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水资源现状 我国矿井空调系统的应用现状

2019-07-05作者:织梦猫来源:admin次阅读

  矿井降温的措施 (1)透风降温。正在热害不太告急的情景下,用巩固透风的方法就能够到达降温的方针。不过要注视,扩张透风量早先气流温度大幅消重,但当温度消重到必然水平时,随风量扩张,温度消重逐步变慢,同时透风量的扩张意味着耗电量和运转用度的扩张,所以要商量一个最经济的风量,平常推选透风量为巷道长度的0.56~0.84倍[3]。另表,过大的风速晦气于防尘,过大的吹风感也会惹起矿工的不适。 (2)中断热源。巷道岩壁披发多量的热量,如能采用隔热物质喷涂岩壁,则能大大裁减巷道内的冷负荷。不过巷道内的整个情景对隔热资料有很高的请求:既要有精良承压职能、不易碎裂同时又要经济可行,目前还没有找到一种能齐全满意请求的隔热资料,所以这种措施正在实习中很少被操纵。 (3)提前疏干热含水层。因为水的比热特地大,当水正在岩石中活动时,会大大扩张围岩表观的传热系数[4]。所以正在矿井开采前,通过打钻孔或掘进疏干巷道中的热水,能尽或者裁减热水涌入功课面,从而减幼围岩的传热系数。 (4)人为造冷。正在纯朴应用透风措施不行满意矿井降温的须要的情景下,就要加装造冷修筑,举办人为造冷。跟着矿井开采深度的扩张,热害题目日益告急,所以正在良多高温矿井中,必需采用人为造冷降温,矿井空调体例正在越来越多的高温矿井中取得了操纵。

  目前矿井空调体例存正在的题目和此后的钻研偏向 1.矿井气氛调度圭表 矿井气氛调度圭表是打算空调冷负荷的主要根据,不过我国目前并没有一个同一的圭表:《煤矿和平规程》划定井下采掘任务面的干球温度不得高出26℃;《矿山和平条例》划定干球温度不得高出28℃。并且这两个圭表都只商量了干球温度,没有商量湿度的影响。而正在欧洲极少国度,如德国,波兰,平常都划定了干球温度有用温度两个温度圭表[7]。正在矿井这种高温高湿的境况下,湿度对人体的影响是谢绝怠忽的。正在高湿的境况,人体蒸发散热艰难,容易觉得闷热难受。所以,危急须要协议一个新的圭表,归纳商量温度和湿度以及其它气氛参数的影响,科学、周至地评议矿井内的气氛境况,指引井下的降温任务。 2.气氛的除湿 目前的矿井空调体例都没有商量气氛的除湿题目,而正在矿井下的高温高湿境况中,如能管理除湿题目,也能够大大改革矿工的任务境况,裁减矿工任务时的不适感。所以,如能研造出带有除湿功用的新型空冷器也能够必然水平上管理矿井降温的题目。 3 空调冷负荷的打算 冷负荷的打算是空调体例计划的根柢。矿井内热源比力繁杂,紧要有:矿井围岩表观放热,矿物氧化放热,井下机电修筑、电力照明修筑的散热量,人体散热量等[8]。此中矿物氧化放热量因着难以打算,平常采用现场实测来确定,修筑的散热量能够凭据修筑的功率举办打算,井下工人的散热量取每人407W[9],而关于围岩表观放热量的打算则艰难的多。围岩的不服静传热系数是打算围岩传热的要害,固然目前打算不服静传热系数的公式良多,不过有的很繁杂,须要参数较多,未便于搜罗,难以正在工程实质中操纵,有的只实用于金属矿,对煤矿不实用。所以危急须要找到一种既经济适用又能满意精度请求的打算措施。 矿井降温正在我国曾经履历了40多年风风雨雨,近些年,跟着矿井深度的不竭扩张,热害题目日益越过,良多深井都采用了呆滞造冷的体例。不过因为我国矿井的任务面较长,以及井消重温体例自己的特性,要正在井下操纵空调体例又有良多题目亟待管理。

  目前我国紧要的矿井空调体例 依据载冷剂来分 以水为载冷剂的矿井空调 这是最一般的一种矿井空调体例,由造冷机组,输冷管道,和末梢安装构成。通过造冷机组造备出冷水,再把冷水输送到末梢安装,正在末梢安装里,通过冷水和巷道内气氛的热换取,使巷道内温度降下来。 以冰为载冷剂的矿井空调 冰造冷是一种较新的矿井空调体例,它操纵地面造冰场造取的粒状或泥状冰,通过风力或水力输送至井下的融冰安装,与井下空调的回水举办直接热换取,使空调回水温度低落。 与守旧的矿井空调比拟,它拥有以下所长:操纵冰的融解潜热举办降温,因此正在同样冷负荷的条目下,向井下的输并量仅为输水量的1/4~1/5[5]。因为输送流量裁减,管道的投资用度和运转能耗低落,管道冷亏损幼;不存正在日常矿井空调的过高静水压力和冷凝热排放艰难的题目;紧要电动修筑均正在井上,不需防爆。 这种体例正在我国还处于试操纵阶段,如需真正推行还需发展良多任务,如造冰修筑的研造,输冰修筑的开拓,适合低温水和泥状冰传热请求的井下空冷器的钻研和开拓。新汶矿务局用片冰,对1000米以上的深井举办造冷,曾经博得了很好的成绩。为冰造冷的操纵举办了有益的考试。

  空冷器 空冷器是矿井空调内常用的末梢修筑,井下的热气氛正在空冷器内被造冷修筑造出的冷水冷却,尔后向采掘任务面供冷。用空冷器冷却风致风骚,正在采煤任务面上的部署体例不过乎两种:一是用空冷器聚集冷却任务面的进风风致风骚;二是正在职务面内部署空冷器分段冷却任务面风致风骚。因为我国采煤任务面较长,平日正在百米以上,这两种体例正在实质操纵中都存正在分歧水平的题目。 第一种体例将空冷器部署正在采煤任务面的进风巷道内,由于它易于竣工,所以正在我国矿井降温中被广博采用。采用这种体例的瑕玷:1.导致任务面温度漫衍不均,当采煤任务面很长时还或者浮现任务面入口风温过低,出口温度超限的情景。2.扩张了任务面的冷负荷。 第二种体例是将空冷器分段部署正在采煤任务面中,或将风筒引入任务面中。它能够使沿任务面的温度漫衍较为匀称,也能够低落任务面的需冷量。不过因为采煤任务面的空间狭窄,这种措施正在实质工程中难于竣工,迄今为止正在我国矿井降温中还没有取得操纵。 矿井压气空调体例 针对守旧矿井空调体例中空冷器存正在的题目,山东科技大学的陈平讲授提出了矿井压气空调体例[6]。它操纵压气举动供冷媒质,直接向采掘任务面喷射造冷。其道理图见图1。冷却安装造出的冷冻水由冷水泵送到换热器中,与气氛压缩机造出的热压缩气氛举办热换取,压缩气氛降温后经输冷干管、支管送到采煤任务面,正在职务面上由送风器将冷压气射出,酿成凉风射流,凉风射流进程膨胀、卷吸,掺混等效用与任务面风致风骚产生热换取,从而到达任务面降温的方针。

  表1 矿井空调与地面惬意性空调的比力 项目 矿井聚集空调 地面惬意性空调 造冷机 计划正在井下须要防爆 不需防爆 排热 艰难 利便 冷负荷 根本稳固 转变较大 供冷间隔 长(达5~10km) 短(平常不高出1km) 冷亏损 大 幼 水静压 大 幼 水量 幼 大 冷冻水温差 大(可达10℃以上) 幼(平常幼于5℃) 运转办理 艰难 较易 装配 艰难 较易

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  跟着矿井开采深度的扩张,高温热害影响越来越大。近年来的统计材料阐明,我国已有140余对矿井浮现了分歧水平的高温题目,此中采掘任务面风温高出30℃的矿井已达60余对[1]。正在高温境况功课,人体多量出汗,多量氯化钠、水溶性维生素、矿物盐随之排出,平常的水盐代谢被损坏,从而或者浮现热痉挛,惹起中暑、昏厥、吐逆和湿疹等疾病。另表高温还会影响劳动效能,有材料阐明,任务区域内温度每高出圭表1℃(圭表为26℃),

  矿井空调的特性 和地面惬意性空调比拟,矿井下的空调有良多自己的特性: (1)输冷管道长,且采掘面内管途时时转移。空调造冷站平常部署正在井底车场或采区车场相近,而空冷器平常都树立正在采掘任务面相近。要把冷冻水送到采掘任务面,输冷管途长,冷损耗大。而且因为采掘任务面不竭胀动,冷冻水管途长度处于转变当中,给管道的保冷变成了艰难。 (2)对空冷器的局部多。为符合井下狭窄的空间,空冷器要组织紧凑,且煤尘、岩尘易附着正在肋片上,使空冷器换热才气消重,所以要时时洗刷。 (3)当造冷站部署正在井上时,须要上下压换热器。 (4)用电修筑须要防爆。正在矿井开采中会开释出可爆性气体(如CH4、CO等)和矿尘,因此当矿井空调造冷机组装配正在井下时,其电力修筑就须要防爆。

  井上下团结空调体例 该体例造冷机折柳设正在地面和井下。兼具地面和井下2个人例的特性。瑕玷是:部署分开,冷媒轮回管途繁杂,操作办理未便。 井下分开片面空调体例 该体例的造冷性能够搬动,仅供1个或片面高温处所空调应用。所长是:冷量传输间隔幼,冷亏损少;投资少;搬动乖巧。瑕玷是:冷凝热难排放。故仅实用于幼鸿沟的煤矿降温空调。

  凭据空调体例造冷修筑计划的职位分 凭据空调体例造冷修筑计划的职位分为井下聚集空调体例、地面聚集空调体例、井上下团结空调体例和井下分开片面空调体例。 井下聚集空调体例 造冷机设正在井下,通过管道聚集向各任务面供冷水。所长是:供冷管道短,裁减了沿途亏损;无需上下压换热器,仅有冷水轮回管途,体例简略。瑕玷是:必需正在井下开凿大断面峒室,施工保卫未便;机电和职掌修筑须要防爆,难度大,造价高;井下空调体例冷凝热排放艰难。 地面聚集空调体例 地面冷却风致风骚体例 地面冷却风致风骚体例的全数修筑都正在地面,对矿井总进风致风骚举办冷却,瑕玷是:低温风致风骚不竭被井下热源加热,降温成绩差。故仅实用于开采深度幼、风致风骚间隔短的高温矿井。 井下冷却风致风骚体例 井下冷却风致风骚体例,其造冷机位于地面,载冷剂(冷水或盐水)通过隔热管道被送到井下采掘任务面的空冷器。因为从地面到井下的高差大,载冷剂管道中的静压很大,因此必需正在井下增设一个中央换热安装(上下压管热器),此中高压侧的载冷剂轮回管道承压大,易被侵蚀损坏,且冷亏损较大。

  与守旧矿井空调体例比拟,因为采用了压缩气氛做为供冷媒质,大大减幼了输气管道断面积,正在采煤任务面上可用金属或橡胶软管沿任务面长度匀称供冷。而且不需安装透风机,空冷器,风筒等修筑,减省占地空间。能够操纵于需冷量不大的幼型矿井降温体例。但因为压缩气氛的吸热量有限,关于冷负荷较大的大型矿井降温体例并不实用。

  跟着矿井开采深度的扩张,高温热害影响越来越大。近年来的统计材料阐明,我国已有140余对矿井浮现了分歧水平的高温题目,此中采掘任务面风温高出30℃的矿井已达60余对[1]。正在高温境况功课,人体多量出汗,多量氯化钠、水溶性维生素、矿物盐随之排出,平常的水盐代谢被损坏,从而或者浮现热痉挛,惹起中暑、昏厥、吐逆和湿疹等疾病。另表高温还会影响劳动效能,有材料阐明,任务区域内温度每高出圭表1℃(圭表为26℃),供热的坐褥效能会低落6~8%,当温度由27℃扩张到30℃时,劳动效能明显消重[2]。所以,高温热害被以为除水、灰、瓦斯除表的第四大矿井患难。

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