深井通风降温技术.ppt

赵国彦中南大学资源与安全工程学院2014.03,深井通风降温技术,2、深井开采高温成因与危害,3、深井高温防治技术与措施,4、深井通风自动化技术,研究提纲,1、前言,,1、前言,中国金属矿山深井通风技术研究是于20世纪80年代开始的,因为,采矿手册规定,开采深度600～900m为深部开采,深度大于2000m为超深开采。只有如辽宁红透山、云南大红山、甘肃金川、安徽冬瓜山等金属矿山刚进入深部开采。,南非、印度、俄罗斯、美国、加拿大、德国等国家的矿山在19世纪末期或20世纪初期就已经进入深井开采阶段,其开采深度远远超过了1600m。对于深井通风降温的技术研究较为深入，分别出现了通风降温、人工制冷、控制热源等技术。,深井高温危害,,深井高温成因,2、深井开采高温成因与危害,深井开采高温的主要成因为随着开采深度的增加，井下热源增多，释放大量的热量，导致矿井温度升高。主要热源地热、空气压缩热、爆热和氧化反应热，其中地热为最主要热源。,对人体危害有新陈代谢紊乱，失水严重，致病率高；神经系统失调，劳动效率与安全系数较低；对机器的危害有加速机械老化，导致电子部件失灵。,深井高温危害,,深井高温成因,2、深井开采高温成因与危害,深井开采高温的主要成因为随着开采深度的增加，井下热源增多，释放大量的热量，导致矿井温度升高。主要热源地热、空气压缩热、爆热和氧化反应热，其中地热为最主要热源。,对人体危害有新陈代谢紊乱，失水严重，致病率高；神经系统失调，劳动效率与安全系数较低；对机器的危害有加速机械老化，导致电子部件失灵。,,深井通风降温技术,3、深井高温防治技术与措施,人工制冷技术,,3、深井高温防治技术与措施,高温矿井热害治理一般路线,,3、深井高温防治技术与措施,深井通风降温技术,深井通风降温最基本的技术是采用增加风量法，目前，工程实践中运用较多的有循环通风技术、热源控制技术、通风系统优化技术等技术。,循环通风技术,利用受控循环风以提高采区风量，达到通风降温的目的，受控循环风是指将污风经过净化处理后，在送回开采作业点的风。此方法可以提高风流的利用率，减少通风成本，增加系统风量，关键技术在于如何对污风进行净化处理与风流的调节。,,3、深井高温防治技术与措施,深井通风降温技术,热源控制技术,岩壁隔热隔热材料涂抹岩壁，减少围岩放热。例如，一层10mm厚的聚氨酯泡沫塑料即可隔绝60以上的热量释放。优缺点效果好、成本高、仅限局部使用。机械热控制机电硐室独立通风、内部采用散热快的材料。爆破热控制热量集中，与开采分区段通风，加快排出,通风系统优化技术,开采顺序尽量选用漏风量少的后退式开采，可降低工作面的温度；通风方式建议不采用下行式通风，易造成新鲜风流被加热，导致井下温度进一步升高。通风网络优化通风网络的质量直接关系到通风效果，进而直接影响到通风降温的效果，国内外出现了大量的网络优化软件，实际应用效果良好。,,3、深井高温防治技术与措施,人工制冷技术,地表集中制冷技术；井下集中制冷技术；工作面移动式空调降温技术；个体防护技术,,3、深井高温防治技术与措施,人工制冷技术,地表集中制冷技术,在地面设置制冷站,制备的冷却水通过隔热管路送至井下，通过空气冷却器冷却风流。由于井筒的垂深使得冷却水压力相应增大，因而在井下还需设置二次换压设备，经过换压的冷水还需由水泵送到工作面冷却器，这种方案的优点是排放冷凝热方便，设备安装、维护方便、安全可靠，主要缺点是管路长、冷损耗大,对输水管的隔热及防潮要求高,还要设置昂贵的二次换压设备。,地表集中制冷技术,在井底设置制冷站，制出的冷却水经配水器、泵站和管路输送至工作面的空气冷却器。其优点是不需二次换压设备，不影响井筒的提升工作。缺点是冷凝热排放困难，在南非就曾出现过由于井下制冷机排放冷凝热,致使上一水平气温达60C，采掘工作无法进行的情况。,,3、深井高温防治技术与措施,人工制冷技术,移动式空调降温技术,空调机和工作面风筒直接连接优点是系统简单、安装方便、维护量小。缺点是制冷量小、移动困难，且冷凝热直接排放在作业面附近,对热害防治不利。,个体防护,以上集中降温技术适于整体的降温，个体防护技术适于局部温度条件恶劣，同时预冷风流无法进入的区域，采取的措施。同时该技术适用于采用整体降温技术无效，矿井温度过高的状况。成本仅为其它制冷成本的1/5左右，目前最新产品有a.南非的干冰背心；b.德勒格尔公司的液体介质和CO2干冰混合背心；c.南非的冰水背心；d.美国ILC公司制造的以液体介质和冰水作为制冷介质的阿波罗太空背心；e.德勒格尔的冰水背心。冷却服的重量大多在5kg以上，最重的达15.7kg，冷却功率均低于200W，维持冷却的时间为1～6h不等。用冰作介质的冷却服质量最为可靠，效果也最好，但冷却时间一般只有2h左右5kg冰。,