深井热害局部治理技术研究与应用

王晓龙

摘要：本结合平煤十一矿深热型热害矿井对策实际情况，就如何有效缓解矿井高温情况，避免对矿井工作人员造成人身伤害进行了分析与探究。重点分析了深井热害局部治理技术的应用情况。

关键词：深井热害;局部治理技术;煤矿;高温

引言

根据国内外的大量调查研究资料显示，当井下作业地点的空气温度超过28℃时，对矿工的身体健康造成明显危害。平煤十一矿生产范围为-593～-880m水平，恒温带深度为25m，温度为17.2℃，深部地段原始岩温44～46℃，地温梯度平均为3.8℃/100m，高于全球平均值3℃/100m，属于典型的深热型热害矿井。为了缓解矿井高温对工人身体健康的影响，增大劳动生产率，减少事故发生率，我矿采用了一套ZLF-600LG矿用局部制冷装置对掘进工作面进行降温制冷。

1矿井热害的成因

我矿经过改扩建，矿井得到了长足的发展，产量、埋深、采区、规模不断增大，导致井下工作面高温主要因素是以下几个方面：原始岩温高，围岩对进风流长时间、高强度的加热，其次是大功率的采掘机电运输等机械设备散热，煤岩在开采、运输过程中对风流的加热，疏放寒武纪灰岩高温水对风流的加热增温等;因此必须对矿井高温热源进行详细的分析研判，制定针对性的降温安全技术措施，研究应用高温综合治理技术是十分必要，也是有效的。

2矿井高温对工人健康的影响

矿井的温度十分的高，因此在矿井中进行劳动的时候人体的热平衡会被破坏的十分严重，同时人体应对辐射以及蒸发的形式来进行散热时候各项能力会被极大的减弱，很可能对身体产生一定的危害：

1.为了对井下的高温环境进行适应，人自身的一些机体会在较长一段时间内处于一个紧张的状态，这种状态会造成人感到烦躁以及疲倦，更为严重的情况会造成人们晕倒。

2.在较高的温度下开展作业有时候会使人出大量的汗液。虽然出汗常常会带走人们身上的一些能量以及热量，同时这个过程也是对人们的体温进行调节的一个过程。但是在井下的环境中，如果出现大量的汗液常常会与粉尘等粘附在皮肤以及毛孔上面，对人们的散热情况造成影响，同时会影响身体与皮肤的分泌物向外排放，导致病情影响采掘作业。人体的各项调节系统都在不同程度上受到一定的影响，身体内部的一些水分以及盐分也会遭到破坏进而出现中暑的情况。

3.由于高温矿井下温度高，湿度大，工人从事劳动时，体温升高，血压降低，心速加快，常常导致心脏病。

3降温的必要性

己16-17-24050机巷位于二水平己四采区，工作面设计主体工1668m，巷道开口标高为-743.55m。6月出实测迎头温度30℃，回风流温度31℃。随着地面温度的升高，井口进风温度也随着升高，工作面温度预计达到32℃。不仅会严重影响工作面附近设备使用状况和寿命，还会对矿工身体健康和矿井安全生产造成影响，因此，实施矿井降温不仅是必要的，而且是迫切的。故计划在己16-17-24050机巷掘进工作面安装局部制冷系统。

4局部制冷装置设备组件及工作原理

局部制冷装置设备由ZLF-600LG矿用制冷系统和KLS-65F矿用冷却装置两个基本要素组成。

（1）ZLF-600LG矿用制冷系统

1.ZLF-600LG矿用制冷装置组件：

制冷主机1套、蒸发器2套、矿用隔爆型压入式对旋轴流局部通风机（以下简称风机）1套及连接软管组成。

2.工作原理

在风机的作用下，常温气流经过制冷装置的蒸发器。在蒸发器内，在高压作用下被重新液化的制冷剂经过铜管内壁与经过铜管外壁的常温气流进行冷热交换，并被部分除湿后，低温气流排出蒸发器，送至工作面迎头。在该装置中，压缩机将制冷剂吸收的热量从蒸发器带往冷凝器，之后又将热量传递到冷却水，从而达到冷却空气的目的。

3.制冷装置工作过程

空气冷却所需的制冷能力由ZLF-600LG制冷装置提供，其安装有螺杆压缩机，采用R407C/R22作为制冷剂。该系统按照卡诺循环过程运行。在蒸发器中，制冷剂蒸发，蒸发所需的热量从流经蒸发器的空气流获得，从而达到冷却空气的目的。蒸发的气态制冷剂被吸入压缩机，经过压缩，然后被输入冷凝器，在那里气态的制冷剂在高压作用下被重新液化。冷凝过程中释放的热量被传递给流经冷凝器的冷却水。在高压条件下，该液态制冷剂通过过滤干燥器，到达膨胀阀。该膨胀阀将液态制冷剂膨胀输入蒸发器中。通过膨胀，该制冷剂回复到原来蒸发的温度，并可以再次蒸发。到此，整个制冷循环结束。为了确保该ZLF-600LG制冷装置正常运行，在冷凝器中必须装满足够的液态制冷剂。需要被压缩的制冷剂流经一个内部气体吸滤器，然后到达螺杆压缩机的抽气端。为了润滑压缩机以及避免油过滤系统堵塞，在油过滤前后设置压力传感器用来检测油路堵塞情况，当油压差超过设定值时，系统会报警提示更换油过滤芯。

4.蒸发器

通过集成的喷嘴装置，可以对该热交换器表面进行清洗。必要的时候，可以打开水阀门，将清水注入该喷嘴。清洗的周期取决于灰尘的污染程度。在正常情况下，每天清洗一次或两次，每次清洗10-20秒。该蒸发器还集成有一台脱水器，其能够有效将气流中的水分收集起来，然后将其排放出蒸发器。在该蒸发器中，制冷剂被完全蒸发，然后当其离开蒸发器的时候，其又被升高几度。该制冷剂在铜管内蒸发，与此同时，待冷却的空气流经蒸发器的壳体。

（2）KLS-65F矿用冷却系统

1.KLS-65F矿用冷却装置组件：

这一项装置主要由幾部分组成，包含换热器以及喷淋水箱等等，此外还有喷淋泵以及循环泵，同时还有相关的通风机等等。

2.工作原理

当温度出现不断上升的情况的时候，利用水汽化的热量都被风带走，热气中的大部分水滴也被拦截下来了，吸收了热量的水的温度逐渐降低并且进入了水箱，喷淋泵经过这些在继续进行循环，同时在空气中的水分会经过调节器控制进行自动调节。经过冷却之后的循环水在循环泵的作用下进入相关的设备继续进行循环。