气动冰箱和降温服在矿井热害治理中的应用

发布时间：2019-11-12 00:32

【摘要】：针对国内日益严峻的矿井热害问题,介绍了目前国内煤矿井下主要的降温方式,指出了各种降温方式的优缺点,并提出了一种新型的气动制冷冰箱,仿真结果表明,气动制冷冰箱的制冷温度可以达到-18℃,并可实现纯机械方式的温度自动控制,将其与降温服结合运用在高温矿井的热害治理中,该方法本质安全且成本低,可直接作用于人体进行降温,有效防止煤矿工人高温中暑,更好地保证煤炭的安全生产,具有广阔的应用前景。
【图文】：

进入冷凝器，过热的制冷剂蒸汽在冷凝器中冷凝为高温中压的液体;高温中压的制冷剂液体经干燥过滤后进入毛细管，经过毛细管节流降压后由高温中压变为低温低压;然后低温低压的制冷剂液体在蒸发器中大量吸收冷冻室周围热量而汽化为饱和蒸汽，实现制冷，然后在吸气管中变为气压蒸汽，再被压缩机吸入继而完成制冷循环过程，而压缩机的不停工作使得制冷冰箱不断地制冷，气动制冷冰箱的制冷过程如图1。1－冷冻室;2－蒸发器;3－气动马达;4－压缩机;5－冷凝器;6－毛细管;7－干燥过滤器图1气动制冷冰箱制冷系统示意图3．2．2自动控制原理冰箱的制冷工作的开闭由温度控制阀控制，使得冷冻室温度在设定范围内。矿井压风在经过过滤减压之后经过温度控制阀，温度控制阀的感温包植入在冷冻室内，当冷冻室温度高于温度控制阀门设置的上限温度时，感温包感温，温控阀开启，此时压风接入，压缩机工作，实现冰箱制冷;反之，当冷冻室温度低于温度控制阀门设置的下限温度时，温度控制阀关闭，压缩机停止工作，冰箱制冷停止，由此实现制冷冰箱的自动控制。制冷冰箱的箱体及门体采用不锈钢外壳，中间填充聚氨酯泡沫保温材料对箱体保温。3．2．3仿真结果通过使用Matlab中Simulink模块建立气动制冷冰箱的数学模型［6］并进行仿真实验，结果表明，经150min后冷冻室温度达到－18℃，环境温度为34℃，冷却速度曲线如图2。冰箱冷冻室温度在压缩机工作不断制冷达到－18℃后，进入制冷工作的自动控制，记录150min冷冻室温度，变化曲线如图3，可见气动制冷冰箱可以实现自动温控的循环制冷。图2冰箱冷却速度曲线图3环境温度为34℃时冷冻室温度变化曲线3．3降温服结合气动冰箱用于热害治理的优点气动制冷冰箱不同于常规的防爆冰箱，它不使用任何?

嘈崩涠呈椅露雀哂谖露瓤刂品纭派?置的上限温度时，，感温包感温，温控阀开启，此时压风接入，压缩机工作，实现冰箱制冷;反之，当冷冻室温度低于温度控制阀门设置的下限温度时，温度控制阀关闭，压缩机停止工作，冰箱制冷停止，由此实现制冷冰箱的自动控制。制冷冰箱的箱体及门体采用不锈钢外壳，中间填充聚氨酯泡沫保温材料对箱体保温。3．2．3仿真结果通过使用Matlab中Simulink模块建立气动制冷冰箱的数学模型［6］并进行仿真实验，结果表明，经150min后冷冻室温度达到－18℃，环境温度为34℃，冷却速度曲线如图2。冰箱冷冻室温度在压缩机工作不断制冷达到－18℃后，进入制冷工作的自动控制，记录150min冷冻室温度，变化曲线如图3，可见气动制冷冰箱可以实现自动温控的循环制冷。图2冰箱冷却速度曲线图3环境温度为34℃时冷冻室温度变化曲线3．3降温服结合气动冰箱用于热害治理的优点气动制冷冰箱不同于常规的防爆冰箱，它不使用任何电力，而是采用矿井压风驱动冰箱内压缩机工作，实现制冷工作，不会产生静电和机械火花，无防爆问题，本质安全，适合煤矿井下使用;防爆冰箱占地面积为1m2左右，体积小，可随需要安装及转移，可移动性大;制冷冰箱外围连接使用管路少，施工、维护及管理方便;气动制冷冰箱原理结构简单，成本低廉;矿用降温服成本极低，适用于井下所有工作人员，应用范围广;降温服内蓄冷袋与马甲分体设计，使用更加方便灵活;内置隔冷袋及隔冷板，有效防止过冷现象，增加降温服穿着的舒适性;降温服直接作用于人体降温，大大改善人体表面的散热速率，同时减少外界向人体的输入热量，可有效防止工人长期在高温环境中作业出现的暑休克现象，有效地保证工人的工作效率。气动制冷冰箱与降温服应用于矿井热害

【参考文献】

相关期刊论文 前5条

1 吴丽丽;罗新荣;李勤;;深部矿井热害及治理[J];能源技术与管理;2011年05期

2 付会龙;孙学峰;辛嵩;;局部降温系统在深井掘进中的应用[J];煤矿安全;2012年02期

3 杨丽;陈宁;刘方;徐海超;;矿井降温的新方法[J];煤矿机械;2008年06期

4 周孟颖;冯立品;梁国治;;矿用降温服性能试验研究[J];安徽理工大学学报(自然科学版);2012年02期

5 冯兴隆,陈日辉;国内外深井降温技术研究和进展[J];云南冶金;2005年05期

【共引文献】

相关期刊论文 前10条

1 刘圣春;饶志明;孙志利;;动态冰浆在多领域上的应用[J];低温与超导;2011年09期

2 赵运超;石发恩;刘小生;任如山;;提高矿井制冷系统能效的探讨[J];广西大学学报(自然科学版);2012年02期

3 张洋;孙学峰;朱国敏;褚召祥;;局部降温技术在高温回采工作面的应用[J];矿业安全与环保;2014年04期

4 马恒;王唯一;;矿井热源分析及井巷风流温度计算应用[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);2014年11期

5 余海亮;荆现锋;朱光辉;马庆国;荆明星;;矿井综合降温设计与实施[J];华北科技学院学报;2010年01期

6 张维滨;郭树林;姚香;严鹏;邀广斌;张雨春;;中国金属矿山深井通风技术研究现状综述[J];黄金;2009年09期

7 武宏岐;李瑞祥;;中国岩金地采矿山采矿技术进展及研究方向[J];黄金;2010年10期

8 卢宇鹏;黄锐;李亚威;王中亚;胡汉华;;水力通风换热机设计及其在封闭高温高湿环境中的应用[J];黄金;2011年02期

9 宋士生;杨中利;刘文波;;深井开采矿山人工制冷技术综述[J];黄金;2011年05期

10 郭树林;姚香;;我国岩金现代地下开采技术综述[J];金属矿山;2009年S1期

相关会议论文 前9条

1 刘圣春;饶志明;孙志利;;动态冰浆在多领域中的应用[A];第十届海峡两岸冷冻空调技术研讨会论文集[C];2011年

2 刘伟;王桂坤;;冰输冷技术在深井降温中的应用[A];2007年山东省制冷空调学术年会论文集[C];2007年

3 郭树林;姚香;;我国岩金现代地下开采技术综述[A];第八届全国采矿学术会议论文集[C];2009年

4 何满潮;徐敏;;HEMS深井降温系统研发及热害控制对策[A];中国软岩工程与深部灾害控制研究进展——第四届深部岩体力学与工程灾害控制学术研讨会暨中国矿业大学（北京）百年校庆学术会议论文集[C];2009年

5 董凯军;黄冲;肖睿;何世辉;冯自平;;冰浆潜热输送矿井空调设计及其经济分析[A];中国制冷学会2009年学术年会论文集[C];2009年

6 陈亚东;任国义;姚香;;“十一五”期间我国岩金深井开采综述[A];中国采选技术十年回顾与展望[C];2012年

7 王乃国;陈培国;张双;;WAT井下集中制冷降温技术设计与应用[A];山东煤炭学会第六次会员代表大会暨煤矿地热防治学术论坛论文集[C];2013年

8 王振平;孙庆峰;冯小平;;济宁三号煤矿井下热环境监测与影响因素分析[A];山东煤炭学会第六次会员代表大会暨煤矿地热防治学术论坛论文集[C];2013年

9 张仕龙;谢贤平;王亭钧;;东山煤矿1231工作面降温技术分析[A];中国矿业科技文汇—2014[C];2014年

相关博士学位论文 前6条

1 李国富;高温岩层巷道主动降温支护结构技术研究[D];太原理工大学;2010年

2 杨承祥;深井金属矿床高效开采及地压监控技术研究[D];中南大学;2007年

3 刘何清;高温矿井井巷热质交换理论及降温技术研究[D];中南大学;2010年

4 刘冠男;高温采煤工作面热害机制及风流特性的热—流理论研究与数值模拟[D];中国矿业大学;2010年

5 刘存玉;多功能变工况热泵系统分析及其在梧桐庄矿的应用研究[D];中国矿业大学（北京）;2013年

6 陈宜华;深部矿床开采地热成因及降温技术研究[D];东北大学;2012年

相关硕士学位论文 前10条

1 侯建军;高温矿井热环境数值模拟及热害控制技术研究[D];河南理工大学;2010年

2 亓玉栋;矿井冰制冷降温系统能效测试与诊断[D];山东科技大学;2010年

3 亓晓;矿井热环境预测方法研究及数值模拟系统开发[D];山东科技大学;2010年

4 宋佰超;金川二矿井下热力状况研究[D];辽宁工程技术大学;2009年

5 徐义洪;渗流作用下深部矿场采动围岩的传热机理研究[D];辽宁工程技术大学;2009年

6 李亚威;水力通风换热机性能参数关系及换热效果研究[D];中南大学;2011年

7 卢宇鹏;水力通风换热机设计及其性能实验研究[D];中南大学;2011年

8 朱庭浩;岩巷掘进工作面热环境研究[D];安徽理工大学;2010年

9 魏慧娇;高温环境下热习服训练和工作效率的实验研究[D];天津大学;2010年

10 赵成龙;井下深孔探矿钻探硐室局部通风降温数值仿真研究[D];青岛理工大学;2010年

【二级参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 王文,桂祥友,王国君;矿井热害的治理[J];矿业安全与环保;2002年03期

2 王刚,王宗明,董开封;城郊煤矿防治井下热害的措施[J];矿业安全与环保;2002年S1期

3 郭建伟;;深热综采工作面制冷降温技术的研究与实施[J];矿业安全与环保;2006年01期

4 胡春华;孙玉钗;;相变材料在纺织品中的应用及存在的问题[J];化纤与纺织技术;2009年02期

5 王名坚;颗粒流体冰技术的现状和发展趋势[J];渔业现代化;2004年05期

6 朱建国;金属矿山井下热源分析[J];湖南地质;2003年02期

7 杨洪新;低温岩层预冷入风流技术研究与应用[J];金属矿山;2001年01期

8 陈喜山,王剑波,梁晓春,刘炳礼,张立强,郑克堂;热湿矿井通风降温系统的应用研究[J];金属矿山;2003年11期

9 刘何清,吴超,王卫军,陈世强;矿井降温技术研究述评[J];金属矿山;2005年06期

10 胡汉华;深井高温矿山通风与降温技术研究动态[J];金属矿山;1999年07期

相关硕士学位论文 前1条

1 崔文广;深井热害对矿工生理和生化指标的影响[D];华中科技大学;2008年

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 王文,桂祥友,王国君;矿井热害的治理[J];矿业安全与环保;2002年03期

2 陈安国;矿井热害产生的原因、危害及防治措施[J];中国安全科学学报;2004年08期

3 李莉;张人伟;王亮;彭担任;;矿井热害分析及其防治[J];煤矿现代化;2006年02期

4 苏明军;;矿井热害与防治措施[J];煤矿机电;2007年05期

5 王锐;我国矿井热害及其治理措施[J];铀矿冶;1989年01期

6 朱美丽;;煤矿矿井热害分布及防治技术的发展[J];煤炭科学技术;1990年01期

7 兰贵枝;徐州矿区矿井热害治理刍议[J];江苏煤炭;1991年02期

8 郭彪;;矿井热害及其防治[J];工业安全与防尘;1991年09期

9 吕品;矿井热害的调查与防治[J];中国煤炭;2002年07期

10 李振顶,彭辉仕;矿井热害的治理方法及效果[J];煤炭科学技术;2002年01期

相关会议论文 前6条

1 何灿;何文丽;;矿井热害及防治[A];矿山地质灾害成灾机理与防治技术研究与应用[C];2009年

2 王爱爱;程春;黄炜;魏京胜;高涛;;高温矿井热害机理的实验研究[A];中国建筑学会建筑热能动力分会第十七届学术交流大会暨第八届理事会第一次全会论文集[C];2011年

3 王振平;孙庆峰;冯小平;;济宁三号煤矿井下热环境监测与影响因素分析[A];山东煤炭学会第六次会员代表大会暨煤矿地热防治学术论坛论文集[C];2013年

4 徐道之;王绪友;李海伟;;全风压通风治理矿井热害、湿害、矽尘、瓦斯的研究[A];第三届全国煤矿机械安全装备技术发展高层论坛暨新产品技术交流会论文集[C];2012年

5 刘业献;王海宾;;高温热害矿井热害综合治理技术研究与应用[A];全国煤矿千米深井开采技术[C];2013年

6 张德飞;曹有勋;官凯;张家龙;;深部矿井高温热害防治措施的探讨[A];中国采选技术十年回顾与展望[C];2012年

相关重要报纸文章 前1条

1 记者 陈华 通讯员 王宝证 张克朔;淮南矿业降温工程为井下“装空调”[N];工人日报;2012年

相关硕士学位论文 前4条

1 穆丹;基于系统工程理论矿井热害危险源辨识与评价研究[D];辽宁工程技术大学;2007年

2 张小磊;城郊煤矿原岩温度测定及热源分析[D];河南理工大学;2011年

3 刘栋;高峰矿热危害治理技术研究[D];中南大学;2014年

4 李春阳;新型矿用隔热防水材料在矿井应用的节能实验研究[D];天津大学;2008年

本文编号：2559499