[發明專利]掘進巷道隔熱分流排熱降溫方法

有效

• 申請號: 201210258335.4
• 申請日: 2012-07-25
• 公開（公告）號: CN102767387A
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發明（設計）人: 鄒聲華;張登春;寧齊元;肖國清
• 申請（專利權）人: 湖南科技大學
• 主分類號: E21F3/00
• 分類號: E21F3/00
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務所 43108
• 代理人: 宋向紅

技術領域

本發明屬于礦山降溫技術領域，具體涉及一種掘進巷道隔熱分流排熱降溫方法。

背景技術

隨著礦井開采深度的不斷增加，地溫不斷升高，礦內空氣濕度逐漸加大。高溫、高濕環境會嚴重影響井下作業人員的生產效率和安全。據調查，高溫礦井的熱源主要來自巷道壁面的巖溫。礦工在高溫高濕環境下長時間工作，會造成體溫升高，新陳代謝出現紊亂，機體大量失水，一些生理系統的正常功能改變，引發中暑，嚴重時還會出現死亡。礦工長期在高濕的環境下工作，會患上風濕病、皮膚病、皮膚癌、心臟病及泌尿系統等疾病。另外，礦工在高溫環境中精神恍惚、疲勞、全身無力、昏昏沉沉致使勞動生產率大大降低，據南非資料顯示，工作面溫度超過標準1?℃，工人的勞動效率降低7%～10%；前蘇聯的統計資料表明，工作面溫度超過26?℃達到30?℃時，勞動效率系數為0.8，高于30?℃時，勞動效率系數為0.7。礦工在高溫環境中作業會造成井下事故發生率增加，據國外統計資料介紹，在井下作業地點氣溫超過30?℃時，事故發生率比低于30?℃時高1～1.5倍。由此可見，高溫高濕的井下環境已經成為了礦井熱害。掘進工作面是礦井生產的重要工作場所，由于其特殊的環境條件，熱害問題首當其沖。因此，掘進工作面的熱害防治是亟待解決的問題。

我國2010年實施的新《煤礦安全規程》規定：生產礦井采掘工作面空氣溫度不得超過26?℃，機電設備硐室的空氣溫度不得超過30?℃，若超過此溫度上限值，應采取降溫措施。目前礦井常用的降溫方法有非人工制冷降溫方法和人工制冷降溫方法兩類。

一、非人工制冷降溫措施

1、通風降溫（增加風量和采用合理的通風方式）

在礦井熱害不太嚴重的情況下，增加風量可以起到降溫的作用。風量增加，帶走的巖壁的熱量增加，空氣吸收的熱量減少，氣溫降低。通常的措施有：減少風阻、防止漏風、加大通風機能力、采用合理分風與輔助風路通風法、加強通風管理等。

采用合理的通風方式，將上行通風改為下行通風，下行通風是指采煤工作面進風的流動方向與煤巖運出的方向同向，這樣煤巖在運輸過程中釋放的熱量和機電設備釋放的熱量不再返回工作面，從而改善工作面入風流的空氣狀態，風流經過采面時溫度較低，根據國內外試驗表明，同上行通風相比，下行風一般可使工作面入口氣溫降低3?℃，工作面出口處氣溫降低1?℃。

2、控制熱源法降溫

（1）圍巖熱的控制

當圍巖溫度很高時，采用一些隔熱物質噴涂在巖壁上，阻止圍巖將熱量傳給巷道中的空氣。經實測，在井下圍巖溫度大于35?℃條件下，該措施可使巷道內的溫度最大降低3?℃～4.5?℃，工作面可降低2?℃～3?℃。但一些專家經過研究證明，絕熱材料經過一定時間后會失效。目前迫切需要開發一種價格合理、原料來源廣泛且適用于井下施工的低傳熱系數的高效隔熱材料。

（2）機電設備熱散熱的控制

機電硐室采取獨立通風，選擇輔助風扇安裝在合理的位置，把工作面的輔助設備盡量布置在回風巷，避免使用低效率機械等。

（3）熱水及管道熱的控制

對于礦井中的高溫管（包括高溫排水管和熱壓風管），可將其布置在回風道，或將壓縮空氣冷卻后送入井下。對于礦井熱水，可超前疏干，將水位降低到開采深度以下，熱水經由隔熱管道排到地面，或經有隔熱蓋板的水溝導入水倉。實踐資料證明，改明水溝為暗水溝，減少熱水對井巷空氣的散熱量，可使井巷風溫降低0.?7%。

（4）爆破熱的控制

井下采掘爆破產生的熱量，一般在爆破后直接經回風道排到井外，同時應將爆破時間與采煤、掘進等作業時間錯開。

3、預冷進風風流

采用非制冷措施降低進入工作面的風流溫度。如讓風流通過一段有噴淋水霧的巷道，將其冷卻，該方法可達到降溫和降塵的目的，其缺點就是會增加風流的濕度，有可能會導致高濕的作業環境。另外可以以低巖溫巷道冷卻風流。該技術最早由我國東北大學提出，是在井下巖層溫度的測定的基礎上，利用位于恒溫層處的大量的廢棄坑道對入風風流進行了預冷降溫。通過現場實際測定證明，經過低溫巖層預冷的入風流溫度要比由入風井直接進入井下的入風流溫度低3～5?℃。

4、個體防護降溫