井下局部制冷技术在阳城煤矿的应用研究.pdf

煤矿 现代化 2 0 1 3 年增 刊 井下局部制冷技术在阳城煤矿的应用研究 沈建波 杨 雷 李继路 何建新 山东济矿鲁能煤电股份有限公司阳城煤矿 山东 汶上 2 7 2 5 0 2 摘要本文介绍了采用 Z L F 一 4 5 0矿 用制冷装置的井下局部制冷技 术在 3 3 0 1工作 面的应 用 该技 术的成功应用降低 了工作面温度 改善 了作业环境 提高 了生产效率 为阳城煤矿热 害治理提供 了成 功经验 同时对开采条件相近的工作面有很好的借鉴和参考价值 关键词煤矿 热害防治 局部制冷 降温 应用研究 中图分类号 T D 7 2 7 5 文献标志码 B 文章编号 1 0 0 9 0 7 9 7 2 0 1 3 增刊 一 0 0 9 9 0 2 热害是矿井 自然灾害之一 随着阳城煤矿开采 向深部的延伸 地温升高 阳城煤矿井热害日益突 出 严重危害井下作业人员的身体健康 同时制约了 生产效率的提高 也对安全生产带来了隐患 高温热 害治理成为阳城煤矿亟需解决的问题 1 概况 阳城煤矿位于山东省济宁市汶上县西北 约 3 0 k m 济宁市梁 山县东南约 2 5 k m 行政 区划隶属济 宁市梁山县 汶上县及泰安市东平县 井田主体位于 梁山和汶上两县境 内井 田范围 东起 F l 断层 西 至 太原组 1 7 煤层露头 南起 F 3断层 北至汶泗支断 层 东北角为 F 2 断层 其矿区面积为 4 6 1 3 5 2 平方公 里 开采深度 2 5 0 m至 一 1 lO 0 m标高 阳城煤矿 3 3 0 1 工作面位于北三采区上部 工作 面标高为 6 7 0 8 7 1 m 工作面走 向推进长度为 1 2 1 lm 前期 开采走 向长度 6 6 3 m 倾 向长度 1 5 6 1 4 2 m 后期走向长度 5 4 8 m 倾 向长度 2 2 6 2 3 0 m 3 3 0 1 工作面回采期 间 冬季平均 3 0 3 1 夏季平均 温度高达 3 5 3 6 2 3 3 0 1 工作面局部制冷技术 2 1 工作原理 2 3 工作面局部制冷系统如图 1 所示 首先由制冷 压缩机将压缩出来的制冷剂 R 2 2 蒸汽进入冷凝器 在冷凝器内经冷却水冷却 制冷剂蒸汽冷凝成高压 液态制冷剂 再经热力膨胀阀节流降压后 进入蒸发 器 液态制冷剂在蒸发器中蒸发并通过管壁吸收风 流的热量迅速蒸发成气体 而后被吸人制冷压缩机 连续不断地完成制冷循环 此时流经蒸发器的空气 被制冷剂吸收热量而温度下降 再用局部通风机和 蒸发器串联 利用风筒将低温风流送到需冷地点 输 冷采用以空气为载冷剂 通过风简将在蒸发器中被 冷却的风流送人到回采工作面进风口 99 图 1 3 3 0 1 工作 面局部制冷 系统示意 图 2 2 降温 系统参数 在 3 3 0 1 工作面进风顺槽安装一套井下局部降 温系统 对工作面实施机械制冷降温 局部制冷系统 采用 Z L F 一 4 5 0 矿用制冷装置 制冷量 4 5 0 k W 蒸发器 处理风量为 9 0 0 m T m in 配套使用局部通风机为 F B D N o 7 5 2 5 5 k W 两 台 蒸 发 器 配 合 使 用 两 路 7 0 0 m m风筒 2 3 降温 系统布置方式 在 3 3 0 1 轨顺辅助切眼上端头外侧 1 0 0 米处布 置 1 套制冷机组和 2 套蒸发器 利用局部通风机和 蒸发器串联 通过风筒将低温风流送到需冷地点 输 冷采用以空气为载冷剂 通过风筒将在蒸发器中被 冷却的风流送入到回采工作面进风口 2 4 排热方式 冷却水经冷凝器吸收热量后 通过 8 9 胶管输 送到 一 6 5 0水仓中 2 5 系统优点 无高压冷水循环系统 供热系统较简单 冷水管 路较短 冷损较小 2 6 制冷效果检验 局部制冷技术在 3 3 0 1 工作面成功应用 降温效 下转第 1 0 3页 煤矿现代化 2 0 1 3 年增刊 图 4系统程序 图 程序 中 1 0 0 3 7 5为接近开关 1 1 0 0 3 7 6为接近开 关 2 1 0 0 2 8 3 为刮板返回信号 当两接近开关检测到 刮板运行时 即检测到脉冲的上升沿 P L C内部线圈 0 0 1 4 4 1 和 0 0 1 4 4 2分别置位 两个接近开关 的信号都 有效后 延时 0 0 5 s 使 P L C中计时器置位之后 两个 计 时器开始计时 计时器存储从计时到下个接近开 关脉冲上升沿有效这段时间 这两段时间分别存储 在 4 0 0 8 4 4和 4 0 0 8 4 5 两个寄存器中 进行减法比较 差寄存在 4 0 0 8 4 6 里 输出 0 0 1 4 4 4 再与 1 5 做 比较 大于时 输出0 0 1 4 4 5 正常值在 0 8之间 就认为 刮板 斜链 在 上位 机 上显示 报 警并停 车 断链 0 0 1 5 0 1 产生 0 0 5 s 的短 脉冲 0 0 1 5 0 2产生 5 s的长 脉 冲 分别存储在 4 0 0 8 5 3 和 4 0 0 8 5 4两个寄存器中 再 做减法 比较 4 0 0 8 5 3小于 4 0 0 8 5 4时 在上位机上显 示断链报警并停车 8 结论 本文的刮板机故障诊 断系统在南 屯煤矿选煤厂 的刮板机保护应用中 取得了十分 良好的效果 自从 使用本系统以来 3个月 中 2 4条刮板共发生 5 2次跳 链事故 本监控系统无一漏报和误报 由于跳链事故 发生后系统能使刮板机立刻停车 报警和保护非常 及时 避免了因跳链后事故处理不及时造成的断链 事故 的发生 本系统在为实现企业安全生产 提高企 业 自动化水平 节省设备维护费用方面有着重要的 现实意义 在工矿企业有着重要的推广应用价值 参考文献 1 陈宇 刘文龙 铸石槽箱刮板运输机跳链故障的监控 设备 管理与 维修 2 0 0 6 1 2 2 赵耘 矿用刮板机断链事故分析与预防 煤矿机械 2 0 0 2 6 3 马立军 张久晨 运煤刮板机故障前馈监测系统 电工技 术 2 0 0 2 1 1 4 M O D I C O N 系统手册 9 8 4 收稿 日期 2 0 1 3 1 2 2 上 接 第 9 9页 果 良好 降温效果如表 l 所示 Z L F 一 4 5 0矿用制冷装 置具有能效比高 故障率低 自动化程度高的特点 各项技术指标均达到了设计要求 大大改善 了作业 人员的T作环境 提高了工作效率 减少了安全事故 的发生 表 1 3 3 0 1 工作面制冷效果对 比 位 置 安 季 安 季 温 度 下 1j 豆 温 度 温 度 媪 J蔓 悻 1 理提供了成功经验 同时对开采条件相近的工作面 有很好的借鉴和参考价值 参考文献 济宁矿业集团阳城煤矿 深井大倾角超长综放工作面开采 技 术研 究技 术报告 R 2 0 1 1 5 5 6 3 2 陈安国 矿井热害产生的原因 危害及防治措施 J 中国安 全科学学报 2 0 0 4 4 3 6 3 张书生 赵楼煤矿高温热害防治研究与实践 J 煤炭学报 2 0 1 1 3 6 1 01 1 o 4 3 结论 作者简介 井下制