矿井热害

摘要： 山东能源集团有限公司(简称“山能”)是由兖矿集团有限公司、原山东能源有限公司(简称“原山能”)联合重组成立的山东省属大型能源集团,在煤炭安全高效开采、高端装备制造、煤气化、煤液化、煤炭清洁利用、深部建井、海外煤炭开发等方面取得了显著成就,为全国煤炭行业发展起到了引领和示范作用。文章系统总结了山能发展布局及创新体系建设成就,梳理了厚煤层放顶煤、超大采高综采、中厚煤层智能化开采、冲击地压治理、巷道支护技术、矿井热害与煤自燃防治、“三下一上”采煤治理、深井建设、澳大利亚煤炭开发实践、高端装备制造和煤炭清洁利用等15个重点领域所取得的进展,并列举了部分典型成功案例。系统阐述了山能在科技投入、平台建设、产业转型、新型产业、数字化和智能化方面的发展布局,介绍了兖矿集团创新体系建设经验和建设成效以及山能技术创新体系建设方面政策方针;回顾了山能在厚煤层放顶煤开采技术推广和应用方面所做出的巨大贡献,介绍了在综放开采工艺、综放开采装备配套方面的技术创新;针对不同地质生产条件下煤炭安全高效开采问题,研发应用了适于不同埋深、不同煤层赋存条件的3~4、5.5、6.0、6.8、8.2 m大采高和超大采高综采技术与成套装备,完成了5.5、7.0 m大采高、超大采高综放开采技术与装备研制和应用,刷新了我国综放开采高度;阐述了山能冲击地压矿井现状,分析了在冲击地压治理方面的思路和技术,重点探讨了鄂尔多斯、菏泽、新疆三类典型地层条件下的冲击地压治理工程实践;回顾了山能锚网支护的发展与改革历程,总结了大断面沿空巷道、小煤柱沿空巷道、深部复杂巷道布局原理和支护技术研究成果;针对矿井热害与煤自燃灾害治理,介绍了赵楼煤矿井下集中式冷水降温系统和全风量降温系统的原理与应用情况,总结了在煤自燃早期识别技术、采空区封闭控制技术和自燃火灾应急控制技术的研究和应用情况;阐述了采动覆岩破坏规律、开采沉陷规律和防水煤柱合理留设方面的研究成果;总结了河流、村庄建筑物、矿区铁路、高压输电线路、输油管线下压煤开采实践经验;介绍了深井建设过程的地面预注浆、深井冻结施工、井壁砌筑、井筒支护、井壁破裂治理等方面成熟经验;梳理了澳大利亚煤炭开发、收购历程及矿井建设、智能化工作面开发经验与成就;研发了具有自有知识产权的多喷嘴水煤浆气化技术,形成了日处理煤量1000、1500、2000、2500、3000、4000 t和4.0、6.5 MPa不同压力等级的系列炉型;总结了煤间接液化技术方面取得的成果,介绍了在高低温费托合成工艺、固定定流化床费托合成反应器及高效费托合成催化剂方面的研究成果和煤炭提质加工与清洁高效利用实践,重点介绍了煤炭高效提质、粉煤清洁利用、煤系固废资源化等方面的重大进展。通过对山能技术创新体系和创新成果的总结,分析并探讨了其未来科技创新和高质量发展思路,明确了山能“十四五”期间的重点发展方向。

摘要： 为科学地评价矿井热害情况,使热害治理更具有针对性,研究分析了矿井热害影响因素,并以此构建二级热害评价指标体系;采用IOWA算子改进的层次分析法确定评价体系各指标的权重,减少评价的主观性偏差;最后通过云模型理论结合各指标权重对矿井热害情况进行评价,得出矿井的热害等级及其影响因素。以金渠金矿为例对该评价体系进行验证,结果表明使用该评价体系获得的结果科学合理,可为矿井热害评价提供参考。

摘要： 根据山东一煤矿深部热害问题的实际情况,将聚氨酯泡沫材料应用于矿井,提出了一种新型隔热支护技术,将该技术现场应用于已经使用的巷道。通过现场温度测试的结果分析对比,得出平均温度可以降低4.8°C,在阻断巷道内来自于围岩的热量传递中有着良好的效果,减少了矿山企业被动降温的成本,有利于矿山企业自身持续发展、安全生产。

摘要： 以巨野矿区新巨龙矿井为对象,对其通风难点和降温难点进行分析,提出井口全风量降温和井下集中式降温相结合的分级降温方法,对比井口风流和综放工作面进风路线的风流温度,研究其降温效果。矿井通风路线延长,井巷断面、方向变化以及分叉或汇合点增多,风流的沿程阻力和局部阻力增加,空气压缩产热增加,风流与围岩的热交换作用加强,加剧了高温矿井热害。井口全风量降温系统用于降低矿井进风口风流温度,将高温风流热量留在地面;井下集中式降温系统用于解决井下工作面的风流降温,经过降温后井筒入口风流温度均保持在19°C以下,风流进入井底后沿通风路线上温度相对稳定,整体变化幅度在2°C以内,采用井下集中式降温系统后,工作面进回风之间的风流温度差为4°C;井口降温和井下降温相结合的分级降温方法能有效改善井下环境。

摘要： 从矿山地热致灾形式、热害控制技术、热能利用方法3个方面,对相关文献进行归纳,总结已有研究成果.结果表明,矿山地热的致灾形式有加剧煤岩体性质劣化、诱发支护结构失效和导致高温高湿环境三类,具体包括加剧围岩变形破坏、诱发吸附瓦斯溢出、降低锚杆锚固强度、加剧锚护材料腐蚀、损害工人身心健康、降低工人工作效率和增加机械设备故障率七方面.热害控制技术有非人工降温技术和人工降温技术两种,其中非人工降温技术分为热源控制技术、热湿环境调控技术和个体防护技术3类;根据制冷工质不同,可以将人工制冷降温系统分成气冷式、冰冷式和水冷式3大类,包括压缩空气制冷降温、冰制冷降温、地面集中制冷降温、地面排热井下集中降温、回风排热井下集中降温、地面热电联产制冷降温和热害资源化利用等制冷系统.通过提取矿井水和矿井回风中的余热用于矿区井口防冻、洗浴供暖和建筑物供暖,是目前矿山地热利用的主要方法.而直接提取巷道围岩热能的同时实现矿井降温是近年来的研究热点,也是矿山地热直接利用的关键;将地埋管换热器布置在采空区充填材料或巷道围岩内提取围岩热能、实现矿区多种清洁能源协同利用是未来矿山地热利用的发展方向之一.

摘要： 地温就是地热,即地球内部储存着的巨大的热能,矿井地温场是煤矿生产安全过程中一个重要的指标,也是学者们关注的焦点。在深井开采过程中,地热是导致井下热害的主要原因。随着我国煤炭工业的发展,矿井深度不断增加,热量源源不断的从向导围岩传递到井下工作面,使工作面气候环境恶化,危害矿山生态安全。本文通过对地层、构造、岩浆、地下水的分析,基于地质热学和热力学理论,系统地较全面地阐述了淮北矿山地温场的分布规律及引起地温异常的影响因素,为淮北矿区矿井热害控制提供基础技术参数。

摘要： 通过收集整理矿井内地温资料及井下采样分析测试岩石热物理参数,利用基于有限元的Comsol Multiphysics数值模拟,分析主采区的地温分布特征及致热因素,并将实测温孔与数值模拟对比验证,研究许疃煤矿地温分布规律及其影响因素.同时计算获取研究区内大地热流值,绘制矿井热害影响程度分区图,预测受热害影响的范围,为煤矿下一步的热害防治提供有针对性的对策.

摘要： 为解决矿井热害治理关键技术装备依赖进口的难题,根据矿井降温技术装备的发展现状,结合矿井降温的实际需求,研制了适用于煤矿的高承压冷凝器、蒸发器,并在此基础上进行了矿井集中制冷机组的模块化设计研究.现场实践表明,矿井集中制冷机组最大换热量达到了3670 kW,冷冻水出水温度达到了3°C,可拆件的结构长度小于4.4 m,达到了大换热量、高承压、小体积的设计目标.

摘要： 为缓解矿井下高温热害问题,提高矿井生产效率,本文针对赵楼煤矿高温现状,分析了矿井热害来源及其影响,对赵楼煤矿五采区智能通风降温系统的主要架构进行了设计,包括主要实体结构、主要功能模块、传感器布置与监视数据可视化界面.

摘要： 针对麦垛山矿采掘工作面严重热害问题,在分析了国内外矿井降温技术的基础上,提出了基于ZLF-450机组的局部矿井降温技术方法.根据矿井热负荷需求,在实施过程中,采用机组3用1备的串、并联运行模式,冷凝器散热通过设置在回风巷道冷却器进行喷淋排热.通过测试,工作面平均干球温度由31°C 降低到27.5°C,平均降低了3.5°C,相对湿度平均降低了10％,平均等效温度降低到26°C 以下.在实际运行过程中,降温效果良好,可为同类矿井降温技术提供参考.

摘要： 中国已成为能源消耗第一大国,而煤又在中国能源消耗结构中占主要地位.根据煤炭探测及预测的结果显示,中国煤炭总储量的73.2％赋存在1000m以下的地层中,随着浅部煤炭资源的日趋枯竭,煤炭深层开采将成为必然.近年来,随着煤炭开采深度的增加,矿井热害已成为煤炭安全开采亟需解决的重大课题.矿井热害的治理对保障煤矿工人的身体健康和生命安全,提高矿井经济效益有显著的影响.

摘要： 通过对巨野煤田的矿井热害及地热能资源分析和评价，根据最新的勘探成果对菏泽地热田的边界范围进行了重新确定。巨野煤田所有矿井都面临矿井热害的问题，特别是龙固、郭屯等矿，3煤层的地温已经高达500C，下组煤的地温更高。必须引起矿井开发、建设和生产部门的重视。作为菏泽地热田的一部分，巨野煤田的地热资源同样具有良好的开发前景。巨野煤田的地热温度与埋藏深度、地下构造、奥灰水的岩溶发育程度等因素有关。巨野煤田奥陶系地热水的氟、偏硅酸达到矿水命名浓度，为氟水、硅水；锶已接近锶水、偏硼酸已接近矿水浓度；同时含有F-，H2 S103，HB02，Li等多种对人体有益的矿物元素，具有较高的医疗价值，可作为采暖，洗浴等用水。因此，提出了浅地层恒温带的地热资源目前只应用于地源热泵空调的开发，作为建筑物供暖送冷。如果能把地源热泵空调技术应用到煤矿地下降温、矿井热害消除上也会达到节能降耗的目的。本报告提出了“上煤下热”的开发模式。该模式可以既可以对地热能进行开采，同时，又能减少煤层，特别是下组煤开采面临的突水威胁。当然，该开发还仅仅是设想阶段。若要成为现实还需要做大量的研究和实验工作。巨野煤田的地热资源的开发应当根据地热资源的温度、水质以及实际使用需求，利用研究开发的技术进行集成，可以构成梯级综合利用产业链，实现资源的高效使用。最大限度地减少资源浪费，真正使地热为国民经济的可持续发展服务。

摘要： 淮南矿区进入深部开采阶段,随着岩温增高,矿井高温热害逐步加剧,给矿井安全生产及职工身体健康带来严重威胁,为改善井下采掘工作面高温作业环境,淮南矿业集团利用矿井通风、矿井瓦斯余热制冷热电冷联供、地面集中降温、井下移动降温等多种热害治理方式,进行矿井热害的综合治理,形成了一套行之有效的热害治理模式,解决煤矿井下高温热害给职工身体健康带来的危害及对安全生产带来的威胁.

摘要： 随着矿井开采深度的增加,矿井热害问题会越来越严重.本文分析了矿井热害产生的具体原因,对人体的严重危害以及防治措施,综述了矿井热害综合治理的研究现状,为矿井热害综合防治进一步研究提出了一些建议.旨在提醒人们重视矿井热害问题,尽量减少其对人体的危害,保护矿工的身体健康,保证矿山生产安全、稳定、高效地向前发展.

摘要： 随着煤炭的大量开采,开采深度也逐步加深,矿井热害问题已成为制约煤矿高效、安全开采的重大问题.经过多年的研究实践,人工制冷系统已逐渐取代传统的通风降温方法.但人工制冷系统存在设备昂贵、耗能大、安全性差等问题.本文阐述了如今国内主要的矿井热害防治措施,指出人工制冷系统与传统降温方法结合,是高效、安全地解决矿井热害问题的趋势.

摘要： 随着矿井开采深度的增加，因地温升高而产生的矿井热害问题已日益凸显,给矿井的安全、正常生产带来了严重影响.本文阐述了矿井热害现状，国内外矿井降温技术的发展历程,以及降温新技术在典型热害矿井中的应用和实践。分析了四种降温系统类型的特点和适用条件，矿井降温系统的类型的选择应结合矿井生产特点和热环境特点，通过技术经济比较后确定。

摘要： 涡北煤矿坐落于涡阳境内,是淮北矿业十一五期间在涡阳地区建成投产的第一对高全高效矿井,设计年产量120万吨,现扩建至年产量180万吨.矿区地质情况较为复杂,矿井热害较为严重.本文通过对矿井井下热害成因、影响因素及危害进行分析、研究,经调研决定采用地面集中式制冰降温方式对矿井热害进行治理.在综放工作面实施后,有效的降低了工作面的温度,取得了良好的治理效果,为矿区热害治理探索出了一条新的路子.

摘要： 随着矿井开采深度的增加,热害问题越来越严重。通过分析二矿热害的来源,提出了有针对性的防治措施,建立井下适宜的作业环境,保护矿工的身体健康,保证矿山生产安全、稳定、高效地发展。

摘要： 针对煤矿深部热害问题,提出了利用矿井涌水中的低品位废热,作为吸收式制冷的驱动热源,构建了吸收式制冷循环系统解决煤矿深部开采工作面热害问题.依据煤矿深井开采工作面热舒适度要求,对制冷降温系统热参数进行估算;运用Fluent数值模拟,对比分析出最佳送风条件下的煤矿深井制冷效果.理论分析与数值模拟结果表明了采用吸收式制冷循环解决煤矿深井开采工作面热害问题可行性.

摘要： 针对煤矿深部热害问题,提出了利用矿井涌水中的低品位废热,作为吸收式制冷的驱动热源,构建了吸收式制冷循环系统解决煤矿深部开采工作面热害问题.依据煤矿深井开采工作面热舒适度要求,对制冷降温系统热参数进行估算;运用Fluent数值模拟,对比分析出最佳送风条件下的煤矿深井制冷效果.理论分析与数值模拟结果表明了采用吸收式制冷循环解决煤矿深井开采工作面热害问题可行性.

摘要： 本发明涉及一种热害矿井巷道支护降温系统，所述系统主要包括制冷装置、中空降温锚杆、主供冷管道、主回流管道、支供冷管道、支回流管道，所述制冷装置、中空降温锚杆、主供冷管道、主回流管道、支供冷管道及支回流管道连通形成回路，换热介质能够在所述回路内循环。本发明利用中空降温锚杆实现对巷道支护的同时，通过制冷装置向中空降温锚杆持续供应低温换热介质，使换热介质不断与巷道围岩发生热交换，降低围岩温度，避免了巷道暴露围岩向巷道空气传热，从根本上抑制的井下巷道中空气温度的升高。

摘要： 本发明公开了一种热害矿井采区大焓差降温设备的热湿交换性能测试装置，包括采区热湿空气模拟装置、大焓差降温除湿装置、冷源系统、测试控制系统，所述热湿空气模拟装置与大焓差降温除湿装置通过大焓差降温除湿装置进风端接口、采区热湿空气模拟装置出风端接口和矿井采区送风粉尘模拟装置连接，所述冷源系统通过三通与冷冻水回水管、大焓差降温除湿装置冷源供水管和一级喷淋供水管路接入大焓差降温除湿装置，所述测试控制系统与采区热湿空气模拟装置、大焓差降温除湿装置和冷源系统电性连接。本发明适用于测试研究采区大焓差降温装置的热湿交换性能，在此基础上研究优化设计方法及优化产品设计。

摘要： 本实用新型涉及一种煤矿井下热害治理系统，其包括制冷机组、分离热管蒸发器、放置于地面上的分离热管冷凝器和用于对采掘工作面进行制冷的工作面冷却器；制冷机组包括蒸发器和冷凝器，工作面冷却器与蒸发器通过第一管路连接形成制冷循环回路；分离热管蒸发器内设置有换热管路和蒸发管路，冷凝器通过第二管路与分离热管蒸发器内的换热管路连接形成散热循环回路，分离热管蒸发器的蒸发管路与分离热管冷凝器通过第三管路连接形成自然循环回路。本实用新型结合了制冷循环回路、散热循环回路和自然循环回路，解决了送风距离长、井下通风量有限的技术问题，能够延长制冷机组的寿命，提高了工作效率，保证了制冷效果，减少了系统能源消耗。

摘要： 本发明公开了一种矿井热害治理与综合利用系统，包括布设在矿井巷道内壁的充填体、井下换热子系统和地上热能循环子系统，井下换热子系统包括位于采空区的地下水库组、分水器、多个换热管、集水器和保温导热管，多个换热管沿巷道埋设在充填体内部，地下水库组通过分水器与多个换热管的进水端相连通，多个换热管的出水端通过集水器与保温导热管连通；地上热能循环子系统包括循环泵、热泵、供热端和地表水库，保温导热管与循环泵相连通，循环泵与热泵相连通，热泵与供热端相连通，供热端为用户提供热。本发明提供的矿井热害治理与综合利用系统，结构简单，运行费用低，吸收深部地热能，实现降温，并将热害转化为可利用能源，变废为宝，节能环保。

摘要： 本发明公开了一种矿井热害治理协同地热开采体系，包括分别设置在进风井侧和回风井侧的注入井和生产井，注入井侧设置有矿井蓄水池，注入井下侧设置有水平的冷水注入通道，矿井蓄水池通过注水管向冷水注入通道内注入高压冷水，生产井侧设置有热泵，生产井下侧设置有水平且低于冷水注入通道的热水采热通道，热泵通过采热管将热水采热通道内热水抽出，热泵一路冷水输出进入矿井蓄水池，另一路热水输出进入地面水站，矿井工作巷道顶壁上安装有检测风流温度的温度检测仪。本发明冷水注入通道阻止了岩层底部地热能向采矿层的热传导，工作巷道围岩温度降低，抽取的高温岩层热水从回风侧输送至地面，减少了热损失，矿井热害治理协同地热开采有效。

摘要： 本发明公开了一种矿井热害治理协同地热开采方法，包括步骤：一、构筑矿井热害治理协同地热开采结构；二、冷水注入通道向岩层内注入冷水；三、热水采热通道抽采岩层内热水；四、热泵处理；五、矿井工作巷道内风流温度监测。本发明冷质持续流入岩层，其附近岩石温度逐渐降温，从而冷水注入通道阻止了岩层底部地热能向采矿层的热传导，随着注入通道附近岩石降温区域逐渐扩大，上层矿井工作巷道围岩温度也将降低，内部风流温度得到有效的降温，高温岩层热水从矿井巷道回风侧输送至地面，防止了抽采的高温岩层向巷道内释放热能加重热害，回风侧风流温度较高，减少了抽采的岩层热水的热损失，为矿井热害治理和地热开采同步进行提供了有效途径。

摘要： 本发明公开了一种矿井热害治理协同地热开采相似模拟实验方法，该方法包括步骤：一、进行实验参数的选择；二、确定矿井热害治理协同地热开采体系与相似模拟实验装置的几何参数相似比；三、确定各实验参数遵守的相似准则并确定实验参数相似比；四、根据几何参数相似比构建相似模拟实验装置；五、根据实验参数相似比进行矿井热害治理协同地热开采相似模拟实验。本发明根据实验参数相似比进行矿井热害治理协同地热开采相似模拟实验，使该实验能够在实验室小尺寸模型下进行，不仅便于控制变量，可重复实验，还节约了大量实验成本，提高了实验结果的准确性，有利于推动完善矿井热害治理协同地热开采工艺方法，减少实验成本。

摘要： 本发明涉及矿井热害治理系统及设备技术领域，特别涉及深部矿井热害防治设备，包括，井下换热设备、井上换热设备及第一管组和第二管组；第一管组的两端分别与井下换热设备的出口和井上换热设备的入口连接，第二管组的两端分别与井下换热设备的入口和井上换热设备的出口连接。通过上述方式，井下换热设备和井上换热设备的配合，将井下高温与井上低温进行热交换，利用较低的成本达到进一步降低井下巷道温度，减少矿井热害危险。整体耗费资源较少，更加节能环保。同时通过更加合理的管道设置，使得整体换热效率更高。

摘要： 本发明公开了一种矿井热害治理与综合利用系统，包括布设在矿井巷道内壁的充填体、井下换热子系统和地上热能循环子系统，井下换热子系统包括位于采空区的地下水库组、分水器、多个换热管、集水器和保温导热管，多个换热管沿巷道埋设在充填体内部，地下水库组通过分水器与多个换热管的进水端相连通，多个换热管的出水端通过集水器与保温导热管连通；地上热能循环子系统包括循环泵、热泵、供热端和地表水库，保温导热管与循环泵相连通，循环泵与热泵相连通，热泵与供热端相连通，供热端为用户提供热。本发明提供的矿井热害治理与综合利用系统，结构简单，运行费用低，吸收深部地热能，实现降温，并将热害转化为可利用能源，变废为宝，节能环保。

摘要： 本实用新型涉及矿井热害治理系统及设备技术领域，特别涉及深部矿井热害防治设备，包括，井下换热设备、井上换热设备及第一管组和第二管组；第一管组的两端分别与井下换热设备的出口和井上换热设备的入口连接，第二管组的两端分别与井下换热设备的入口和井上换热设备的出口连接。通过上述方式，井下换热设备和井上换热设备的配合，将井下高温与井上低温进行热交换，利用较低的成本达到进一步降低井下巷道温度，减少矿井热害危险。整体耗费资源较少，更加节能环保。同时通过更加合理的管道设置，使得整体换热效率更高。