广西某矿井高温热害分布规律调查研究.pdf

ＳｅｒｉａｌＮｏ．６１５Ｊｕｌｙ２０２０现代矿业ＭＯＤＥＲＮＭＩＮＩＮＧ总第６１５期２０２０年７月第７期 “ 十三五” 国家重点研发计划项目（编号２０１８ＹＦＣ０８０００３０２）。莫苏鹏（１９８８），男，工程师，４１００１４湖南省长沙市。广西某矿井高温热害分布规律调查研究 莫苏鹏１，２陈磊１，２（１．湖南有色冶金劳动保护研究院；２．非煤矿山通风防尘湖南省重点实验室）摘要为研究广西某矿山深井的高温热害分布规律，对该矿山井下主要生产作业区域温度进行了测定，并根据测定结果进行分析研究。结果显示，矿山井下温度的变化与矿井深度并不呈现简单的线性比例增加的趋势，靠近深部区域温度增加值相对更明显，同时指出该矿深部区域仅靠通风降温方式已不能根治热害，应配合机械降温等手段对深部区域进一步治理。关键词深井热害调查研究ＤＯＩ１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４  ６０８２．２０２０．０７．０７０ＩｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｎｔｈｅＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎＬａｗｏｆＨｉｇｈＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＨｅａｔＤａｍａｇｅｉｎａＭｉｎｅｉｎＧｕａｎｇｘｉＭｏＳｕｐｅｎｇ１，２ＣｈｅｎＬｅｉ１，２（１．ＨｕｎａｎｌａｂｏｕｒＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＮｏｎｆｅｒｒｏｕｓＭｅｔａｌｓ；２．ＨｕｎａｎＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＶｅｎｔｉｌａｔｉｏｎａｎｄＤｕｓｔＣｏｎｔｒｏｌｆｏｒＮｏｎ  ＣｏａｌＭｉｎｅｓ）ＡｂｓｔｒａｃｔＩｎｏｒｄｅｒｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｒｕｌｅｏｆｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｈｅａｔｄａｍａｇｅｉｎａｄｅｅｐｗｅｌｌｉｎａｍｉｎｅｉｎＧｕａｎｇｘｉ，ｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆｔｈｅｍａｉｎｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｐｅｒａｔｉｏｎａｒｅａｏｆｔｈｅｍｉｎｅｗａｓｍｅａｓｕｒｅｄ，ａｎｄｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈｗｅｒｅｐｅｒｆｏｒｍｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｃｈａｎｇｅｉｎｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆｔｈｅｍｉｎｅａｎｄｔｈｅｄｅｐｔｈｏｆｔｈｅｍｉｎｅｄｏｎｏｔｓｈｏｗａｓｉｍｐｌｅｌｉｎｅａｒｉｎｃｒｅａｓｅｉｎｔｈｅｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ，ａｎｄｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｎｃｒｅａｓｅｖａｌｕｅｉｎｔｈｅｄｅｅｐｅｒａｒｅａｉｓｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｍｏｒｅｏｂｖｉｏｕｓ．Ｓｈｏｕｌｄｃｏｏｐｅｒａｔｅｗｉｔｈｍｅｃｈａｎｉｃａｌｃｏｏｌｉｎｇａｎｄｏｔｈｅｒｍｅａｎｓｔｏｆｕｒｔｈｅｒｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅｄｅｅｐａｒｅａｓ．ＫｅｙｗｏｒｄｓＤｅｅｐｗｅｌｌ，Ｈｅａｔｄａｍａｇｅ，Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ，Ｒｅｓｅａｒｃｈ现国内金属矿山开采深部不断增加，深部地温升高，热害不断显现，地温升高使井下作业条件恶化，对高温作业环境人员的健康及劳动效率造成极大影响，矿井热害的存在严重制约着矿山企业的可持续发展。为解决深井矿山热害问题，必然需要先对矿井高温热害分布进行调查，并依此基础数据对矿山热害治理提出有针对性的治理方案。为此，本研究深入广西某深井高温矿山对其热害环境进行详细调查，并根据调查结果对热害分布规律进行研究，指导深井热害治理。１矿山概况１．１矿山生产概况本次调查研究所选矿山为广西某深井开采矿山，该矿山采用箕斗斜井＋罐笼竖井＋深部盲斜井联合开拓方式，矿体开采采用机械化上向水平分层充填采矿法，井下普遍采用无轨机械化柴油设备生产，设计生产能力为３００ｋｔ／ａ，矿山地表标高７２３ｍ，目前已开采至深部－２５０ｍ水平，开采深度近千米，现井下深部局部温度超过３５℃。１．２矿山现降温方式目前，该矿山井下主要采用通风降温的方式，其通风系统采用地表探采斜井和罐笼竖井（７２３ｍ）作为地表主要进风井，黄瓜洞回风斜井作为主要地表回风井，地表进风通过１＃盲斜井、１１＃盲斜井和７Ｅ＃盲斜井等专用进风斜井，将新鲜风流引至深部－６０ｍ中段，－６０ｍ中段以下深部区域则采用“ 中央进风、两翼回风” 的压抽混合式通风方式，即－６０ｍ中段７Ｅ＃盲斜井井底垂直于矿体走向形成进风联络平巷至矿体下盘，中央盲进风天井进风（－６０ｍ至－２５０ｍ），同时利用南北两端的回风天井回风，形成中央进风天井进风＋南北两端回风天井回风的通风系统，深部污风通过南、北部回风天井汇至－１０３ｍ主回风巷后经各级回风斜井通过地表黄花洞斜井排至地表。该通风系统共安装主扇两台，即黄瓜洞斜井口地表抽出式主扇（ＦＣＺＮＯ２５９００ｋＷ）及井下－６０ｍ中段进风井压入式主扇（ＤＫ  １０  ＮＯ２８２２５０ｋＷ）。６２２２矿山热害调查及研究２．１热源调查矿井下热源可分为进风段热源与用风段热源，矿山进段热源主要为空气进风段热源为空气自压缩及岩石放热。当矿井风流进入矿山深部区域，经相关井巷工程进入工作面时，高程未变，但存在井下机械设备作业放热，热水，岩石放热等因素。因此，总结井下用风段主要热源放热量大小依次为围岩放热、水放热、空气自压缩放热、机械设备放热。２．２井下空气温度变化调查及分析井下热害主要体现为井下空气温度，根据金属非金属矿山安全规程中的规定，井下作业点空气不宜超过２６℃，不得超过２８℃。本次调查针对该矿井下主要中段的生产作业区域温度进行测定，主要测定结果见表１所示。表１矿井各区域温度对比地点温度／ ℃ ６９０ｍ平硐进风９．８２５０ｍ马头门２０ｍ处１４．７２００ｍ石门１４．９１１＃斜井头（２００ｍ）２０．１４＃斜井头（２００ｍ）２３．８４＃斜井底（－６０ｍ）２６．１６＃斜井底（－２００ｍ）２８．８６＃斜井头（６０ｍ）２７．１－２００ｍ至－２５０ｍ主斜坡道口２９．８８＃盲斜井头（－２００ｍ）２７．３１１＃盲斜井底（１０ｍ）２０．７７Ｅ＃斜井头（１０ｍ）２１．２７Ｅ＃斜井底（－６０ｍ）２２．３进风机－１５１ｍ进风下口２５．３进风井－２００ｍ２５．６进风井－２５０ｍ２６．１－２００ｍ北面风机处回风３３．４－２００ｍ南回风巷３５．５南回风井－２５０ｍ至－２００～－２５０ｍ井底３３．４北回风井－２５０ｍ至－２００～－２５０ｍ井底３５．５由表１可知，随着深度的增加，矿井空气温度逐渐增加，根据该矿通风系统主要进风路线为探采斜井、罐笼竖井→１＃盲斜井、联络道→１１＃、７Ｅ＃盲斜井→ －６０ｍ中央进风天井→深部中段平巷→工作面，根据各点测定温度绘制各点温度见图１。此结果为在进风端至深部回风端温度测量，从图１中可看出，随着深度增加矿井温度逐渐增加，风流经进风井到达－２５０ｍ中段时温度已达到２６．１℃，中段进风温度已经高于金属非金属矿山安全规程规定，井下作业点空气不宜超过２６℃的标准，在经过图１矿井各区域温度变化对比中段巷道到达－２５０ｍ中段北部回风端时温度已经达到３５．５℃可见深部热害严重。２．３井巷空气温度变化一般规律分析根据上诉温度测量数据及测量图显示，风流温度变化趋势基本为随着矿井开采深度的增加而增加，但各点温度增加趋势并不是呈现明显的线型规律，究其原因分析这种现象与矿井开拓方式布局有关，考虑井下热量增加的主要原因为空气自压缩及岩石放热，空气自压缩放热与高程有关，而岩石放热则与岩石接触时间有关，则在高程变化一样的情况下，巷道长度越长与岩石接触发生热交换时间越长，则空气温度升高越明显。因此，根据其开拓方式应分别考虑斜井、竖井中空气温度变化规律。２．３．１竖井中空气温度变化规律竖井只有高程的变化，从表１中仅取出竖井位置数据，高程及温度做差值得到表２。表２竖井温度与高程变化位置／ｍ高差／ｍ温差／ ℃ ２００～２５０５００．２－１５１～－２００４９０．３－２００～－２５０５００．５在同高程差的情况下，各点温差值并不相同，且越深处相同高差竖井两端的温差越大，其原因是相同高差下空气自压缩放热量相当，但越深处位置处岩温较浅部温度更低，放出的热量也较浅部区域温度多，因此，呈现出高差相同，温差不同的情况。２．３．２斜井中空气温度变化规律斜井相同高差下，长度要高于竖井，因此，斜井中温度变化应较竖井明显，考虑采用进风线路中１１＃、７Ｅ＃盲斜井作为研究对象，表３为各斜井处温差变化。表３斜井温度变化位置温度／ ℃ １１＃斜井头（２００ｍ）２０．１１１＃盲斜井底（１０ｍ）２０．７７Ｅ＃斜井头（１０ｍ）２１．２７Ｅ＃斜井底（－６０ｍ）２２．３７２２莫苏鹏陈磊广西某矿井高温热害分布规律调查研究２０２０年７月第７期根据表３中以１１＃斜井头（２００ｍ）处为基点按高程降低量做为其与温度变化的曲线，因１０ｍ水平为１１＃斜井与７Ｅ＃斜井接力水平由平巷联结，因此取其平均值作为该高程处温度即为２０．９５℃，则斜井温度变化曲线为图２。图２斜井温度变化趋势从图２中可看出，斜井空气温度变化与矿井深度并不呈现简单的线型比例增加的趋势，在靠近深部区域温度增加值相对更明显，此种现象应主要与井下深部岩温变化有密切关系，因此，今后在考虑矿井热害时应当建立相应的地温梯度与矿井空气温度的关系模型。２．４热害应对措施根据现场调查具体情况，该矿深部区域－２００ｍ中段进风井进风温度为２５．６℃，－２５０ｍ中段进风井进风温度已达２６．１℃，矿井现最深部两中段进风温度已接近或达到２６℃，根据规程矿山井下作业点空气不宜超过２６℃的标准，说明地表进风端风流至该区域已属超标，此时若仅依靠通风降温已不能根除矿山热害问题，因此应考虑在深部热害严重作业区域增加空气冷却器等机械降温手段，降低温度改善作业环境，同时也应重视个体防护措施，热害突出区域作业人员配穿冷却服。３结语（１）针对该矿井下主要中段的生产作业区域温度进行测定结果显示，随着深度增加矿井温度逐渐增加，该矿深部－２００ｍ，－２５０ｍ中段部分区域热害严重。（２）对矿山竖井及斜井中空气温度变化规律进行分析，结果显示，温度的变化与矿井深度并不呈现简单的线型比例增加的趋势，在靠近深部区域温度增加值相对更明显，此种原因应主要与井下深部岩温变化有关。（３）通风降温是深井降温的主要方式之一，其主要是利用新鲜风与矿井内部进行热交换，热风排出地表达到降温效果，提高风量对降温有益，但该矿通风线路较长，深部区域存在进风源温度过高，应配合机械降温等其他降温方式方能解决热害问题。参考文献［１］张睿冲，谢承煜，周科平．高温深井通风降温技术的适用条件研究［Ｊ］．黄金科学技术，２０１９，２７（６）８８８  ８９５．［２］贾敏涛，高伟，吴冷峻．深井矿山局部制冷降温技术研究［Ｊ］．金属矿山，２０１８（８）１５９  １６３．［３］高蕊．深井热源分析及人体热平衡研究［Ｊ］．现代矿业，２０１８（７）２２３  ２２５．［４］梁启超．某深地开采矿井通风技术研究［Ｄ］．赣州江西理工大学，２０１８．［５］刘东锐，刘伟强，李印洪，等．深井高温矿床热害治理实践［Ｊ］．采矿技术，２０１７，１７（４）６５  ６７．［６］刘成敏．深井铜矿山热环境分析与降温方法研究［Ｄ］．赣州江西理工大学，２０１５．［７］柴会来，王建学，王景刚，等．矿井热源分析及降温技术研究和发展［Ｊ］．金属矿山，２０１４（５）１５１  １５４．（收稿日期２０２０  ０４  ０８櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄）记者在线生态修复是满足人们美好生活的必然要求习近平总书记在党的十九大报告中指出我国社会主要矛盾已经转化为人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分的发展之间的矛盾。建设美丽中国，为人民创造良好生产生活环境。我们要建设的现代化是人与自然和谐共生的现代化，既要创造更多物质财富和精神财富以满足人民日益增长的美好生活需要，也要提供更多优质生态产品以满足人民日益增长的优美生态环境需要。２０１３年１２月，习近平总书记在中央城镇化工作会议上满怀深情地说 “ 要依托现有山水脉络等独特风光，让城市融入大自然；让居民望得见山、看得见水、记得住乡愁。 ” 建设绿色矿山和绿色矿业，修复废弃矿山生态，重现秀美山川，是加强生态文明建设，建设美丽中国的重要内容，是“ 让居民望得见山、看得见水、记得住乡愁” 的生动体现，也是满足人民日益增长的优美生态环境需要的具体行动。８２２总第６１５期现代矿业２０２０年７月第７期

版权申诉 word格式文档无特别注明外均可编辑修改；预览文档经过压缩，下载后原文更清晰！ 立即下载

关键词：: 广西矿井高温热害分布规律调查研究行业标准煤矿开采 20200929154456214110 煤矿开采采矿技术煤矿文库，行业标准法律法规培训课件案例分析规程措施技术规范煤矿论文考试题库技术方案技术标书施工组织技术总结安全管理通知公告设计图纸实用文档图书资料文档下载在线阅读视频课程培训视频

矿业文库所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。