矿井制冷选择演讲.ppt

赵楼煤矿井下热害的治理 一、矿井概况 赵楼井田处于巨野煤田中部,井田面积143平方 千米,可采储量2.54亿吨,主要可采煤层为3（3 上）煤层,埋深-700-1200米，煤厚平均6.19 米，煤种主要以1/3焦煤、气肥煤、气煤为主。 设计生产能力300万吨/年，服务年限60.1年， 于2005年1月16日开工建设，2009年3月28日联 合试运转。 二、矿井热害 赵楼煤矿煤层属正常地温梯度为背景的高 温区，地层年恒温带为5055m，温度为 18.2,非煤系平均地温梯度1.85/100m,煤 系地层平均地温梯度2.76/100m,初期采区 大部分块段原始岩温为3745，处于二级 热害区域。根据理论计算及实际测量，赵楼 煤矿夏季采、掘进工作面正常通风时空气温 度一般在3235。 三、 井筒施工期间的热害治理 2005年1月井筒开始施工，到2006年6月施 工到700m以下时，由于涌水较大，工作面 的温度达到33度以上，为此我们利用施工井 筒表土段时使用的冻结系统，经改造后向工 作面供冷风，工作面的温度保持在26度以下 ，给工作人员提供舒适的作业环境，保证安 全施工。 1、降温系统方案确定及组成 由于矿井处在矿井开拓初期的阶段，降温 系统具有临时性和使用时间短的特点，为 节省投资,利用现有井筒冻结施工使用的制 冷设备对掘进工作面降温。 该降温系统主要由氨制冷压缩机、板式换 热器、冷冻水泵、喷水室及局部通风机等 组成,该冷冻水系统最低可提供3的冷冻水 。 临 时 制 冷 系 统 简 图 2、降温效果 测量部位 温 度 大气温度323536 喷水室出口 577.5 冷水温度 455 风机出口 1011.212 工作面 25.52626.5 四、矿井建设与试生产期间的降温 随着矿井开拓巷道距离的增加，原地面临 时制冷系统已无法满足采掘工作面降温的需 要。为此，我们对国内外矿井降温情况进行 了广泛调研，最终我们选择了WAT公司的 KM3000井下集中降温系统，2008年6月开始运 行,采掘工作面降温效果十分理想，COP达到 3.85，大大高于地面集中降温系统。 1、系统的主要组成 1）地面冷却水循环系统 主要由两台冷却塔、三台循环水泵、钠离 子交换器、粗精过滤器、冷却管路及自控系 统等组成。 2）井下制冷机组两台 由螺杆式压缩机、冷凝器、蒸发器、压缩 机电机、油分离器、油冷却器、油过滤器、 油泵、油泵电机、机架以及微处理器控制面 板等构成。 3）冷冻水循环系统 主要由三台循环水泵、两台补水泵、粗 精过滤器、冷冻水保温管路、空冷器等设 备组成 4）电控系统 主要由干变、高防、变频器及低压开关 等组成。 赵楼煤矿井下降温系统图 2、工艺流程介绍 地面冷却水池出来的31的冷却水经冷却 水泵，通过安装在回风井的管路输送到井下 ，接至制冷机组冷凝器的进水侧，冷却水与 高温制冷剂换热后温度上升至40.4左右， 再由安装在回风井中的回水管返回地面冷却 塔进行冷却，形成冷却水循环。 制冷机组蒸发器侧出来的3 冷冻水经输冷管送至末端空冷器 ，利用空冷器与采掘工作面的热 空气进行热交换。期间所吸收的 热量将使水温上升至16左右， 再由冷冻水泵使其返回制冷机组 再冷，形成冷冻水循环。 3、KM3000制冷机组主要参数 项目参数 制冷量3300KW 冷冻水进出温度18/3 电机功率900KW 冷却水进出温度31/40.4 COP3.885 制冷剂R22 4、 RWK系列空冷器的技术参数： 型号 参数 RWK450RWK350SPK25 制冷功率(KW)45035025 进水温度() 555 出水温度() 161616 进风温度()303030 出风温度()20.22022.1 风流量 (m3/min) 78060055 5、自控系统 1）压缩机组自带的自动控制系统完成对压 缩机组本身，即冷凝器、蒸发器、压缩机、 润滑油泵站及相关电动闸阀等设备及相应管 路上的参数进行监测、显示，并能对压缩机 组实现自动控制及相关保护功能。 2）井下制冷站除了压缩机组以外的相关设 备设置另一套控制系统，完成相应设备的控 制，即冷冻水泵、补水泵、相应电动闸阀及 管路参数的控制。 6、主要地点制冷设置 全矿井下安装使用了11台空冷器。一个采 煤面安装3台RWK450型，两个综掘头一个普 掘头各安装1台RWK450型，其它4个掘进头 各安装了1台RWK350型空冷器。 1）1302采煤工作面 1302采煤工作面采用三台RWK450的空冷器 进行制冷降温。学习借鉴掘进工作面制冷降 温工作方式，对进风巷道空冷安排进行了优 化，创造性地通过风筒将处理后的冷风送入 采煤工作面，取得了较好的效果。 图 1302工作面空冷器布置 测 点 位置 干温（）湿温（）相对湿度 6月247月2日6月247月2日6月247月2日 1联络 巷入风口28.627.827.225.289.681.0 21#空冷器后28.32127.820.296.092.1 3采煤面入风口30.224.828.422.287.480.0 4新切眼出风口32.63132.03096.393.1 表一 1302工作面制冷系统运行前后风流参数对比 绘制制冷系统运行前后温度对比图： 图 制冷系统运行前后温度对比 2） 1304轨顺、一采胶带下山 1304轨道顺槽为煤巷施工，一采胶带下山为 岩巷施工。两掘进工作面分别为煤巷与岩巷 掘进，有较强的代表性。 1304轨道顺槽采用RWK450空冷器在联络 巷入口处布置，一采下山采用RWK350型空冷 器，在轨道下山底车场与胶带联络巷之中间 布置。 表二 1304轨顺轨顺 掘进进工作面测测点参数（空冷器未运行） 测量日期：2009.6.19 地面温度：干球温度28.2，湿球温度25.4 测点位置 干温 （ ） 湿温（ ） 相对湿 度 （%） 1掘进迎头33.031.087.2 2风筒出风 口 32.830.484.6 3距迎头 50m 32.831.893.6 4距迎头 100m 33.032.295.0 5距迎头 200m 33.032.295.0 测点位置 干温 （ ） 湿温 （ ） 相对湿 度 （%） 1掘进迎头26.022.673.3 2风筒出风 口 26.222.673.3 3距迎头 50m 26.424.283.0 4距迎头 100m 26.624.886.0 5距迎头 200m 27.626.289.2 表三 1304轨顺掘进工作面测点参数（空冷器已运行） 日期：6.29 地面温度：干球温度27.2，湿球温度25.6 1304轨顺制冷系统运行前后温度对比图： 表四 一采胶带带下山掘进进工作面测测点参数(空冷器未运行) 测量日期：2009.6.19 地面温度：干球温度28.2，湿球温度25.4 测点位置 干温（ ） 湿温（ ） 相对湿度 （%） 1掘进迎头34.030.880.2 2风筒出风口34.230.476.7 3距迎头50m34.431.481.6 4距迎头100m34.031.685.1 5距迎头200m33.632.090.0 6空冷器前30.829.490.3 测点位置 干温（ ） 湿温（ ） 相对湿 度 （%） 1掘进迎头24.823.689.8 2风筒出风口24.823.689.8 3距迎头50m27.826.086.5 4距迎头100m28.426.485.3 5距迎头200m28.627.088.2 6空冷器前29.228.091.2 表五 一采胶带下山掘进工作面测点参数(空冷器已运行) 日期：2009.6.29 地面温度：干球温度27.2，湿球温度25.6 一采胶带下山制冷系统运行前后温度对比图： 7、制冷效果 赵楼煤矿井下制冷降温系统已运行了4 个夏季,特别是永久井下集中制冷运行 两个夏季的实际来看