矿井降温系统在朝阳矿的应用
- 格式：pdf
- 大小：172.11 KB
- 文档页数：3
２６ 东 晨科技 ２０１０年第１期
矿井降温系统在朝阳矿的应用
董丽芳，邓建明，董运营
（山东省朝阳矿业有限公司，山东滕州２７７５１７）
摘要利用三台制冷机组制成５℃的冷水输送到井下各采掘迎头通过空冷器进行热交换，将冷风送到迎头从而达到制冷降温的效果。 关键词 高温热害 制冷降温运行效果 中图分类号ＴＤ７２７ ．２ 文献标识码Ｂ
朝阳煤矿２００６年２月投产，设计年生产能力４５
万ｔ。矿井采用一对立井开拓，开拓水平为一７００ｍ，开
采深度一５５０ｍ～一１２００ｍ；矿井建有完整独立的通风
系统，通风方式为中央并列抽出式，副井进风、主井兼
作回风井。
１ 矿井高温危害现状
１．１地温梯度
现场实测表明，一７００ｍ水平原岩温度为３０．４℃，
一８８０ｍ水平岩石温度达３４．２￣Ｃ，朝阳矿井目前实际平
均地温梯度为２．１１ ｏｃ／１００ｍ，与建井报告基本吻合，预
计到一１０５０ｍ水平时地温将达到３６。ｃ，采掘作业地点 风温最高将达到３４～３５。Ｃ。
１．２热害现状
目前，朝阳煤矿受高温热害威胁比较严重的是一
８００ｍ以下的采掘工作面，７、８、９三个月份，回采工作面 突破３０。ｃ，煤巷掘进工作面温度最高达到３２。ｃ。
２矿井需冷量计算
２．１ 矿井需冷量计算依据 本设计按为矿井一个综采工作面、四个掘进工作
面降温，井下回采工作面上隅角由３５％降至２８￣Ｃ，掘
进工作面由３５℃降至２８￣Ｃ的标准进行计算需冷量。
２．２矿井需冷量计算
２．２．１ 回采工作面需冷量的计算
（１）计算采煤工作面制冷前的空气状态参数．
①空气的含湿量：
ｄｌ＝０．６２２ ＸＣＰ，ｌ／（Ｐ一 Ｐ，１）＝０．０３０５７ ｋｇ／ｋｇ干 空气
式中：ｄ。一含湿量；
一相对湿度；
。—３４℃时饱和水蒸汽压力；
ｐ一大气压力。
②湿空气的焓
十收稿日期：２００９—０８—０３ 作者简介：董丽芳（１９７１一），女，１９９５年毕业于山东矿业学院机械 设计与制造专业，大学文化，工学学士，工程师，现任山东省朝阳矿业 有限公司机电科科长。 ｉｌ＝１．００５ｔ】＋１．８５ｔ】ｄｌ＋２５０１ｄｌ
＝１１３．６１ ｋＪ／ｋｇ干空气
式中：ｔ．一空气温度。
③湿空气的密度：
Ｐ１＝０．００３４８４／Ｔｌ Ｘ（Ｐ一０．３７８×Ｏｅｓ）
＝１．２２２７ｋｇ／ｍ 式中：Ｔ１一热力学温度，ＴＩ＝２７３＋３４＝３０７Ｋ
④湿空气的质量流量：
Ｍ：Ｑ ｘｐｌ＝１８．４０５ｋｇ／ｓ ⑤于空气的质量流量：
Ｍａ＝Ｍ／（１＋ｄ１）＝１７．８５９ｋｇ／ｓ （２）计算制冷后空气状态参数。
①饱和湿空气的含湿量：
ｄ２＝０．６２２×Ｐ ／（Ｐ—Ｐ ）
＝０．０２２１ｋｇ／ｋｇ干空气 式中：Ｐｓ 一２８。时饱和水蒸汽压力。
②含水雾空气的焓
ｉ２：１．００５ｔ２＋１．８５ｔ２ｄ２＋４．１９（ｄｌ—ｄ２）ｔ２＋２５０１ｄ２
＝８５．５５１ｋＪ／ｋｇ干空气
（３）制冷前后空气的焓差：
Ａｉ： ｌ一 ＝１１３．６Ｉ一８５．５５１ ＝２８．０５９ｋＪ／ｋｇ干空气
（４）采煤工作面的需冷量。
ｑ。＝Ｇ Ｘ（ 。一 ：）＝１７．８５９×２８．０５９＝５０１．１ｋＷ
根据本矿工作面热工计算参数及实测温度，风量
按正规面９００ ｍ ／ｒａｉｎ，气温３５￣Ｃ，相对湿度９７．２％，大
气压力１１０．１ｋＰａ，计算回采工作面的需冷量为５００ｋＷ。
２．２．２掘进工作面冷量计算
按同样方法计算四个掘进工作面需冷量为
６００ｋＷ。
２．２．３矿井总需冷量
ｑ＝５００＋６００＝１ｌｏ０ｋＷ 根据“煤炭工业矿井设计规范”要求设备备用系
数取１．２，“矿井热害防治规范”要求矿井冷量损失系
按矿井有效需冷量的１．２５计算，因此需冷量为：
ｑｃ＝１．２ Ｘ １．２５ Ｘ １１００＝１６５０ｋＷ
３降温工艺流程设计（图１）
２０１０年第１期 互堪晨升技 ２７
降温系统工艺流程主要由地面制冷系统、输冷系 需要配备的人员包括地面制冷站４人（每班１人，
统、井下散冷系统以及控制配电系统组成。 轮休１人），每人工资按１５００ 月计算：
地面制冷系统生产的５℃的冷水，通过改造后的 １５００ ｘ４×１２＝７．２万 ａ 压风管路，进入井下沿进风轨道巷中的防尘管路将低 （２）制冷系统运行电费： ． 温水输送到采掘工作面，经过采掘工作面安装的空气 制冷系统按每年６～１０月份运行，正常运转期，考 冷却器进行热交换，冷却工作面进风流，达到工作面降 虑到负荷的调整与变化，负荷调整系数取０・７５，设备
温的目的，同时空冷器降温后的回水返回井底，经过排 的负荷率取０・８，当地用电平均价格按０・７８ ｋＷｈ；
水水泵通过副井井筒备用排水管路将工作面高温回水 系统运行功率为：ｌ４６４・２ｋｗ；
要。 送 堡 低温水也可用于 １￣
：３ ６：５
．２ｘ６７３
２０
万ｘ２
ｋ４
ｗｘ １４ ６４ × ７５×。。８
采煤机组喷雾以及工作面洒水喷淋等。 电； １ ．。 ７ ：２４６．６８８４万元／
４ Ｔ程投资及运行费用 （３）设备折１１３费：
４．１ 工程投资统计
该工程总投资约７５０万元，包括土建工程、设备购
置、矿建工程以及其它相关工程。
４．２ 系统运行费用概算
（１）人工费： 主要设备使用按１５年计，每年折旧为：７４７．９７５÷
１５＝４９．８６５万Ｕｒ＿／ａ
（４）维修、材料费：按设备折旧费的１１％计算，
４９．８６５×１ｌ％＝５．４８５１５万 ａ
（５）系统运行总费用：７．２＋２４６．６８８４＋４９．８６５＋
５．４８５１５＝３０９．２３８６万
ａ 毒谯晨斜救 ２０１０年第１期
张双楼煤矿开采深部巷道支护应对措施
杨瀚 ’
（徐州矿务集团有限公司张双楼煤矿，江苏徐州２２１６１６）
摘要针对张双楼煤矿开采深度不断加大的情况，文章较为详细地介绍了该矿媒层巷道的掘进支护技术措施，保证了张双楼媒矿的支护安 全。 关键词 深部开采 支护形式 支护材料 支护工艺 中图分类号ＴＤ３５３ 文献标识码Ｂ
１矿井生产概况
张双楼煤矿目前有三个综采队，１６个掘进头。矿
井三个采区同时生产。矿井一１０００ｍ水平西一采区
９４１９工作面目前正在回采，一１０００ｍ水平西一采区、
一１０００ｍ水平东一采区两采区最大采深均达到或将达
到一１０００ｍ水平标高。
２深部开采煤巷支护的具体应对措施
张双楼煤矿一７５０ｍ水平以下区域深部煤巷一般
均采用预留变形断面的方法施工。
２．１施工方式
该工作面所有巷道均布置在７层煤中，掘进时跟７
层煤顶板及巷道中（边）线施工。运输机道、材料道开
窝１００ｍ以及运煤反坡、综采面切眼均采用炮掘，铲煤
机出煤，运输机道、材料道ｌｏｏｍ后采用综掘机掘进。
２．２施工顺序
运输机道、材料道同时施工。
２．３ 巷道支护形式及支护材料规格
２．３．１支护形式
运输机道、材料道、运煤反坡、切眼均采用锚、网、
梁加锚索联合支护。
２．３．２支护材料的选择及技术参数的确定
・收稿日期：２００９—０８—０１ 作者简介：杨瀚（１９６６一）。男，江苏盐城人，２００１年毕业于中国矿 业大学，工程师，现任徐州矿务集团有限公司张双楼煤矿计划设计科 科长。 根据《徐矿集团公司锚杆支护技术规范》，并结合
张双楼矿实际，确定巷道支护参数。
表１运输机道、材料道的巷道规格表（ｒｎ／ｒ１）
１ 名称 毛宽 净宽 毛高（中） 净高（中） ｌ运输机道 ４７００ ４５００ ２８ｏ０ ２７０ｏ 材料道 ４７００ ４５００ ２８００ ２７ｏ０
表２运输机道、材料道的支护参数（ｍｍ Ｊ
运输机道 材料道 名称 锚杆规格 锚杆间、排距 锚杆规格 锚杆问、排距
顶板锚杆 啦２ Ｉ２４ｏＯ ８００×８００ 中２２ Ｉ２４００ ８００ Ｘ８００
帮锚杆 中２０ Ｉ２（，００ ８ｏ０×８０ｏ 中２０ Ｉ２０００ ８ｏ０×８ｏｏ
顶板锚索 ｌ８．９ Ｌ６２０（ ２Ｏ００×３２００ Ｉ）１８．９ Ｌ６２０ｃ ２０００×３２０ｏ
２．４巷道顶、帮支护
２．４．１ 顶板支护
运输机道、材料道的顶板均采用ｃＩ）２２ｍｍ×
２４００ｒａｍ的左旋无纵筋等强螺纹钢锚杆及相配套的塑
性减磨垫圈、等强防松螺母，配合￣１２ｍｍ钢筋焊制的
６０ｍｍ ｘ４８６０ ｍｉｌｌ托梁及宽度为１０００ｍｍ金属平焊网联
合支护。运输机道每排布置７根锚杆，锚杆间、排距为
８００ Ｘ８００ ｒｆｌｎｌ。材料道顶板每排布置７根，锚杆间、排
距为８００×８００ ｍｍ；每根锚杆采用一支ＣＫ２３５０型树脂
药卷进行锚固。运输机道及材料道顶板均在距中线两
边各１．０ｍ处布置双排 １８．９ ｔｌｕｎ×６２００ｒａｍ小孔径预
应力锚索，问、排距２０００×３２００ｍｍ。每根锚索采用两
支树脂药卷加长锚固，一支Ｃｋ２３５０放在端头部位，一
支双速２３７０放在Ｃｋ２３５０下部。
（６）吨煤降温费用：按年产量７２万ｔ计算，为４．３
Ｙｒ＿／ｔ。
５运行效果
制冷系统投入运行后，对井下温度进行了测试， ３２０１综采工作面切眼上隅角空气温度为２６．２℃，下隅
角为２８￣Ｃ；３２０３两个煤巷掘进迎头，皮带巷迎头为
２７．３ｃＩ＝，材料道迎头为２７．６９］。制冷系统的运行，改善
了井下的作业环境，温度和湿度都降低到人体舒适的
范围内，工人反映良好，达到了预期效果。
