是影响制冷降温效果的关键。冷却器的作用是将来自冷凝器的冷却水（热水）

12、进行冷却，冷却后通过管路重新回到主机的冷凝器再次冷却制冷剂,形成冷却水循环排热；冷却水中的热量通过风流及冷却器喷淋水在换热管外表面强制蒸发吸热进行热交换，排出热风进入回风巷，由矿井回风系统把循环水中的热量排出矿井。7. 3.2矿用防爆制冷装置布置示意图根据计算的工作面冷负荷，该掘进面可布置1台制冷量为45OkW的矿用防爆制冷机组。制冷主机和蒸发器安装在掘进工作面距离迎头不超过50On1处,蒸发器与风筒串联使用，把掘进工作面供风局扇送至迎头的进风流直接冷却、实现降温目的。随着掘进工作面的向前推进，为保证掘进迎头的降温效果，制冷机组可随着掘进面的推进也定期前移，根据现场生产条件，在满足降温效果的前

13、提下，尽量减少机组移动次数。一般情况下，掘进工作面的送风距离不超过1500m,掘进迎头及巷道的热害不是特别严重时制冷机组可安装在掘进面供风局扇的后面固定不动；当送风距离较长时，为保证掘进迎头的降温效果，把机组安装在距离迎头不超过500m处。但应注意：供风局扇与蒸发器之间的风筒要有一定的强度、结实耐用，否则会由于送风距离远、蒸发器盘管风阻的影响使风筒撕裂损坏等造成掘进工作面迎头风量不足。6. 3.3矿用防爆制冷装置主要技术参数制冷主机主要技术参数主机型号Z1F-450/1140项目单位技术参数额定制冷量kW450能量调节范围%10%100%无级调节制冷剂R407（环保型）制冷剂充装量kg120-

14、150外形尺寸（长X宽X高）mm35449001480重量kg3600压缩机型号5H126（美国CarIyIe）防爆电机型号YBK3-315M-4电机功率kW132电机电压等级V660/1140控制系统电源V127冷凝器功率kW560冷凝器最大工作压力MPa4蒸发温度06冷凝温度4045冷凝器水阻MPa0.12冷却水流量m3h18-69冷凝器进水温度30冷凝器出水温度40安全控制装置本质安全型蒸发器主要技术参数蒸发器型号Z1F-450F项目单位技术参数额定换热功率kW450外形尺寸（长X宽X高）mm30508701100重量kg1700额定风量m3min600通风风阻Pa1150进出风口直径mm800进风温度30进口空气湿度%90出风温度20冷凝水量kg/h325制冷剂循环中的最大压力MPa2.5喷嘴组供水压力MPa1.6冷却器主要技术参数冷却器型号1Q-600项目单位技术参数额定换热量kW600处理风量m3min720进风温度26进水温度40出水温度30循环水流量m3h18-69水侧最大压力MPa4喷淋供水最大压力MPa1.6外形尺寸（长X宽X高）mm365012001700重量kg3850