平八矿矿井降温技术研究.pdf

L ．一平八矿矿井降温技术研究科研所杜伯超随着煤矿矿井的开采向地层深部发展，高温热害矿井逐年增多。目前，我国已有四十多对矿井的采掘工作面气温超过 3 0 ℃。在实施通风降温迭不到目标的情况下，采用机械制冷降温势在必行。。六五期间国家已支持新汶局孙村矿研究建立了井下集中制冷系统。在此基础上，为求得进一步发展和提高，为我国大型高温矿井降温进～步积累技术经验，还需在某些关键技术上再组织攻关，如制冷机、空气冷却器、减少供冷管道冷损和矿内热交换理论等。而平八矿是一个受多种热源影响的高温矿井，比孙村矿条件复杂得多。因此，国家将 “ 平八矿矿井降温技术研究列为国家。七五重点科技攻关项目。五年来，在各级领导的重视和支持下，经过全体参研人员的努力和协同攻关，全部研究任务按计划完成并通过国家验收和技术鉴定。一、平磺山八矿曩况曩其热謇平顶山煤田位于河南省西南部，平顼山市及所辖叶县、宝丰、鲁山圈 1 1 交通位置图 4 1 维普资讯襄城、郏县五县境内。京广、焦枝铁路分别通过煤田东部和西部，孟宝铁路支绞将东西两大铁路干线连接并与矿区自营铁路接轨t公路纵横交错，交通十分方便。见图 1。八矿位于平顶山煤田的东端向斜之南异，走向长 1 2 ． 5 公里，平均宽3 ． 6 公里，面积为4 5 平方公里，是我国自己设计年产 3 0 0 万吨的太型矿井。井田分两个水平开采，荦一水平标高为一4 3 0米井深 5 5 0 米，第二水平标高为一6 5 0 米。1 9 8 1 年2 月一期工程西翼投产设计能力1 7 0 万吨／年 I 1 9 8 4 年 1 2 月二期工程东翼投产，设计能力1 3 0 万嚏／年，目前矿井实际产量为2 2 0 万吨／年左右。矿区地面大气年平均温度为1 5℃， 1 月分气温最低，月平均气温 1℃，历年极值温度最低达一1 8 ． 8 13， 7月份气温最高，月平均值为 2 7 ． 7 13，历年极值最高温度达4 2 ． 6℃。井田恒温带深度为2 5 3 0 米，温度为 1 7 ． 2 ℃，平均地温梯度为3 ． 4 ℃／百米，其中，东翼为3 ． 5 ～4 ． 4 13／百米，西翼为3 ． 2 ～3 ． 5 ℃／百米。一4 3 0 米水平岩温为3 3 ． 2 ～3 6 ． 6 ℃，一6 5 0 米水平岩温为4 4 ℃ 以同标高相比，比外围地区高 2～ 3℃，比华北平原高 3～ 5℃，比开滦矿区高 1 0 1 5 ℃。其基本原因是煤田位于地垒构造上，基底抬商，大地热流相对集中所致 t另外还有高温热水涵出，水温3 6 ～4 2℃不等，涌水量为5 5 3 ． 7 7 2 0 m。／ h ，而且疏放出的热水均在进风巷道中漫流，将湿、热散发给风流，使矿井气温升高约0 ． 8℃，使矿内空气湿度增如到9 71 0 0 ％I再者就是采橱工作面装机容量大，以及开采范围大、通风路线长所造成的工作面供风量不足等。总的说来，平八矿井下采掘工作面气温高，一般都在 2 8 3 2 ℃，最高达 4 2 3 4℃ 。二、攻关任务夏台同指标从平八矿矿井宴际情况出发，攻关总体任务是从增风降温、热水治理和并下空调三个技术途径同时开展综合降温技术攻关，目标是将采据工作面的气温降至2 8 ℃ 以下。三，。平八矿矿井降温技术”攻关计捌执行情况。为更好、更全面地完成攻关任务， “ 平八矿矿井降温技术”专题又分解氟。个子专题和1 4 个攻关内容，由矿务局分别与八个参研单位鉴订了专项联合攻关台同，通过五年的努力，通风降温、热水治理、制冷降温三大部分的 9个子专题，l 4 个攻关内容，现已全部完成，专题食同规定的攻关考核指标全部达到。国家包干 1 9 9 1 年 3月1 5 日正式全部合格验收。9 1 年 4月1 7 日通过国家技术鉴定。本专题首次将先进的电子计算机技术应用于我国矿井降温工程。占5 6 ％的子专题都开发并应用了自编的微机程控软件，成功地以动态分析方法取代了传统的静态分析方法，使操作、运行中的工况分析、计算更加及时、准确、可靠，并大大提高了工作效率。 1 4 个攻关内容中，有1 2 4 “ 研究成果达鲥国内领先水平，其中t有 5 个接近或达到国际水平。已有三个子专题获能源都科技进步奖。四、各子专题废关计划执行结果爱评价一 “ 井下岩石热导仪的研制 ”，中科院地质研究所负责完成。本研究成果为平八矿矿井降温技术”研究提供巷道囤岩热物理参数现场测维普资讯定仪器．为风温预测提供重要参数。井下岩石热导仪经过三年多的研制，其性能及测量精度全面达到了合同规定的要求。使仪器于1 9 9 0 年 8月通过了中国统配煤矿总公司组织的部级鉴定。该仪器的主要技术指标如下测量方法非稳态三维半无限空间传热I 操作方式微机程控键盘操作，自动打印数据探头形式环型热源微型探头直径小于1 0mI l 1 l 仪器量程1 0 ． 5 ～ 1 0 W／mkl 工作温度 I 1 5 ～4 O ℃；单项测量时间 4 ． 5 I l l i n ；井下标定精度优于 5“ 数据重复性； 1 0 ；机芯重量1 0 kg不包括防爆器套机重量； 4 0 k g 经鉴定，提供的样机属于国内首创。单箱体一微型探头一自然岩面三者结合的新型原位热导仪具有防爆，防湿、防尘、快速、便携的综合性能二 “ 平八矿热水补给来源条件及方式研究由煤科院西安分I 院负责完成。攻关指标；查明八矿热水成因，补给来源的途径，查明与热水有关的地质构造及热水含水量的展布，编制地温等值线图，为矿井降温提供基础数据。通过地热地质、地球物理勘探和水地球化学勘查等手段，应用数值摸拟和环境同位素技术，研究了平八矿地温场特征及其形成机理，分析了地热成因、热流俸的补给来源、条件及方式，合理地进行了冷热水子系统的划分并评估了原始热水储存量，完成了合同规定的任务得出如下重要结论一一 1 、从系统理论婀观点出发，根据区域地质构造，地层岩性和水文地质条件，将平顶山煤田中上寒武系岩溶裂隙含水层划分为一个相对独立的岩溶水系统，系统总面积5 5 0 平方公里左右。根据地下水埋藏条件，水循环交错强度、井下和钻孔中热水显示以及地温状况，将平顶山岩溶水系统首次划分为西南部和东北部两个子系统，其间大体以寒武系顶板埋深5 0 0 8 0 0 米为界。这个界线也就是 “ 冷水系统与 “ 热水”系统的分界域。． 2、西南部子系统为冷水系统、该系统位于岩溶水潜埋区、水循环变替强烈，地下水主要接受大气降水和地表渗漏补给。总体流向自西北向东南，矿并排水和人工开采为其主要排泄方式。东北部子系统为热水子系统，该系统处于岩溶水深堙区，水循环交替条件差，基本处于游赢捷态，在漫长的历史时期，古老的地下水不断吸收来自地壳的热流量逐溉形成了热水．热水温度由李口集向斜两翼向轴部逐渐升高、推算的热水循环深度为 1 4 2 5 米，最高温度约7 5 ℃。 - 3、在分析矿区地温场特征的基础上建立了平八矿井田地温场数学模型，确定了边界条件，并用有限单元法进行了术解。利用电子计算机绘图，绘制了八矿已组煤底板等温线图，一4 3 0 米水平及一2 7 0 米水平的载面等温线图，经井下测温验证，最大误差在0 ． 6 5 ℃以下。 4、利用频率测深和静电a 卡祛，对游区地形起伏形态，寒武系灰岩水性．，第曝系地层厚度变化等进行研究，尤其是对任庄断层两便 9 灰岩含水性的研究具有重要意义。 5、应用同位素和水化学方法对平八矿热水的成因、补给来源、径流过程、地下水滞流时间及冷水混合作用进行了研 4一 a 维普资讯究，首先提出平八矿热水以 “ 古水”占主要成份。 6、估算本区热水系统的原始热水储存量为4 3 1 5 3 x 1 0 米，热储体的储存量为 9 5 1 2 1 0 千焦耳该子专题1 9 8 9 年 1 2 4通过了中煤总公司组织的技术鉴定，并获得能源部煤炭科技进步三等奖。一三矿井气温预测及计算程序” 研究由武汉煤炭设计研究院负责完成。台同规定提出一套适用于平八矿及我国煤矿矿井特征的预’侧井巷及采摘工作面气温的方法及电算程序 ‘ 课题组先后在平顶山局八矿、湖南资兴局周源l山矿、湖北黄石局湖家湾矿等全国l 3 对矿井进行了全线路风流热力测定及原始岩温、井筒、水泵房，热水巷，运输机巷、采掘工作面等单项热力观测共约1 7 0 次，取得数据 2万多个，在此基础上，开展了矿井气温预测及计算程序”研究提出“ 温湿度双向迭代统计预涣 j 法，井编制了 “ 全矿井通风硼路风流热力参数预测程序 TEMPS 气温预测的准确度，经七对矿井八条路线实浏数据验证，采掘工作面气温与相对湿度预谢值的相对误差均小于 5 ，达到考核指标的要求。已于 1 9 8 9 年 8月1 5 日通过中煤总公司技术鉴定，并荣获能源部煤炭工业科技进步三等奖。研究成果适用于新建矿井及改，扩建矿井，矿井延深的 “ 矿井热容l肪治设计” 所开发的气温预测计算机应用软件已纳l入牵煤总公司 “ 采矿专业软件包”。 ‘四 “ 平八矿西翼通风降温与计算程序研究由中国矿业大学北京研究生部负责完成。合同规定确定平八矿西翼通风降温 4 4 的可行界限和应用微机技术对平八矿西翼通风系统进行优化。课题组从I 9 8 6 年 5月至1 9 8 7 年 4且对八矿西翼丁二、丁口两个采区高温生产工作面丁5 ． 6 一 l 2 1 8 ，丁5 ． 6 1 4 1 6两条进风风路的风流热力参数进行了全年观测，取得近两万个数据，经整理分析，对通风降温可行界限进行研究后得出如下婀主要结论。 l、对通风降温理论及影响矿井谣展降温因素的研究从风流能量平衡原理，维持人体热平衡以及人的主观感觉等方面论述了增风可降低气温或达到改善气候条件的目的，并从地面气象条件，矿井地温、井下热源、井田尺寸及开拓开采布署和矿井通风系统等方面论述了对矿井通风的影响。 2、非人工制冷矿井采面供风原则及供风量增风降温是以风流作为 “ 稀释剂稀释热源放出的热最和作为载体把热量转移出去。因此为正确地台理地确定通风降温可行界限，必须是在最佳的通风状态下，即采面多按降温配风在我国目前柏开采水平内，具有热害趵矿井中，多为既存高温采面，也有非高采面，采面的圆采工艺也不尽相同。为此提出 1 供柬原则高温采面接降．温配风，非高温采面和其它风点按安全期定规定配风 2供风量由于井下各种热澡特征和同风流换热过程及规律不同，据出了投各种热源量与风速 c 量有无关系进行了分类，为了区别以前按与温度的荚系爵分类，故把与风速有美的称第二类相对热源，其它为绝对热源根据各种热源竹放热量计算式可知，围岩散热和氧化散热热源，这类热源的放热量随风量的增多而廊维普资讯．幂函数关系增加。所以，以此类热源为主要热源昀巷道，以增风进行降温，其效果不如以绝对热源为主的明显，而且增风到一定限度，再增加风量，采面末端的气温也不降低。因此风量不能无限度增大，增加风量不仅受到风速的限制而且有一个合理性问题。由此说的这种热源分类法有利于分清热源特征，做到合理配风。基于各种热源和风流的热力计算，建立了高温采面供风模型和计算机程序，结合八矿西翼高温采面的条件进行了计算，认为高温采面的合理配风量上限值在1 0 0 0 m ／mi n 3、通风降温可行界限通风降温可行界限确定的目的是为矿井降温决策提供依据。为此应解决确定该界限的原则和方法两个问题。 1确定的原则根据保安规程第1 0 6 条规定的精神，并从安全、经济和其它国家评价井下气象指标等方面综合论证，建议t ① 以回采工作面作为确定的对象{ ②规定回采工作面末端的气温几乎在全年内超过 2 8 ℃时采用通风降温已达不到预期目的，说 l { } i 此处为通风降温不可行区。回采工作面末端气温只在夏季超过2 8 ℃，低于 3 0 ℃时不作为确定依据，可采用缩短工作时间，增加高温保健待遇等辅助措施。 2 确定方法采用全风网风量，风温联合解算”的风温预测法。 3 对八矿西翼通风降温可行界限的预测根据上述确定原则，用前述的全风网风量、风温联合解算的风温预测法对八矿西翼丁二丁四采区进行了预测。根据计算结果得出 ① 丁二采区的可行界限为一5 3 0m水平，即在丁二下山第五个区段以上为通风降温可行区域。 ②丁四采区的可行界限为一4 5 0 m水平，即在下山第一区段之内为通风降温可行区域 4、八矿西翼通风系统优化针对八矿丁二、丁四下山采医蕾多，风温高的网题，提出三个通风系统设计方案 a 、不改变现有风井和风机 b 、西一避风井改为出风井 c 、开凿新井中央工业广场通过对三个方案不同通风时期釉不商供风标准的十二次上机计算结果，利用现有风井、风机时通风系统局部增鞋和降阻谓节和对西风井风机转速调节后， l可供备用风点的风量达弼供风标准。西一避风彝改为回风井在经济上不如现有风并优越新开风井、技术上和扼越性太，并兼顾长远、可考虑。本子专题研究成果已1 0 9 0 年 l8月通过中煤总公司组织的技术鉴定，取褥如下三个方面的成果t a 、用有限差分法和有限单元法‘ 对旨热湿交换边界条件下围岩与l风潮的热交换及其不稳定系数进行术解，并开爱相应的计算机程序。 b 、首次提出了井下热源按通风降温的分类方法首次提出采面按降温要求的合理配风原则和方法以及通风降温哥孽子葬限的确定原则和方法，分类方按辩学，l 宥实用意义，同时还为平八l矿疆定疆_甄降温可行范围。 ‘ c 、开发了 “ 全风网风量，风温；联台解算法”及其计算机程序，方法瑶确、合理，符合实际、计算精凄高。鉴定委员誉认定研究成果具有国内先进水平，其中 c 通风降温可行界限、 “ 有限单元法技术求一每 F} j ；维普资讯解围岩与风流不稳定换热及其微机程序 “ 全风网风量、风温联合解算法及其微机程序”三项已达国际水平，并荣获能源部 1 9 9 1 年科技进二等奖。五平八矿东翼制冷系统的设计、矿用大中型制冷机的改制、矿用空冷器的研制等。由煤科院抚顺分院负责完成。 1、东翼制冷系统设计经局、矿各级领导和工程技术人员反复审定和总公司的批准、攻关指标要求一一 “ 使采掘工作面的风温降到 2 8℃以下。确定下列设计； I降温标准及配冷量专项合同规定 “ 采掘工作面的风温降到2 8 ℃以下 ”，根据这一指标来计算配冷量，采面平均供冷量为3 0 6 KW I掘进面平均配冷量为 7 0 KW 。 2制冷机制冷能力及降温工作面个数制冷机的翩冷能力为 l 1 6 3 KW 是根据1 9 8 6 年 l 1 月呈报、批准的实施方案确定的，那时是 4个回采工作面和1 0 个掘进头需要供冷降温。 1 9 8 9 年1 1 月，局、矿领导决定降温工程分两期进行。第一期工程服务 1个采面和 2个掘进头，故改为半负荷运转。 3 降温系统的确定井下集中制冷系统的确定z经技术经济比较和国内外专家确认，采取东翼井下集中制冷比较经济合理；制冷站位置经反复研究和多次变功，于1 9 8 8 年 8月，最后确定在已三采区下车场附近制冷站负荷确定的依据，平均回采工作面的供冷量是3 0 6 KW ， 4个采面共计 1 2 2 4 KWI平均掘进工作面供冷量为7 0 K w ，l 0 个掘进头共7 0 0 KW，系统冷损量 4 6 按2 O ％计，则为4 8 1 KW故总负荷为2 4 0 5 K W 。选用三台国产 IJ BF- c o 。型离心式制冷机组准备引进西德一台w KM；一 1 2 0 0 螺杼式制冷机，因此，制冷站装机设计总制冷能力为4 9 5 8 KW 。空气冷却器的位置台数，距离采面下出口1 0 0 米处，距掘进面迎头5 0 1 0 0 米。每个采面安装 2台KB L一1 5 O 型空冷器，每个掘进面安 1台KB L 一9 O 型空冷器，回采工作面和掘进面风温可由 3 2 ℃ 降到 2 8 ℃以下。供冷管道采用双层隔热管道，由平顶山矿务局科研所负责研制，隔热材料用聚氨酯泡抹塑料充填。利用回风流排热。分别在己三和己一采区总回风道设喷淋室。矿井降温系统如图2所示 1 9 8 9 年 1 1 月确定第一期降温工程， 1 台机组运转，制冷量为1 1 6 3 KW ，冷凝热为1 3 9 6 KW 。其降温系统如图3 所示 2、矿用中型制冷机的改 I 国家攻关项目专题台同要求t对矿用大、中型制冷机进行改制，改科主要内容l a 蒸发器水压为2 ． 5 MP a I b冷凝器水压为4 ． 0 MP a I c冷凝温度为4 5℃I d蒸发器的出水温度为 5 7℃。经与制造厂家协商改为；蒸发、冷凝器水压为4 ． 0 MP a ，冷凝器进水温度为 3 4 ℃，出水温度为3 8 ℃，冷水出水温度为 5～ 7℃，制冷机制冷量为 1 1 6 3 KW 。制冷机组电机包括附件和主机电控系统均属非防爆型不符合煤矿安全规程的要求，尚须进一步改造。 3、矿用完全冷却器攻关专项合同要求，试制两种规格的维普资讯 4 Z 维普资讯 4 8 霹峰霄堪H埔世霹接之宣粤十 ∞日维普资讯水冷表面空冷器。试制产冷量为1 5 1 KW 和0 3 KW 要求设计合理性能可靠、体积小。如何有效地将冷量传递给风流以降低风温，是矿井降温的一个关键性的技术问噩。所谓水冷表面式空冷器，就是用制冷机将本泓降低，再将低温水通过输冷管送到表面式空冷器中靠通风散发冷量以降低风流温度。矿用水冷表面式空冷器必须满足如下要求 I 1 热交换面的防污染与清洗 2 结构要紧凑，重垣要轻、移动方便 I 3 热交换率高，制冷能力大 4 承受水压要大於 3MP a I 5防腐蚀性能好。鉴於上述要求，本设计全部采用铜管铜片，这样不仅可以提高传热性能，而且还可以使结构紧凑、重量轻、抗腐蚀、保持热交换性能稳定。肋片采用无皲绕片，粉尘不易粘附，风阻小。缠绕后的肋片经烫锡处理，使传热性能提高和稳定。即使有粉尘附着时，在管片组之间还装有赜咀，可随时用减压后的冷水进行冲洗，这样从结构上是可以保证换热性能的稳定。唢水时还可以降低风流温度，冲洗后的水由放水孔溢出，不影响空冷器的正常工作。根据计算分析，特别加长了肋片管长度，减少了管数，并且将肋管烦斜布置垂高满足局扇的安装尺寸即可。这样可使空冷器的高度和宽度大大的减小，以满足井下移动和安装方便要求空冷器的设计参数与实验参数产冷量风侧参数水翻参数型号 KW 风量风温风阻相对湿度水量 m。／分进／出 P a ％ 12 1 ／ n KB L l 5 O 2 0 3 2 7 0 2 8 ／1 7 8 5 1 6 ． 2 4 5 7 ／ 1 5 ， 6 2 设计实验 KB L一 9 0 设计实 9 6． 7 1 5 0 2 8 ／ 1 7 8 5 9 ． 6 9 2 7 ／ 1 5 ． 6 2 验抚顺分院设计试制产冷量为 1 5 t KW 和9 3 KW 两种规格空冷器，设计合理性性可靠，而且体积小，完成合同规定的任务。 4、矿井降温系统排热。七五 ”科技攻关项目专题合同规定喷淋峒室通风阻力要小于 1 2 0 Pa1 2 1 2 1 m H 0 平八矿东异井下集中制冷站冷凝热的排除是采用井下回风流。按设计要求2 台 I J BF1 0 0 x 0 型制冷机联合运行，喷淋室的冷却负荷为 2 7 4 0 k W 。一期工程为 l台机组运转，其需要热排量为 1 3 7 6 k W 。根据平八矿井下回风系统的实际．情况，2台机组运行对，必须分三处设喷潍室，即在巳三采区回风巷，新增回风巷。已～采医回风巷分别设 l、 2和 3 喷潍室。 l台机组运行时，在已三采区圆风巷安设喷淋室。～期工程排热系统如下图 4所示。 4～ 9 维普资讯 A 蕈站图 4 平，＼矿井下排热系统一期工程通风阻力损失计算沿巷道周界布置喷嘴，垂直风流方向喷射时，根据实验期同耐得的数据按经验公式计算为 9 0 p a ，小於台同规定指标 1 2 0 Pa 5、多台制冷机联台运行方式的研究在大型矿井降温系统中，仅用 l台制冷机往往满足不了系统需冷的要求，必须使用多制冷机联合运转。根据七五攻关项目的要求和八矿的实际需冷量，需正常运行两台制冷能力为 1 2 0 0 k W 制冷机。经技术经济分析与比较，采用两台制冷机蒸发器冷水系统串联运行。这样，既可以减少冷水循环量，又能降低制冷站出水温度，以提高矿井空调系统的工作效率。六。矿井制冷系统管道保冷技术研究本专题由平顶山矿务局科研所承担。合同攻关指标要求，供冷系统冷损量小于总制冷量的2 0 。供冷管道的保冷是提高矿井降温系统经济效益的一个关键问题。科研所研制的垒封闭双层保冷管道，保冷材料采用聚氯酯泡沫塑料，外管采用2 ． 5 ～ 3 mm厚的薄钢板卷制而成，内管用无缝钢管。在内外管之间充填隔热层，使之形成～无接缝 4一 l 0 的管状保冷层，井与内外管牿结为一整体，筒状隔热层完全处于被保护的非噤露条件下。这种分段式垒封闭双层保冷管道结构的特点是防潮层、保护层、阻燃层三者台一。不易受潮、不易受损、不易老化。也便于一狄加工成型，便于搬运、安装拆卸。各种管径的保冷厚度 2 1 9 7 为6 0m m， l 5 9 4 1 5 ， 1 0 8 4、 8 9 4 ． 5 均为5 0m r n 。双层隔热管道是目前世界上矿井供冷管道保冷的先进技术。根据实验室的测试资料，材料的煎导率为0 ． 0 2 3 W ／ n l k ，设计中取O ． 0 2 8 W／ 1T i k。根据平八矿一期降温工程的系统布置，系统总供冷量为7 7 1 k W 。供冷管道设计长度为9 6 4 0 m，管段为 5 m，管间采用快速管道连接，管接头也作隔热处建，在制冷系统运行时，进回水管均为保i牵蟹道，则系统冷损情况如下，占总供 3 5 4 B ． 1 6 ． 7 4 8 7 ． 8 4 冷量的4 ． 5 ％ 6％ o ． 9 l 1 ． d ％比率维普资讯平八矿一期降温工程供冷系统管道冷损为3 5 KW ，占总供冷量的4 ． 5 ，供冷系统总冷损 8 7 ． 8 4 Kw ，占总供量的 1 I ． 4 ，因此，设计中系统管道冷损量是控制在2 0 以下的。平八矿～期降温工程供玲管道系统工业试验分析供冷系统管道总长度为2 3 2 0 m，系统总供冷量为5 7 a Kw ，系统总冷损置为 1 0 6 ． 3 7 KW ，占系统供总冷量的 t 8 ． 6 占系统总供冷量比率％其中 I 、水泵冷损 5 7 ． 2 KW l o 2 、蒸发器冷损8 ． 7 9 Kw 1 ． 5 3 、冷出池未盖 6 ． 6 1 Kw 1 ． 2 4 、管道摩擦冷损 4 ． 4 KW 0 ． 8 5 、管道冷损 2 9 ． 3 7 Kw 5 ． 1 因此通过工业性试验系统冷损量分析表明，系数系统总冷损为1 0 6 ． 3 7 KW 占系统总供冷量的1 8 ． 6 ，达到了合同考核指标系统冷损2 b ，管道冷损2 9 ． 3 7 K W 占总冷量的5 ． 1 ，这个指标达到国内领先球平，接近国际先进水平。通过井下工业性试验，专家们认为全封闭双层隔热管道其保冷、防潮阻燃、保护性能均好，在我国用于井下为首创。丰城局建新矿降温系统、新汶局孙村矿二期工程设计中都采用这种全封闭双层保冷管道。七水质处理本项目由河北煤矿建筑工程学院负责完成，根据井下工程，工艺用水水质要求较高，而补充水量较小，经几种方案比较，确定如下工艺流程见流程图 5。水处理后的水质分析详见下表。上述资料表明t循环冷却水补充水，经工艺处理之后的各项指标，完垒附合制冷机工艺用水要求。平八矿东风井水处理站水质分析 _ r 采样化验日期∞． n． 5 魂谤实测化验项目单位原 ‘ 水电渗析投药泳求 _ PH 7． 2 0 7 - O 5 7 0 7 电导率 s ／ cm 、 4 4 O ； 5 0 51 _ } 浊度度 5 3 3 碱度 m‘ g ／ L 4 ． 4 6 0 5 l O ． 5 3 总硬度德国度 1 5 ． 5 4 l 8 2 1 ． 8 2 氯化物 mg ／ L ＆ 6一 6 0 ． O 铁 mg ／ L O - 0 2 ≯ ． 0 2 游离碳酸 mg ／ L ‘ 2 , 4 0 可．釜 8 0 ． 2 6 八 “ 平八矿热水治理” 与 “ 平八矿西异优化通l风京统降温” 此项任务由平顶吐 r 矿务局八矿负责完成。 ’ L 1、。平7 矿热水治理八矿是一个地温偏高兼有高温热水涌出的热害矿井，东异涌出量为 5 3 8 7 2 0 Ⅱ l ， h ，水温3 6 ℃ 既-琶由于热水在进风巷漫流散热，使进风流增温 O ． 5 ～ 0 ． 8 ℃。为减少扇进庵流散热，八矿采取了四个措施一是永流改道，导流使之远离进风巷}二是对热水钻孔作封闭处理；三是采用密封水井方法排放热水。四是用隔热管道导流蓄水。目前热水可用作矿工饮用水和八矿矿泉豳厂源料。已一己三采医封闭热水孔7 5 个，连接汇合孔 4 9个，媾修，新修筑水沟 8 4 8 米。通潞土述工程，杜绝热水杰进风巷漫流现象，降低了进风巷昀气温，平均为0 ． 4 ℃，所以效果很明显。本专题已于0 1 年 2月通过中爆总公司技术鉴定． 4 l 维普资讯图 5 水处理工艺流程图九。平八矿西异优化通风系统降温 ” 攻关指标是通过通风系统的改善，使采掘工作面的气温降到2 8 ℃以下。平八矿丁二下山采区开采到一5 3 0 米水平，是目前开采最深的一个采区，也是通风困难、热害严重的一个采区，如 4 1 2 丁，。 --1 7 ,0 8 0 采面气温常年在2 8 ～3 l ℃ 之间。平八矿为完成任务，对西异通风系统进行了改造，改造方案是增风降温，充分利用老巷，主要回风巷、重点区段扩修。共新开、扩大巷道4 3 5 8 米，经过改造，构成丁二采区新的独立通风系统，达到了增维普资讯加采面的供风量的目的，使采掘面气温降到2 8℃以下。本子专题已于9 1 年 2月通过中煤总公司的技术鉴定。五、专题整体水平及置套任从课题设置方面来看。平八矿矿井降温技术研究”专题的九个子专题，既有侧重理论性的研究，如通风降温可行界限的研究，热水补绐来源条件及方式的研究也有既服务于专题研究，又具有广泛推广应用价值的研究，如岩石热导议的研制和矿井气温预测研究，还有研究成果需直接用于井下降温工程的应用性研究课题，如东异制冷系统降温技术研究，保冷管道研究，热水治理等。不管是哪类课题，通过 3 5年的研究都先后完成和超额完成了国家攻关台同任务。在九个子专题中，就有五个子专题将先进的电子计算机科学 g f 入矿井降温工程中。专题研究，除完成攻关台同规定的任务指标外，还取得了多项突破性进展和成绩如西安分院在研究中合理地进行了平顶山矿区冷热水子系统划分，并评估了原始热水储存量，这对平顶山的矿井规划、设计以及投资具有重要意义，又如中国矿业大学北京研究生部，在我国首次提出井下热源按通风降温的分类方法，首次提出按降温要求的台理配风原则和方法，首次提出通风降温可行界限的确定原则和方法。经专家鉴定认为这些分类原则和方法科学、有实用意义；中科院地质研究所研制的岩石热导仪，虽然目前处在科研机的初步定型阶段，但专题成果整体上达到了国内首创领先水平，在仪器综台性能和功能开发及单键启动式全自动程控操作测量的软件设计方面达到了国际先进水平，平顶山矿务局科研所研制的矿井制冷系统全封闭双层保冷管道在我国是首创，在国外也是比较先进的，其隔热、防潮，阻爆、保护性能均好，有很好的推广应用价值。总的来说，专题的整体水平是比较高的，配套性也不错。六、专置的直萤效益和阃基效益一直接经济效益。矿井降温的经济效益在于提高劳动生产率，降低生产成本，扩大资源开发范围，保护劳动力，在苏联井下超过曲 ℃ 生产定额调整系数为0 ． 7 0 ，西德 1 群奁统计，等效温度超过3 2 ℃时劳动效率降低 3 o 一5 0 ，南非、温度超过标准 l℃，劳动效率降低 7--1 0 ％。1 9 8 9 年武汉l肇矿设计研究院用气温预测研究成果预测准备斯开的平十三矿为高温热害矿井，在栅步被计中所作的经济效益预计t由于气温超规定，劳动效率降低，劳动时间缩短生产定额减少，导致采矿费用增加，其值一年即为1 5 1 ． 8 5 万元，而进行鲁矿井治理的总投资为9 0 8 ． H万元，矿井降粗前运营费为1 万元，可见治理初期投资高，但不用一年即可收回总投资。从长远看来，经济效益是显著的。又如平八矿通过热水治理，使主蒜避风巷气温降低0 ． 4 ℃，为提高劳动效率期造了条件，另方面对地下热永盼综合科闻给平八矿带来直接经济效益。八矿巳建成矿泉水厂，设计能力年1 0 0 0 吨，产值曲 0 万元／年，纯经济效益为3 5 万元／年，1还建成了矿井水厂，设计能力为1 ． 5 万吨／目，可满足八矿实用，1 ． 3 2 万