一、我國(guó)煤礦熱害現(xiàn)狀及危害性
隨著我國(guó)煤炭資源開(kāi)采范圍的擴(kuò)大和開(kāi)采強(qiáng)度的增加,井工煤礦開(kāi)采深度不斷增加,除內(nèi)蒙古、新疆以及山西部分地區(qū)等近年來(lái)新開(kāi)發(fā)的煤炭基地外,許多礦區(qū)逐步進(jìn)入深井開(kāi)采。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)資料, 80年我國(guó)煤礦平均開(kāi)采深度為288m,到90年代已達(dá)428m,到2010年采深超過(guò)1000m的礦井己有數(shù)幾十對(duì)。因開(kāi)采深度增加引起的煤礦熱害愈來(lái)愈引起政府和企業(yè)的重視。
高溫的工作環(huán)境會(huì)使人感到不舒適,從而降低勞動(dòng)生產(chǎn)率。另外,高溫高濕環(huán)境,造成井下機(jī)械設(shè)備、電氣設(shè)備事故率增加,影響安全生產(chǎn)和正常工作效率。2005年以來(lái)我國(guó)一些生產(chǎn)礦井,由于工作面出現(xiàn)高溫問(wèn)題,使掘進(jìn)進(jìn)尺和回采產(chǎn)量減少,以致不能按期完成工作任務(wù),甚至個(gè)別工作面出現(xiàn)人員出現(xiàn)中暑昏倒現(xiàn)象。
根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定,“生產(chǎn)礦井采掘工作面空氣溫度不得超過(guò)26℃,機(jī)電設(shè)備硐室的空氣溫度不得超過(guò)30℃;當(dāng)空氣溫度超過(guò)時(shí),必須縮短超溫地點(diǎn)工作人員的工作時(shí)間,并給予高溫保健待遇。”,“采掘工作面的空氣溫度超過(guò)30℃、機(jī)電設(shè)備硐室的空氣溫度超過(guò)34℃時(shí),必須停止作業(yè)。”,“新建、改擴(kuò)建礦井設(shè)計(jì)時(shí),必須進(jìn)行礦井風(fēng)溫預(yù)測(cè)計(jì)算,超溫地點(diǎn)必須有制冷降溫設(shè)計(jì),配齊降溫設(shè)施。
研究礦井降溫技術(shù)、研發(fā)高效節(jié)能降溫設(shè)備,治理礦井熱害,保障廣大煤礦職工的身心健康,是我國(guó)煤炭工業(yè)持續(xù)健康發(fā)展過(guò)程中亟待解決的問(wèn)題之一,也是煤礦管理人員、煤炭科研工作人員貫徹以人為本的思想,以實(shí)際行動(dòng)全面落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀的重要工作之一。
二、產(chǎn)生礦井熱害的原因及控制措施
根據(jù)調(diào)查的情況,引發(fā)礦井熱害和采掘工作面溫度較高的主要原因有以下幾個(gè)方面:
(1)受地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影響,圍巖存在一定的巖溫梯度,因而隨著開(kāi)采深度增加,圍巖散熱不斷增加,礦井空氣溫度上升而導(dǎo)致礦井熱害。
(2)由于井下出現(xiàn)熱水,熱水污染礦井空氣,造成礦井的熱害。
(3)風(fēng)流自壓縮熱所引起的溫升,礦井采深越大,自壓縮熱越大。
(4)礦井機(jī)械化程度提高,大功率采掘機(jī)械裝備及機(jī)電設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)所放出的熱量。
(5)地表大氣傳熱的影響。
降低礦井溫度可以采取的措施可以分為兩大類,一是非人工冷卻井下風(fēng)流,二是人工機(jī)械空調(diào)冷卻。具體來(lái)講可分為以下幾種:
1、增加風(fēng)量
在礦井熱害不太嚴(yán)重的情況下,可以加大風(fēng)量以降低井下溫度。但是,風(fēng)量的增加不是無(wú)限制的,它受規(guī)定的風(fēng)速和降溫成本的制約,且當(dāng)風(fēng)量加大到一定程度后其降溫作用會(huì)逐漸減小直至消失。
2、改革通風(fēng)方式
將上行風(fēng)改為下行風(fēng),對(duì)降低風(fēng)溫是有益的。
3、避開(kāi)局部熱源
井下各種局部熱源,如機(jī)電設(shè)備散熱、熱水散熱、礦物氧化放熱以及采空區(qū)的漏風(fēng)等都會(huì)對(duì)風(fēng)流加熱。因此需要分析礦井的熱源,有針對(duì)性地采取措施減少熱量的排放,并使新鮮風(fēng)流盡量避開(kāi)這些局部熱源,減少熱源對(duì)風(fēng)流的加熱,以降低風(fēng)流溫度和濕度的上升。
4、預(yù)冷進(jìn)風(fēng)風(fēng)流
采用非機(jī)械制冷措施,降低進(jìn)入工作面的風(fēng)流溫度。如讓風(fēng)流通過(guò)一段有噴淋水霧的巷道,將其冷卻,該方法可達(dá)到降溫和降塵的目的,其缺點(diǎn)就是會(huì)增加風(fēng)流的濕度,有可能會(huì)導(dǎo)致高濕的作業(yè)環(huán)境。 另外可以以低巖溫巷道冷卻風(fēng)流。采用機(jī)械制冷措施,利用安裝在井口的水源熱泵機(jī)組、冷卻塔和盤管(冬季供暖防凍),夏季預(yù)冷礦井進(jìn)風(fēng)井風(fēng)溫,降低工作面溫度。其缺點(diǎn)是夏季炎熱時(shí),工作面降溫效果不明顯,只有在礦井需冷量小的時(shí)候,效果好些。
隨著我國(guó)煤炭資源開(kāi)采范圍的擴(kuò)大和開(kāi)采強(qiáng)度的增加,井工煤礦開(kāi)采深度不斷增加,除內(nèi)蒙古、新疆以及山西部分地區(qū)等近年來(lái)新開(kāi)發(fā)的煤炭基地外,許多礦區(qū)逐步進(jìn)入深井開(kāi)采。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)資料, 80年我國(guó)煤礦平均開(kāi)采深度為288m,到90年代已達(dá)428m,到2010年采深超過(guò)1000m的礦井己有數(shù)幾十對(duì)。因開(kāi)采深度增加引起的煤礦熱害愈來(lái)愈引起政府和企業(yè)的重視。
高溫的工作環(huán)境會(huì)使人感到不舒適,從而降低勞動(dòng)生產(chǎn)率。另外,高溫高濕環(huán)境,造成井下機(jī)械設(shè)備、電氣設(shè)備事故率增加,影響安全生產(chǎn)和正常工作效率。2005年以來(lái)我國(guó)一些生產(chǎn)礦井,由于工作面出現(xiàn)高溫問(wèn)題,使掘進(jìn)進(jìn)尺和回采產(chǎn)量減少,以致不能按期完成工作任務(wù),甚至個(gè)別工作面出現(xiàn)人員出現(xiàn)中暑昏倒現(xiàn)象。
根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定,“生產(chǎn)礦井采掘工作面空氣溫度不得超過(guò)26℃,機(jī)電設(shè)備硐室的空氣溫度不得超過(guò)30℃;當(dāng)空氣溫度超過(guò)時(shí),必須縮短超溫地點(diǎn)工作人員的工作時(shí)間,并給予高溫保健待遇。”,“采掘工作面的空氣溫度超過(guò)30℃、機(jī)電設(shè)備硐室的空氣溫度超過(guò)34℃時(shí),必須停止作業(yè)。”,“新建、改擴(kuò)建礦井設(shè)計(jì)時(shí),必須進(jìn)行礦井風(fēng)溫預(yù)測(cè)計(jì)算,超溫地點(diǎn)必須有制冷降溫設(shè)計(jì),配齊降溫設(shè)施。
研究礦井降溫技術(shù)、研發(fā)高效節(jié)能降溫設(shè)備,治理礦井熱害,保障廣大煤礦職工的身心健康,是我國(guó)煤炭工業(yè)持續(xù)健康發(fā)展過(guò)程中亟待解決的問(wèn)題之一,也是煤礦管理人員、煤炭科研工作人員貫徹以人為本的思想,以實(shí)際行動(dòng)全面落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀的重要工作之一。
二、產(chǎn)生礦井熱害的原因及控制措施
根據(jù)調(diào)查的情況,引發(fā)礦井熱害和采掘工作面溫度較高的主要原因有以下幾個(gè)方面:
(1)受地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影響,圍巖存在一定的巖溫梯度,因而隨著開(kāi)采深度增加,圍巖散熱不斷增加,礦井空氣溫度上升而導(dǎo)致礦井熱害。
(2)由于井下出現(xiàn)熱水,熱水污染礦井空氣,造成礦井的熱害。
(3)風(fēng)流自壓縮熱所引起的溫升,礦井采深越大,自壓縮熱越大。
(4)礦井機(jī)械化程度提高,大功率采掘機(jī)械裝備及機(jī)電設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)所放出的熱量。
(5)地表大氣傳熱的影響。
降低礦井溫度可以采取的措施可以分為兩大類,一是非人工冷卻井下風(fēng)流,二是人工機(jī)械空調(diào)冷卻。具體來(lái)講可分為以下幾種:
1、增加風(fēng)量
在礦井熱害不太嚴(yán)重的情況下,可以加大風(fēng)量以降低井下溫度。但是,風(fēng)量的增加不是無(wú)限制的,它受規(guī)定的風(fēng)速和降溫成本的制約,且當(dāng)風(fēng)量加大到一定程度后其降溫作用會(huì)逐漸減小直至消失。
2、改革通風(fēng)方式
將上行風(fēng)改為下行風(fēng),對(duì)降低風(fēng)溫是有益的。
3、避開(kāi)局部熱源
井下各種局部熱源,如機(jī)電設(shè)備散熱、熱水散熱、礦物氧化放熱以及采空區(qū)的漏風(fēng)等都會(huì)對(duì)風(fēng)流加熱。因此需要分析礦井的熱源,有針對(duì)性地采取措施減少熱量的排放,并使新鮮風(fēng)流盡量避開(kāi)這些局部熱源,減少熱源對(duì)風(fēng)流的加熱,以降低風(fēng)流溫度和濕度的上升。
4、預(yù)冷進(jìn)風(fēng)風(fēng)流
采用非機(jī)械制冷措施,降低進(jìn)入工作面的風(fēng)流溫度。如讓風(fēng)流通過(guò)一段有噴淋水霧的巷道,將其冷卻,該方法可達(dá)到降溫和降塵的目的,其缺點(diǎn)就是會(huì)增加風(fēng)流的濕度,有可能會(huì)導(dǎo)致高濕的作業(yè)環(huán)境。 另外可以以低巖溫巷道冷卻風(fēng)流。采用機(jī)械制冷措施,利用安裝在井口的水源熱泵機(jī)組、冷卻塔和盤管(冬季供暖防凍),夏季預(yù)冷礦井進(jìn)風(fēng)井風(fēng)溫,降低工作面溫度。其缺點(diǎn)是夏季炎熱時(shí),工作面降溫效果不明顯,只有在礦井需冷量小的時(shí)候,效果好些。





