1. 礦井熱害成因
致使井下氣溫升高源有很多,而實際熱源以目前筆者所見,分為井下巖石高溫、井下熱水熱源、機電設備工作溫度、化學氧化反應溫度和空氣壓縮不均造成壓溫,總體看來,地熱、機電設備運轉(zhuǎn)釋放熱,煤矸石放熱,以及空氣壓差自重壓差放熱等主要因素。
井下的高濕高溫造成的熱害,在《煤礦安全規(guī)程》中有明確規(guī)定,采掘工作面空氣溫度不得超過26度,機電硐室的空氣溫度不得超過30度,并且,當上述兩企點的溫度超過30和34度時,必須停止作業(yè)。故當井下工作地點出現(xiàn)高溫高濕時,應當對地點分布狀況進行統(tǒng)計,對各參數(shù)進行跟蹤測試,以便了解其危害原因及危害程度。
2. 井下高溫對于井下安全生產(chǎn)的危害
⑴ 高溫發(fā)生時,工作人員體表溫度上升,水鹽代謝出現(xiàn)紊亂,身體各系統(tǒng)大量失水,改變身體主要循環(huán)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)等正功能。
⑵ 體溫調(diào)節(jié)發(fā)生障礙,中樞神經(jīng)系統(tǒng)容易失調(diào),易疲勞,成為井下事故的發(fā)生隱患
⑶ 生產(chǎn)效率降低
⑷ 造成井下火災事故的不可忽視的因素
3. 對于礦井溫度的檢測方法
對于原巖地溫的測定,是礦井熱害的重要防治基礎,對于礦井熱源分析以及井下風流的溫度測定所取得的基礎參數(shù)也是比較重要的基礎參數(shù),并通過對于參數(shù)的確定來劃分礦井熱害等級,而測定方法通常有兩種:深孔測溫法與淺孔測溫法,在測定時,需根據(jù)現(xiàn)場情況而定,因為隨著井下通風時間的長短,圍巖中的溫度厚度也相應的發(fā)生變化,如通風1年的巷道,冷卻厚度在18M,2年約為30M左右。
4. 礦井熱害等級的劃分
根據(jù)《煤炭資源地質(zhì)勘探地溫測量若干規(guī)定》:平均地溫梯度不超過3攝氏度/100M的地區(qū)為地溫正常區(qū);超過3攝氏度/100M為高溫異常區(qū),原始巖溫高于31攝氏度的地區(qū)為一級熱害區(qū),高于37攝氏度時為二級熱害區(qū)。
5. 對于井下熱害的防冶技術
隨著我國煤礦開采深度的不斷增加,高溫礦井數(shù)量也在不斷的增多,如何有效的解決礦井高溫問題已迫在眉睫。
目前使用采礦技術措施,如避開局部熱源、加強通風、預冷進風風流等優(yōu)化通風系統(tǒng)的方法在我國礦井熱害治理中應用較為成熟,但是這種非人工制冷措施雖然經(jīng)濟實用,卻受到諸多井下環(huán)境因素影響,時有降溫不能達到預期效果的問題出現(xiàn),一般只能降溫2攝氏度左右,遠遠滿足不了采掘工作面的降溫需求,根據(jù)潤成公司在淮南礦務局各礦井最終的實施效果來看,最有效的方法還是人工制冷降溫法。
目前,潤成公司的井下熱害技術可分為三種:
⑴ 地面集中式降溫系統(tǒng)
即地面集中式冷水降溫系統(tǒng),基本原理是利用地面制冷機組制備冷凍水,利用冷凍水做為冷媒,通過隔熱管路輸送到井下實現(xiàn)降溫目的。適用于開采深度大,超溫工作面數(shù)目多,分布較廣,需冷量大的熱害礦井,能夠滿足整個礦井的降溫需要。
由于從地面至井下高差大,載冷劑輸送管道中的靜壓力大,所以必須在井下增設高低壓轉(zhuǎn)換裝置,通過二次循環(huán)將冷卻水輸送到高溫工作面的空冷器。在井下需開鑿高低壓轉(zhuǎn)換裝置專用硐室。
⑵ 井下集中式降溫系統(tǒng)
井下集中式冷水降溫系統(tǒng)基本原理是利用井下制冷機組制備冷凍水,將冷凍水直接輸送到高溫工作面的空冷器實現(xiàn)降溫目的。
井下集中式制冷機組設在井下,通過管道集中向各工作面輸送冷卻水。系統(tǒng)較為簡單,供冷管道短,無高低壓轉(zhuǎn)換裝置,僅有冷水循環(huán)管路,但是這坱要在井下開鑿大斷面硐室。隨著開采深度的增加,礦井需冷量的增加,井下集中式降溫系統(tǒng)的冷凝熱排放會有一定的困難。
⑶ 局部降溫系統(tǒng)
井下局部式降溫系統(tǒng)由壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器、防爆電動機和控制系統(tǒng)組成,系統(tǒng)機組體積小、重量輕,隨掘進、采煤工作面移動方便,無需專用硐室,安裝位置可以距需要降溫的工作場所很近,冷量傳輸距離小,基建投資小。
結合目前已生產(chǎn)礦井,如淮南礦業(yè)集團顧橋礦,潘一礦ZLF-450機組試用等情況看,局部移動式制冷機組制冷量偏小,有局限性,最終采用井下集中式較為理想,此系統(tǒng)一般適用于單一或局部需要降溫的采、掘工作面且回風流溫度不是很高的礦井。