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1、高溫礦井降溫技術(shù)探究動態(tài)煤礦是我國的主要能源之一。隨著社會的發(fā)展和煤炭資源開發(fā)的日益加強，礦井的開采深度不斷增大。目前，世界各主要采煤國家相繼進入深部開采，開采深度的逐步增加，地溫也隨之升高。德國和俄羅斯的一些礦山開采深度己達1400~1500m；南非卡里頓維爾金礦開采深度達3800m，豎井井底己達地表以下4146m；加拿大超千米的礦井有30座，美國有11座。我國煤礦1980年平均開采深度為288m，到1995年已達428m，并且目前的開采深度平均每年以8~12m的速度增加，采深超過1000m的礦井己有數(shù)十對。據(jù)世界各地的測量資料，全球平均地溫梯度約為3℃/
2、100m，據(jù)全國礦井高溫?zé)岷ζ詹橘Y料統(tǒng)計，我國目前已有65對礦井出現(xiàn)了不同程度的熱害，其中38對礦井的采掘工作面氣溫超過30℃。據(jù)我國煤田地溫觀測資料統(tǒng)計，百米地溫梯度為2~4℃/100m，例如平頂山八礦平均地溫梯度為3.4℃/100m，-430m水平的原始巖溫為33.2~33.6℃，采掘工作面的氣溫在29~32℃，最高己達34℃。世界各國對井下溫度做出規(guī)定，我國2005年1月1日起實施的新《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26℃，機電設(shè)備硐室的空氣溫度不得超過30℃。7深井開采條件下，地溫不斷升高，熱害以及有毒有害氣體、粉塵的危害也日
3、益增大。這些危害嚴重影響作業(yè)工人的效率以及他們的身心健康，甚至很可能導(dǎo)致一些礦井惡性事故的發(fā)生，給礦井的安全生產(chǎn)及其日常管理帶來了極大的威脅?？梢?，煤礦深井降溫技術(shù)正成為國內(nèi)外礦山研究的一個重要領(lǐng)域。一、高溫礦井熱源1、空氣自壓縮放熱空氣的自壓縮并不是一個熱源，它是在地球重力場作用下，空氣絕熱地沿井巷向下流動時，其溫升是由于位能轉(zhuǎn)換為焓的結(jié)果，而不是由外部熱源輸入熱流造成的。但對深礦井來說，自壓縮引起風(fēng)流的溫升在礦井的通風(fēng)與空調(diào)中所占的比例很大，所以一般將它歸在熱源中進行討論。2、圍巖散熱井下未被擾動巖石的溫度（原始巖溫）是隨著與地表的距離加大而上升的，其溫
4、度的變化是由自地心徑向外的熱流造成的。在一個不大的地區(qū)內(nèi)，大地的熱流是相當(dāng)穩(wěn)定的，一般為60~70mW/m2，但在某些熱流異常地區(qū)，其值可能變動很大。原始巖溫隨深度而上升的速度（地溫梯度）主要取決于巖石的導(dǎo)熱系數(shù)與大地?zé)崃髦担紟r溫的具體數(shù)值決定于溫度梯度與埋藏深度。圍巖向井巷傳熱的途徑有兩個：一是借熱傳導(dǎo)自巖體深處向井巷傳熱；二是經(jīng)裂隙水借對流將熱量傳給井巷。73、機電設(shè)備散熱目前我國煤礦井下所使用的能源，幾乎全部采用的是電源，壓縮空氣及內(nèi)燃機的使用量都很少。機電設(shè)備所消耗的能量除了部份用以做有用功處，其余全部轉(zhuǎn)換為熱能并散發(fā)到周圍的介質(zhì)中去。井下機電設(shè)
5、備主要有采掘機械、提升運輸設(shè)備、扇風(fēng)機、電機車、變壓器、水泵、照明設(shè)備。4、氧化熱和炸藥爆破熱如硫化礦、煤等碎石都會氧化發(fā)熱，若到達自燃階段，發(fā)熱更大，是礦內(nèi)氧化發(fā)熱的主要熱源。其它如坑木、充填材料、油、包裝料等的氧化發(fā)熱影響并不顯著。用放頂法開采的長壁采煤工作面中，從采空區(qū)煤氧化而來的發(fā)熱，又加上空場漏風(fēng)助勢，一般都占全煤工作面總熱量的30%以上，有時達到55%。炸藥爆炸產(chǎn)生的熱量全部傳給了空氣。常用的2#巖石銷銨炸藥爆破熱為3639kJ/kg，其產(chǎn)生的熱量是相當(dāng)可觀的，因此應(yīng)當(dāng)考慮炸藥的爆破熱。二、深井降溫措施1、增加風(fēng)量7在礦井熱害不太嚴重的情況下，可
6、以加大風(fēng)量以降低井下溫度。改善通風(fēng)系統(tǒng)，增加井下通風(fēng)量，可采用下列措施：減少風(fēng)阻；防止漏風(fēng)；加大扇風(fēng)機能力；采用合理分風(fēng)與輔助風(fēng)路通風(fēng)法；加強通風(fēng)管理等。但是，風(fēng)量的增加不是無限制的，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)，對降低風(fēng)溫是有益的。這是因為風(fēng)流是從巖溫較低的、已被冷卻的較高水平流進工作面去的。在一般情況下，采用下行通風(fēng)可使工作面的風(fēng)溫降低1~2℃。3、避開局部熱源井下各種局部熱源，如機電設(shè)備散熱、熱水散熱、礦物氧化放熱以及采空區(qū)的漏風(fēng)等都會對風(fēng)流加熱。因此需要分析礦
7、井的熱源，有針對性地采取措施減少熱量的排放，并使新鮮風(fēng)流盡量避開這些局部熱源，減少熱源對風(fēng)流的加熱，以降低風(fēng)流溫度和濕度的上升。4、預(yù)冷進風(fēng)風(fēng)流采用非制冷措施降低進入工作面的風(fēng)流溫度。如讓風(fēng)流通過一段有噴淋水霧的巷道，將其冷卻，該方法可達到降溫和降塵的目的，其缺點就是會增加風(fēng)流的濕度，有可能會導(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。該技術(shù)最早由我國東北大學(xué)提出，是在井下巖層溫度的測定的基礎(chǔ)上，利用位于恒溫層處的大量的廢棄坑道對入風(fēng)風(fēng)流進行了預(yù)冷降溫。通過現(xiàn)場實際測定證明，經(jīng)過低溫巖層預(yù)冷的入風(fēng)流溫度要比由入風(fēng)井直接進入井下的入風(fēng)流溫度底3~5℃。7
8、5、隔絕高溫圍巖當(dāng)圍巖溫度很高時，就要采用某些隔熱材
