徐州矿区深部开采热害治理现场试验研究

发布时间：2020-02-03 10:10

【摘要】：随着开采深度的增加,越来越多的矿井面临工作面高温热害。高温热害不仅严重影响工人身心健康,而且由高温引起的采场围岩体热力学效应与顶板塌方和瓦斯爆炸紧密关联。基于此,首先总结深部开采热害治理技术的主要原理,提出热害治理设计步序。然后,在典型深井开采热害矿区(徐州矿区)开展热害治理现场试验,通过现场试验,得到以矿井涌水、矿井回风和地表水体为主要冷源的热害治理工艺流程及热力学平衡试验最优参数,为类似矿井开采热害治理提供理论依据。
【图文】：

焐?深度/m12009801197960126010006201000此次现场试验工程选取张双楼、张小楼和三河尖三个矿井实施，主要原因:①三个矿井高温热害都很严重;②三个矿分别采用矿井涌水、矿井回风和地表水三种不同冷源实施热害治理，具有很强的代表性。徐州地处北纬34°15'左右，属暖温带季风气候区，气压:1012.3hPa，平均气温:14.5℃，最高气温:40.6℃，最低气温:－15.8℃，相对湿度:69%，降水量:831.7mm，蒸发量:1795.1mm，平均风速:2.5m/s，日照时数:2220.9h。可以看出，徐州每年5月份开始直至10月份都是日均气温超过22℃(如图1所示)，日最高气温也是在每年5月份开始超过30℃直至10月份(如图2所示)。徐州地区相对湿度超过70%的月份为2～3月和5～10月(如图3所示)，其中2～3月相对湿度较大是由于春季降雨引起。因此，可以看出5～10月份徐州地区地面温度高、湿度大。在这个时段也更容易加重井下高温热害，所以选择现场试验运行时间都在该时段。图1徐州日平均气温变化图(2007－2011年)图2徐州日最高气温变化图(2007－2011年)图3徐州相对湿度变化图(2011年)2热害治理现场试验设计原理及步序热害治理现场试验采用以水为能量输运载体，详细设计原理图如图4所示，可以分为冷源部分、制冷部分和降温部分三块。制冷系统由压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器组成，包括2个等温过程和2个等熵过程，经过整个逆卡诺循环热力过程，将制出的总冷量Q2通过蒸发器传递到降温系统，同时，将井下所带的热量和压缩机所产生的热量通过冷凝器传递给冷源部分，再进换热器释放到矿井涌水、回风或地表水冷源中。设计时需要保障总冷源Q1大于降温所需冷量Q2和压缩机功率W之和。图4热害治理原理图深井热害治理现场试验步序如图5所示。首先，查明与热害相

温热害都很严重;②三个矿分别采用矿井涌水、矿井回风和地表水三种不同冷源实施热害治理，具有很强的代表性。徐州地处北纬34°15'左右，属暖温带季风气候区，气压:1012.3hPa，平均气温:14.5℃，最高气温:40.6℃，最低气温:－15.8℃，相对湿度:69%，降水量:831.7mm，蒸发量:1795.1mm，平均风速:2.5m/s，日照时数:2220.9h。可以看出，徐州每年5月份开始直至10月份都是日均气温超过22℃(如图1所示)，日最高气温也是在每年5月份开始超过30℃直至10月份(如图2所示)。徐州地区相对湿度超过70%的月份为2～3月和5～10月(如图3所示)，其中2～3月相对湿度较大是由于春季降雨引起。因此，可以看出5～10月份徐州地区地面温度高、湿度大。在这个时段也更容易加重井下高温热害，所以选择现场试验运行时间都在该时段。图1徐州日平均气温变化图(2007－2011年)图2徐州日最高气温变化图(2007－2011年)图3徐州相对湿度变化图(2011年)2热害治理现场试验设计原理及步序热害治理现场试验采用以水为能量输运载体，，详细设计原理图如图4所示，可以分为冷源部分、制冷部分和降温部分三块。制冷系统由压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器组成，包括2个等温过程和2个等熵过程，经过整个逆卡诺循环热力过程，将制出的总冷量Q2通过蒸发器传递到降温系统，同时，将井下所带的热量和压缩机所产生的热量通过冷凝器传递给冷源部分，再进换热器释放到矿井涌水、回风或地表水冷源中。设计时需要保障总冷源Q1大于降温所需冷量Q2和压缩机功率W之和。图4热害治理原理图深井热害治理现场试验步序如图5所示。首先，查明与热害相关的开采条件，主要为气候参数、热源参数和冷源参数，其中气候条件参数包括年气温变化情况、年相对湿度变化情况和极端气候条件;热

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本文编号：2575985