利用恒溫水源進行礦井降溫模板范本

利用恒溫水源進行礦井降溫1礦區(qū)概況淮南礦區(qū)地處安徽省北部，淮河中游兩岸，東起鄭蘆斷裂，西至阜陽市，東西走向180km,南抵八公山、舜耕山，北止明龍山、上窯一帶，南北寬約30km,礦區(qū)總面積約3600km2。目前淮南礦區(qū)共有9對礦井，均為煤與瓦斯突出礦井，礦區(qū)核定年生產(chǎn)能力3000萬t。地面年平均氣溫15.3回、相對濕度74%、大氣壓力101.3kPa,恒溫帶距地表深度20?30m,恒溫帶溫度16.80,夏季(6?8月)氣溫較高，7月份平均氣溫為3O0o2利用恒溫水源進行礦井降溫的可行性分析空氣和水的比熱容當P為106.67kPa,t=30國,6=95%,d=0.0244kg/kg時,干空氣比熱容:1.0045kJ/(kg-K)水蒸氣比熱容：1.85kJ/(kg-K)濕空氣的焰：i=1.0045t+0.001d(2501+1.85t)=30.136kJ/kg考慮井下降溫的過程近似為等濕、減焰、降溫過程，30團的濕空氣溫度變化1回，其熠的變化量：Ai=1.0785kJ/kg。水的比熱容:4.19kJ/(kg-K)；20回水的焰:83.8kJ/kgo30回水的焰:125.7kJ/kg；20團?30團的水溫度變化運，其焰的變化量為Ai=4.19kJ/kg。恒溫水降溫效果分析在井下近似等壓等濕的降溫過程中，1kg的水溫度每升高曾，就可使1kg的濕空氣溫度降低3.895回；m3的水溫度每升高軸，就可以使3237.5m3的濕空氣溫度降低1回。恒溫水源降溫能力分析淮南礦區(qū)恒溫水源溫度為16.80,考慮從地面往井下輸送過程中的溫升（視管道的絕熱程度而定），假定井下降溫時水源溫度為20回，降溫后的回水溫度為26團；井下降溫前的空氣溫度為32囿降溫后的空氣溫度為26團。那么1m3的恒溫水源水就可使3237.5m3的井下空氣溫度由32回降低到260o礦井降溫需水量分析根據(jù)淮南礦區(qū)的實際情況，年產(chǎn)300萬t高瓦斯突出礦井，如二級熱害礦井潘一、潘三礦，其礦井需風量應在20000m3/min以上。按有效風量利用率85%考慮，再除去井底胴室和一些不需要降溫的采掘工作面的用風量，實際需要降溫的風量可占到礦井風量的60%,即需要降溫的風量為12000m3/min。那么，礦井降溫所需恒溫水量為：3.71m3/min,222.4m3/h。恒溫水源的可靠性分析由于恒溫水水源溫度常年變化甚微，因此恒溫層水源可用于常年降溫。此外恒溫水水源豐富，淮南礦區(qū)煤系地層覆算著145?564m的新生界地層，流沙層特別厚，地下水位又為地表以下1?2m。2023年7?9月份期間，潘三礦附近農(nóng)民的機灌井，井水從井中自然流出地表，形成涌泉，可見地下水的充沛程度?，F(xiàn)場實驗利用恒溫水源進行礦井降溫的可行性，一般生產(chǎn)礦井在停產(chǎn)檢修期間，都具備實驗條件，具體效果可進行現(xiàn)場實驗。3恒溫水源進行礦井降溫的系統(tǒng)構成恒溫水源進行礦井降溫的系統(tǒng)原理圖，詳見圖1。圖1恒溫水源進行礦井降溫的系統(tǒng)原理圖4恒溫水源降溫系統(tǒng)的運行連通器原理恒溫水源降溫系統(tǒng)可采用連通器原理設置，即進水口和出水口均設置在地面，依靠進回水溫差形成的自然水壓運行，當自然水壓能形成需要水量的流速時，可考慮提高進水口高度，來提高壓差，用以保證系統(tǒng)正常運行。若井下降溫系統(tǒng)采用開式循環(huán)時，可在井底進行高低壓轉換。經(jīng)濟流速礦井降溫所需水量取決于管徑和流速,流速取決于水和系統(tǒng)（管道）的總阻力。管徑過大增加初期投資，流速過大則需要添加動力。一般管道經(jīng)濟流速區(qū)間為2?4m/s,要實現(xiàn)盡量不用或少用動力運行，恒溫水源降溫系統(tǒng)的經(jīng)濟流速應按4m/s進行設計。若需水量為4m3/min時，則管道內(nèi)徑d>146mm.管道總阻力管道阻力取決于管徑、管道流速和管道流程，加上管道拐彎、閥門控制等的局部阻力就是管道總阻力，也即系統(tǒng)阻力。試取管道內(nèi)徑為0152mm,管道總長度為10000m局部阻力為總阻力的20%進行計算：管道的總阻力為110608Pa。自然水壓自然水壓的大小取決于進回水溫差和實際降溫地點的垂深。取進水溫度為18團，回水溫度為30回，降溫點垂深為600m,進行模擬計算:hg=（998.2-995.7）x9.81x600=14715Pa水塔高度水塔高度取決于管道（系統(tǒng)）總阻力與自然水壓的差值。h塔高=（h總一h自）/9.81x998.2=11.145m5恒溫水源礦井降溫系統(tǒng)的實施采煤工作面降溫的實施（1）采用閉式循環(huán)時，采煤工作面降溫采用套管換熱，換熱后的冷水，用來進行工作面進風巷巷頂及巷道兩側邁步噴淋降溫，可考慮噴淋水搜集，循環(huán)使用，也可根據(jù)巷道條件，讓其自流入采區(qū)或井底水倉，從采區(qū)域井底水倉取水使用。需配高壓水泵2臺，1臺使用，1臺備用。（2）采用開式循環(huán)時，直接使用恒溫水源對工作面的進風巷巷頂及巷道兩側邁步噴淋降溫，并根據(jù)巷道條件，考慮進行噴淋水搜集，導水管排至水溝，或讓其自流入井底水倉，經(jīng)高低壓裝置排到地面。掘進工作面降溫的實施(1)采用閉式循環(huán)時，掘進工作面降溫直接利用恒溫水源冷水。用小管徑鋼管直接設置在風筒內(nèi)部，靠鋼筒內(nèi)的風流與鋼管直接換熱，如通風距離較短，換熱不夠充分，可考慮鋼管多次往返，以達到出水溫度與風溫近似相等的換熱目的。降溫效果由通過的冷水量進行控制。(2)采用開式循環(huán)時，采用礦用移動式噴淋空冷器直接噴淋恒溫水源冷水，噴淋水由集水管排出。降溫效果由噴淋水量進行控制。53局部高溫點降溫對局部熱溫源地點，如剛揭露的圍巖、煤壁、采空區(qū)老塘口、上隅角老塘口，可直接噴灑恒溫水源冷水降溫。輔助降溫井底車場、大巷的裝載噴霧、凈化噴霧，高溫區(qū)域采區(qū)內(nèi)部的各類轉載噴霧、凈化噴霧、移回噴霧等，一律改為使用恒溫水源進行噴霧，以達到輔助降溫的目的。補充降溫不排除在夏季高溫季節(jié)，少數(shù)地點利用恒溫水源降溫后，空氣溫度依然超標的可能。此時，可對恒溫水源進行加冰制冷，以滿足礦井降溫需要。技術比較與地面集中機械制冷降溫系統(tǒng)投入比較恒溫水源礦井降溫系統(tǒng)與地面集中機械制冷降溫系統(tǒng)有相似一面，即井下降溫管路基本相同。但省卻了昂貴的機械制冷設備一一冷水機組和地面廠房，以及降溫系統(tǒng)的末端設備、排熱系統(tǒng)和巷道工程。初步估算，建立恒溫水源降溫系統(tǒng)的總費用，僅為建立地面集中機械制冷降溫系統(tǒng)的30%。與地面集中機械制冷降溫系統(tǒng)運行費用比較若以年產(chǎn)量300萬t礦井計算，需降溫風量為12000m3/min,降溫溫差7團為例，地面集中機械制冷降溫系統(tǒng)的制冷量應在2OOOkW以上，裝機總功率要在1OOOkW以上（包括：冷水機組、泠水泵、冷卻泵、空冷器局部通風機）；而恒溫水源降溫系統(tǒng)，僅需要4m3/min的排水能力即能滿足，總功率100kW上下。可見在電耗這項上，能節(jié)約90%,而且恒溫水源降溫系統(tǒng)無須設備備件、原材料消耗，維護費用幾乎為零。在經(jīng)濟運行方面具有無可比擬的優(yōu)勢?；厮苈房膳c防塵灑水管路共用恒溫水源降溫系統(tǒng)的回水管路可與防塵灑水管路共用，而防塵灑水管路是現(xiàn)有的，而且是必須要有的，用作恒溫水源降