姚家山矿千米深井热害防治技术研究

发布时间：2019-10-15 12:30

【摘要】：进入21世纪以来,随着我国经济增长和人民生活水平的日益提高,经济建设对煤炭的需求量也在逐年增大,机械化程度的提高和井型的不断扩大,使矿井开采深度以平均10～15m/a的速度增加,如此对煤矿的相关各项开采技术提出了更高的挑战。采煤深度的增加导致了井下热害事故的频繁发生,给矿井的正常生产和劳动效率提升带来了很大的影响。论文的研究目的及开展的相关研究工作,就是欲探讨解决千米深井生产过程中遇到的热害难题,为深部矿井的高效安全开采铲除障碍,并为深部矿井的地下生产人员提供较为适宜的采矿工作环境。论文以潞安矿业集团姚家山矿千米矿井的工程地质条件为研究背景,以矿井热源分析和热害防治的相关理论为依据,首先对矿井热源及热交换原理进行逐一的归类和详细的研究,然后通过对井下巷道布置及参数的构思,建立了深部矿井的热力学计算模型,并对模型进行分块,选取一些具有典型意义的区域为特征点,计算各特征点的热量、风流温度及需冷量,最后为遭受热害影响的22106运输平巷和22106采煤工作面,提出安装井下集中式移动空调的降温方案,并通过定点实测结果的对比分析,验证降温效果。论文通过对潞安矿业集团姚家山矿千米深井的热害防治与降温工程研究实例,表明矿井热害降温的具体实施过程,总共需要八个步骤,包括矿井热害的调研、矿井内重要热害资料及关键热力学参数的采集、热力学理论预测模型的建立、热计算模块的划分及特征点的选取、特征点放热量及风流温度的计算、总结提出重要的热害区域并选择适宜的降温方案、需冷量计算并验证降温方案的技术经济可行性以及对比分析实际的降温效果。论文对矿井热害的各种防治措施进行归类,分析了各种降温手段的优缺点,并归纳了各种降温措施的适用范围。总之,随着开采深度的增加,地质条件的复杂化,热害治理的手段不能局限为单一的方法,需要针对性地结合通风、冰冷或水冷降温,对比较突出的热源实施降温控制、再配合使用其他局部性的降温措施,才能达到理想的降温效果。论文还简述了现代化新型井下降温技术,展望了未来的深井降温技术。姚家山千米深井的降温研究实例,充分验证了论文热力学计算模型及理论计算对实际降温工作的指导意义,为热害区域降温方案的选择提供了计算方法和理论依据,对以后其他矿井中类似的热环境计算问题也有一定的借鉴价值。
【图文】：

曲线,程度,劳动效率,曲线

有效温度大于35°C时，人体心脏负担加重，出汗量急剧增加，水盐代谢也急剧的加快，，身体健康将受到非常大的损害。图1-1为人对高低温度可耐程度曲线，当人长时间暴漏在过高或过低的温度下时身体就会受到不同程度的损害，甚至有可能发生死亡。同时高温环境也会使工人的劳动效率也会大幅降低，当工作面温度达到26t)至3(rc时，劳动效率系数为0.8，工作面温度高于3(rC时，劳动效率系数仅为0.7[4]。另一方面，井下工人在高温下作业会使生产事故显著增加

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图1-2.南非金矿与井下温度与事故关系曲线图Figure 1-2 Gold mines of South African and underground temperature accident of the graph2国内热舍防治研究我国对矿井降温理论研究也可追溯到20世纪50年代，在五六十年代我国就有少进行了矿内风流热力状态参数的观测分析，有些研究人员开展了一些矿井降温理究,由于当时矿井开采深度不大，矿井的热害问题并不十分突出，因此热害防治研较慢，有代表性的成果不多[8]。进入20世纪70年代后，我国有10余处矿井出现害，为了适应更大范围矿井降温的要求，我国不断开展了矿井降温的工程实践，热环境、矿井热交换理论和矿井降温技术等方面的研究不断深入。我国矿井热害相关研究取得了实质性进展是在80年代后期，在大量的研究和实经形成了比较完整的矿井降温的学科理论体系，并相继出版了一些论文和著作，表作有军衍强等编著的《矿内热环境工程》，余恒昌编著的《矿山地热与热害治理林等编著的《矿井空调技术》，王隆平编著的《矿井降温与制冷》等，这些研究
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TD727.2

【参考文献】