矿井热害及防冶技术

作者：吕庆育

1. 矿井热害成因

致使井下气温升高源有很多，而实际热源以目前笔者所见，分为井下岩石高温、井下热水热源、机电设备工作温度、化学氧化反应温度和空气压缩不均造成压温，总体看来，地热、机电设备运转释放热，煤矸石放热，以及空气压差自重压差放热等主要因素。

井下的高湿高温造成的热害，在《煤矿安全规程》中有明确规定，采掘工作面空气温度不得超过26度，机电硐室的空气温度不得超过30度，并且，当上述两企点的温度超过30和34度时，必须停止作业。故当井下工作地点出现高温高湿时，应当对地点分布状况进行统计，对各参数进行跟踪测试，以便了解其危害原因及危害程度。

2. 井下高温对于井下安全生产的危害

⑴ 高温发生时，工作人员体表温度上升，水盐代谢出现紊乱，身体各系统大量失水，改变身体主要循环系统、消化系统等正功能。

⑵ 体温调节发生障碍，中枢神经系统容易失调，易疲劳，成为井下事故的发生隐患

⑶ 生产效率降低

⑷ 造成井下火灾事故的不可忽视的因素

3. 对于矿井温度的检测方法

对于原岩地温的测定，是矿井热害的重要防治基础，对于矿井热源分析以及井下风流的温度测定所取得的基础参数也是比较重要的基础参数，并通过对于参数的确定来划分矿井热害等级，而测定方法通常有两种：深孔测温法与浅孔测温法，在测定时，需根据现场情况而定，因为随着井下通风时间的长短，围岩中的温度厚度也相应的发生变化，如通风1年的巷道，冷却厚度在18M,2年约为30M左右。

4. 矿井热害等级的划分

根据《煤炭资源地质勘探地温测量若干规定》：平均地温梯度不超过3摄氏度/100M的地区为地温正常区;超过3摄氏度/100M为高温异常区，原始岩温高于31摄氏度的地区为一级热害区，高于37摄氏度时为二级热害区。

5. 对于井下热害的防冶技术

随着我国煤矿开采深度的不断增加，高温矿井数量也在不断的增多，如何有效的解决矿井高温问题已迫在眉睫。

目前使用采矿技术措施，如避开局部热源、加强通风、预冷进风风流等优化通风系统的方法在我国矿井热害治理中应用较为成熟，但是这种非人工制冷措施虽然经济实用，却受到诸多井下环境因素影响，时有降温不能达到预期效果的问题出现，一般只能降温2摄氏度左右，远远满足不了采掘工作面的降温需求，根据润成公司在淮南矿务局各矿井最终的实施效果来看，最有效的方法还是人工制冷降温法。

目前，润成公司的井下热害技术可分为三种：

⑴ 地面集中式降温系统

即地面集中式冷水降温系统，基本原理是利用地面制冷机组制备冷冻水，利用冷冻水做为冷媒，通过隔热管路输送到井下实现降温目的。适用于开采深度大，超温工作面数目多，分布较广，需冷量大的热害矿井，能够满足整个矿井的降温需要。

由于从地面至井下高差大，载冷剂输送管道中的静压力大，所以必须在井下增设高低压转换装置，通过二次循环将冷却水输送到高温工作面的空冷器。在井下需开凿高低压转换装置专用硐室。

⑵ 井下集中式降温系统

井下集中式冷水降温系统基本原理是利用井下制冷机组制备冷冻水，将冷冻水直接输送到高温工作面的空冷器实现降温目的。

井下集中式制冷机组设在井下，通过管道集中向各工作面输送冷却水。系统较为简单，供冷管道短，无高低压转换装置，仅有冷水循环管路，但是这坱要在井下开凿大断面硐室。随着开采深度的增加，矿井需冷量的增加，井下集中式降温系统的冷凝热排放会有一定的困难。

⑶ 局部降温系统

井下局部式降温系统由压缩机、冷凝器、蒸发器、防爆电动机和控制系统组成，系统机组体积小、重量轻，随掘进、采煤工作面移动方便，无需专用硐室，安装位置可以距需要降温的工作场所很近，冷量传输距离小，基建投资小。

结合目前已生产矿井，如淮南矿业集团顾桥矿，潘一矿ZLF-450机组试用等情况看，局部移动式制冷机组制冷量偏小，有局限性，最终采用井下集中式较为理想，此系统一般适用于单一或局部需要降温的采、掘工作面且回风流温度不是很高的矿井。