[00113066]高温矿井热环境治理体系建立及防控关键技术研究

山东能源临矿集团山东东山王楼煤矿有限公司完成的“高温矿井热环境治理体系建立及防控关键技术研究 ”应用于深部矿井高温热害防治领域。 本项目针对王楼煤矿高温热害问题,通过理论分析,安全评价,数值模拟,工程实践等方法,对王楼煤矿高温热害现状进行分析并进行优化 1)基于矿井风温计算和通风阻力测定数据,对王楼煤矿高温热环境现状及产生原因的分析,对测点焓湿量进行分析,其规律为：在进风路线上,从二采至七采沿程路线上焓增较大,工作面及回风侧焓值增量较大。西南三采附近,通风路线较短,但受附近水害及深部围岩散热影响,进风侧空气焓增较大;深部原岩温度及机械化装备对高温热环境影响较大,夏季微山湖湖区湿热环境加剧了矿井热害。 2)优选了“人-设备-管理-环境”中15个指标为矿井热环境环境指标。对采、掘工作面热环境降温效果进行综合性。评价结果表明回采工作面降温效果优于掘进工作面。 3)考虑矿井高温热害发展渐进过程特点,采取分阶段降温理念念。绘制并分析了开采深度与回采工作面末端风温关系曲线。计算出夏季,王楼煤矿北翼采区的煤层临界开采深度为673米,其南翼煤层临界开采深度为635米。 4)利用VENTSIM软件绘制了王楼煤矿通风系统热害分布立体示意图,并利用该软件模拟计算了采掘工作面空冷器布置前后降温效果,现场实测表明,WAT集中式制冷降温系统运行后,工作面温度降低了5-7℃,湿度降低了6%-16%,改善了工作面及机电硐室环境。 5)通过矿井气温因素调查分析,总结季节性地面气温变化关系规律,确定了采煤工作面需冷量取值418Kw,掘进工作面降温需冷量为420Kw。 ① 局部降温方面：确定了水源热泵制冷降温工艺;对换热器内壁都经过热处理,磷化抗氧化膜处理,提高了设备的抗腐蚀性;研制设计超强稳定的自清洗式净化过滤系统;对综采面的轨道顺槽、皮带顺槽采用“U”型降温除湿方式同时制冷;采用专用平板车上,依靠卡轨车的牵引外移,移动管理 ① 确定了集中降温系统总制冷量为6874kW;采用了德国飞马集中降温系统;采用2台全程综合水处理器和1台全自动钠离子交换器,控制水质的综合功能,软化水后出水硬度由原来的降低至。 ② 集中降温制冷系统投入使用后,掘进效率提高了200%;采煤工作面效率提高了50%。大大改善了工作面的作业环境。 6)提出王楼煤矿标准将制定高温矿井企业标准,重点解决高温矿井系统安装、运行、管理等问题。 7)基于龙软软件平台,采用理论分析、数值模拟和现场试验观测相结合的研究方法,对矿井降温的现状进行监控和评价,现场运行表明降温软件平台的开发建设。 本项目通过降温体系的建设,提出了分阶段高温热害防治理念;优化了降温系统;所采用水源热泵及WAT集中降温系统运行效果良好;实现了高温矿井降温体系的标准化建设及管理平台开发,研究对于受深部高温热环境影响的矿井从理论分析到现场实践都具有重要的现实指导意义。