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深井降温系统高效运行支持技术集成与优化研究

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成果主要完成人

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项目概况

一、技术说明 在深部采矿工程中,由于地热等矿井热环境因素,致使井下作业环境空气温度升高,作业环境严重恶化,对生产和安全产生了极其不良影响,严重地威胁了矿工的身体健康,甚至生命安全,对矿井热害的治理工作称为矿井降温。矿井越深,地热作用越强,井巷温度越高。目前埋藏较浅容易开采的矿产正在日益消失,为此深埋矿井的建设将在矿业领域占主导地位,而深井的建设和深埋矿产的开采,高温高湿环境的改善是必须有效解决的重大技术难题。热害是深井煤炭开采经常遇到的问题,为了保证职工健康、提高工作质量和效率,为职工提供舒适的工作环境,需要建立井下降温系统。 二、主要技术性能指标及创新 降温系统有冷却、制冷、输送管路、终端降温设施等组成,各个单元作用、功能不同,为了提高降温效果需要对相关部分进行优化组合。唐口煤矿以集成理论做指导,对降温系统进行了组合集成,主要技术要点如下: 1.对深井高温矿井现状进行了分析,摸清高温产生的原因,需要进行降温的主要场所;对目前国内外降温研究、实践及设备的等情况进行了调查研究,归纳总结出的取得的成果及今后发展的方向;对唐口煤矿降温系统运行情况进行了分析评价,找出存在问题及不足,为系统集成研究奠定了基础。 2.对矿井降温系统构成单元进行分析,主要分为冷却系统、制冷系统、输送系统、终端降温系统、冷却水循环系统等。在对运行环境进行现场调查与测试的基础上,摸清了环境对相关系统的影响规律,分析了各个单元或系统在整个降温系统中的作用、性质和运行的目的,研究每个单元或系统受环境影响的关系。 3.在对整个降温系统进行研究的基础上,为了保障降温效果对采用的技术进行了分析,主要包括保温技术、管路优化技术、终端降温设施设备优化布局技术、冷却水循环技术、热能交换技术等,并对相关技术的作用等进行了分析。 4.根据各个单元和系统的功能与作用,设计了系统集成的思路,采用协同、共享、互动等方式构建了降温系统集成体系,包括降温系统集成和提高降温效果的技术集成。 5.根据各个子系统的特点,对保温、管路优化、终端降温设备设施布局优化、冷却水循环、热交换等方面技术进行了研究,结合唐口煤矿实际进行了安排与落实。 6.从管理、组织等方面制定落实的措施。 三、实施效果及应用前景 本项目通过对传统降温系统运行情况的分析,总结取得的成果,分析存在问题及原因。针对存在问题,提出增加热交换、冷却水搬运、管道布置优化与保温等系统,提高降温效果;开发制冷、冷却、余热利用、保温、管路优化、终端设备设施降温、终端设备设施优化布局、热交换、冷却水循环利用等技术,并把这些技术有机结合在一起,建立集成体系,达到1+1大于2的目的。 以淄博矿业集团唐口煤矿为基础,进行改造与运行。经过试验与检测,制冷降温效果高于传统制冷降温系统,并节约能源,取得了良好的经济与社会效益,可以在其他类似矿井进行推广应用。