TS—400B矿用移动制冷装置在古城煤矿的应用研究

张龙洋

摘 要 针对古城煤矿31采区掘进工作面供风距离远、工作面高温高湿环境的实际情况，采用TS-400B矿用移动制冷装置对掘进工作面进行局部降温，并对移动制冷装置的工作面原理、技术参数、安装方式、操作步骤进行阐述，得出降温效果显著，相比集中制冷具有，投资少、安装方便、职工劳动环境得到改善。

关键词 移动；制冷装置；煤矿；应用

古城煤矿2001年投产，现生产能力核定为180万吨，随着开采水平的不断延伸，生产水平由-850延伸到-1030水平，最深开采深度已达到-1000米，最远通风距离达到7000米，采掘工作面机械化程度越来越高，设备装机容量越来越大，受采掘设备发热及季节影响，采掘工作面空气温度达到了35℃以上，相对湿度接近100%。工作面闷热潮湿，工作环境恶劣，部分职工裸体作业，职工中暑现象时有发生，严重影响了安全生产，生产效率大幅降低。

古城煤礦针对现场条件，采用了波兰矿山制冷技术有限公司生产的TS-400B矿用空气制冷装置来解决采掘工作面高温热害问题，经过应用效果显著，确保了矿井的安全生产。

1 TS-400B矿用移动制冷装置工作原理及主要技术参数

1.1 工作原理

压缩机通过吸气管吸入蒸发了的制冷剂，制冷剂被压缩机压入壳管冷凝器，在冷凝器中发生冷凝过程。冷凝热进入冷凝器的水循环。来自冷凝器的液态制冷剂经过截止阀、干燥过滤器、观察窗、流入膨胀阀，在膨胀阀中制冷剂的压力被降到与蒸发温度（大约0到3.3℃）相对应的饱和和压力。在膨胀之后，气体-液体形式的制冷剂通过柔性金属管DN40被压入蒸发器的吸气集气管，在这里继续减压，并被分配到蒸发器的各个蛇形管，从流经蒸发器的蛇形管外表面的空气中吸收热量而蒸发，这样就形成了热能的部分转换。流经蒸发器的空气由于在蒸发器蛇形管组寒冷的表面上（超过露点）而被冷却和干燥。最后通过风机将冷却后的空气吹到工作面，已达到降温的效果。

1.2 主要技术参数

制冷装置的技术参数，主机型号：TS-400/ZM、额定制冷功率：400kW、标称冷却能力：600kW、进口空气温度：32?C、出口空气温度：20?C。

2 制冷装置的安装及操作

2.1 安装布置方式

古城煤矿3106轨道顺槽掘进工作面设计长度：1170m，垂深1142米，煤层倾角：0～12°，巷道净断面16.6㎡，在31采区集中轨道顺槽门口安装一台TS-400B制冷机主机、一台TS-400/PB蒸发器、一台FBD№6.0，功率30kW×2对旋式局部通风机（风量330m3/min，风筒1000mm，向掘进迎头供应冷风）、一台冷却水箱、一台HS5100.261MT431进口潜水泵、在31采区集中回风巷中安装一台CWW-600冷却器、一台FBD№6.0，功率37kW×2对旋式局部通风机（对循环水进行冷却）。

制冷装置主机、蒸发器、换热风机、冷却器、冷却风机全部采用吊挂式安装、减少巷道底鼓变形对设备的影响，确保设备安全高效运行，冷却水水箱采用落地安装、循环水泵安装在水箱中，本制冷装置安装后无须人员看护。

2.2 制冷装置的操作方法

启动前检查制冷机是否做好启动准备（检查阀门是否打开、机组各部分之间的连接情况以及机组上的SRT/i/TB-E1保护箱MDJ6001控制箱上的紧急停止按钮是否都已经锁定），然后进行以下步骤：①启动蒸发器风机。②启动冷却器–按以下顺序启动：冷却器风机、喷淋泵、主泵，启动时要注意在制冷系统中使用的辅助驱动的互锁。③操作箱带有3个控制按钮：ZA?（开）用于启动压缩机、WY?（关）用于关闭压缩机、KAS（取消）用于取消警报。

指示灯的作用，黄色：在ZA?按键上方，指示设备已经准备好，可以启动；绿色：在WY?按键上方，指示制冷机的运转；红色：KAS按键上方——当互锁或者其他安全装置被激活时，红灯开始闪烁。按下KAS键，则红灯熄灭；如果故障仍未被解决，红灯持续闪烁。当故障的原因被消除时，红灯熄灭，黄灯亮起，制冷机处于待启动状态。

2.3 控制方式

井下制冷装置自动化程度高，各项保护齐全，已实现无人值守，自动运行，为了防止出现自动停机，安装了开停机指示灯报警，连接至最近的岗位司机处，能够及时发现问题和故障，联系相关人员进行处理。

3 使用效果

制冷装置投入使用后，掘进工作面降温效果显著。大巷实际温度33℃，风机进风温度34℃（风机电机热散发温度+大巷温度）。制冷机启动后，制冷机循环水进水温度是34℃，对制冷机冷凝器冷却降温后的出水温度是37℃（要求最大温度不超过41℃），蒸发器出风口冷凝水温度为27℃，大巷风筒温度为28℃，从制冷机蒸发器出风口到掘进迎头距离是800米测量，每隔200米对风筒温度测量的结果是28℃，29℃，30℃，31℃，迎头的出风口温度是30℃～31℃，部分冷气在大巷中通过风筒散发，形成巷道整体降温，有效降低空气温度7℃，除湿效果达到90%。基本满足了各工作面制冷降温的要求，工作面潮湿的环境得到了有效改善，让广大职工能够在适宜的环境中工作。

4 安装注意事项

古城煤矿-1030水平以下受底鼓变形影响，安装条件差，巷道受地质影响容易发生变形，制冷机随时调整使用角度；受矿井通风量制约，制冷机的效率不能发挥最大效果；制冷机为闭环冷却方式，为提高制冷效果，仍有部分外排水排出。

5 结束语

古城煤矿-1030水平以下受底鼓变形影响，安装条件差，巷道受地质影响容易发生变形，移动制冷装置可以随时调整安装角度；不受巷道变形影响TS-400B矿用空气制冷装置解决掘进工作面的高温高湿环境，降温效果显著，相比集中制冷具有投资少、安装方便、降温效果显著等优点，大大改善职工劳动环境，提高了现场劳动生产效率。