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南方煤矿降温系统改造与优化设计

方俊生  
【摘要】: 随着浅部矿产资源的开采,矿井生产迅速向深部发展。由于地热、空气压缩热、机电设备热、氧化热等多种热源的影响,越来越多的矿井将不可避免地出现高温,如何有效防治热害,已成为矿山职业健康与安全中亟待解决的重大课题之一。本文基于南方中小型煤矿矿山开采现状,特别针对福建邵武煤矿深部采区高温问题,提出充分利用通风的办法治理矿井热害。本文提供的利用通风治理矿井热害的思路,对我国南方中小煤矿通风降温有较大的指导和借鉴作用。 本文以邵武煤矿为研究对象,充分调查其通风系统,测定主要通风机性能,运用计算机模拟通风系统现状,找出现阶段通风系统的主要问题;测量风流自地表流向各高温工作面沿途热力参数,掌握风流的温度、焓、含湿量和相对湿度沿程变化规律;测定围岩物理参数,利用当地气象资料以及矿井地质勘查结果,求出矿区恒温带深度为34m,温度为20.8℃,地温梯度为2.41℃/100m,属于中常温类矿井;分析并量化矿井的各热源组成,发现该矿井的主要热源是机电设备放热和氧化放热,导致工作面高温的主要原因是采区风量不足,热量积蓄无法排出,明确了热害治理的方向。 通过分析人体与环境的热交换,综合考虑温度、湿度、风速、热辐射等多方面因素,建立矿井工作面热舒适方程,取不同的相对湿度绘出11条风速-温度曲线组成的矿井工作面热舒适图,直观地给出构成矿井工作面热舒适环境的温度、湿度与风速组合,这不仅能够客观地评判矿井工作面的舒适程度,还可以作为衡量降温措施是否有效的标准,为确定工作面风速提供参考。 通过预测邵武煤矿深部采区井底车场和工作面的风流参数,计算出高温工作面的配风量,并利用矿井工作面热舒适图确定工作面风流参数。在明确工作面的配风量后,计算矿井需风量,选择合适的主要通风机,综合考虑邵武煤矿开采的实际情况,对现有通风系统进行优化,保证采区供风,并提出以双风筒供风方式优化独头工作面通风方式,同时改善迎头区热环境和整条巷道热环境,达到降低整条巷道风流温度的目的。


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