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摘要：煤为我国的支柱性能源，随着开采进程的推进，矿井工作面的深度越来越大，地热对工人的威胁也随之增加。不采取措施的情况下温度很难达到煤矿安全规程要求的干球温度。本位以平煤十矿的己15-24120机巷底板巷作为研究对象，通过对比分析的方法对降温系统进行研究。结果表明安装降温设施之后工作环境的温度得到了有效改善，对工人的身心安全有极大的帮助。

关键词：煤矿;温度;降温装置;降温效果分析

中图分类号：TU  文献标识码：A  文章编号：（2020）-01-234

引言

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[1-7]。我国《煤矿安全规程》第六百五十五条规定：“当采掘工作面空气温度超过26℃ ，机电设备硐室超过 30℃时，必须缩短超温地点工作人员的工作时间，并给予高温保健待遇[8-10]。当采掘工作面的空气温度超过 30℃、机电设备硐室超过 34℃时，必须停止作业。新建、改扩建矿井设计时，必须进行矿井风温预测计算，超温地点必须有降温设施[11-12]。”

1矿井概况

平顶山天安煤业股份有限公司十矿，简称平煤股份十矿（以下称十矿），位于平顶山煤田东部，平顶山市东北部，距市区中心约6km，行政区划平顶山市卫东区，东西走向长4.5km，南北倾斜宽7.0km，井田面积31.5km2。可采煤层共有丁组、戊组、己组三组煤层，矿井现主采戊组和己组煤，截止2018年底，矿井剩余可采储量1.34亿吨，服务年限31年。

平煤股份十矿己15-24120机巷底板巷位于己四采区，工作面设计走向长度2045米，现已施工770米，该巷道实测迎头温度35℃，回风流温度37℃，根据接替安排工作面正常组织施工，现高温造成工作面环境差，出勤率不高，施工进度慢，事实证明职工的身体健康将直接影响到工程进度。因此，实施矿井降温不仅是必要的，而且是迫切的。平煤股份十矿计划在己15-24120机巷底板巷掘进工作面安装局部制冷系统。

2掘进工作面制冷装置布置方案

选用一套ZLF-600LG矿用制冷装置闭式系统，由制冷主机、蒸发器、回冷机及配套设备组成。ZLF-600LG制冷主机及蒸发器布置在距己15-24120机巷底板巷掘进局扇200m处，制冷主机放置在底板上，两台蒸发器吊装，继续使用己15-24120机巷底板巷原掘进局扇通过风筒和蒸发器连接，冷却后的风流通过风筒送至掘进工作面。由于能量守恒，高温风流的热量传递给制冷主机内的制冷剂后，实现冷却风流的目的，同时吸收热量后的制冷剂通过压缩机压缩再将热量传递给冷却水，使冷却水由32℃升温至40℃，而40℃的高温冷却水需在专用换热装置内完成冷却，冷却水水温降至32℃，然后再回到制冷主机吸收制冷剂的热量，如此循环，达到冷却风流、能力转移的目的。所以需要在己15-24120机巷底板巷内铺设两条DN125 PN40的冷却水管路，作为冷却水的入水、回水管路与己15-24120机巷底板巷距回风川15米的回冷机相连，实现冷却水的闭式循环。

进入蒸发器的风量600m3/min，风温为30℃，相对湿度85%，经过ZLF-600LG矿用制冷装置后蒸发器出口风温降至16.8℃，相对湿度下降约15%。

2.1制冷装置布置图

由于闭式系统中的冷凝热是靠专用换热装置传递给经过换热装置内的风流，增加回风的温度来实现冷却水40℃到32℃的冷却，由于回风巷温度37℃，不能用于散热风流，只能吸收己四轨道大巷内的新鲜风流用于专用换热装置的散热风流。利用现场两台45kwX2对旋风机，吸收26℃新鲜风流和专用换热装置进行强制通风，将冷却水由40℃降至32℃，再将降温后的冷却水送回制冷主机冷凝器内。从而达到预期的降温效果和目的。如图1、2、3所示。

2.2制冷装置的工作流程

矿用制冷装置的流程及安装实物图如图4、5所示。

3制冷装置安装及使用效果分析

制冷系统经过18天的安装调试，于7月15日4点班正式运行，经测试，制冷机配备局部通风机风量680m3/min（2×45kw）;蒸发器前端风筒内温度35.8℃，蒸发器末端17.6℃，掘进工作面迎头处，风筒出风口内温度33.2℃，风筒末端以里巷道内温度由38℃下降到33.8℃，掘进工作面外探处温度由36℃下降到33.4℃，掘进工作面回风川温度由34℃上升到39.6℃（因回冷设备散发热量较大，导致回风川内温度上升）;空气湿度平均下降2%-8%。达到了基本的设计效果。具体参数如表1所示。

通过制冷机的安装和使用，有效的缓解了施工地点的高温高湿环境，得到了施工地点作业人员的一致好评。

制冷装置在安装及使用过程中存在问题分析：1）闭式系统中回冷机必须用专用风机进行冷却，而排出的高温空气只能排放至瓦专，造成了部分风量浪费，加速了己四采区风量紧张的问题;2）对水温水质要求较高，我矿制冷机使用过程中，受水温影响一直未能满负载运转，最大75%功率运转;3）回冷主机上部分管路老化，漏水，需额外安装补水设备及排水设备;4）制冷主机电机部分，日常维护难度较大，导致使用过程中电机故障频发;5）设备过于笨重，安装难度较大。

参考文献

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