2022年红四降温措施简要说明书 .pdf

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1、1 / 32 第一章概述第一节矿井简况一、位置与交通红墩 子 矿 区 红 四 矿 井 及 选 煤 厂 隶 属宁 夏 宝 丰 能 源 集 团 有限 公司。红四井田位于位于宁夏回族自治区银川市东北部，行政隶属银川市兴庆区管辖，西南距银川市约30km，东距内蒙古自治区鄂托克前旗约 70km，西南距临河镇约20km。北）京 西）藏和银川）青 岛）高速公路从本区西南经过，在 临 河 设有 出 站 口， 陶 乐 ）横 城 ） 公 路从 本 区 西部 穿 过 ，向 西45km可到包兰铁路的银川火车站，向南15km可到银川河东国际机场，交通较为便利。二、地形与气候本井田地处毛乌素沙漠西南缘，属侵蚀性丘陵地貌，

2、地形高低起伏，局部平缓地段有沙丘分布，地面海拔一般+1105+1280m左右，总体地势为东高、西低，北高南低。黄河由南向北流经井田西侧约4km ），井田及附近冲沟比较发育。本井田所在地属中温带半干旱大陆性季风气候，冬季寒冷，夏季酷热，昼夜温差悬殊。四、地震烈度根据建筑抗震设计规范中附录A的有关规定，本矿井所在地抗震设防烈度为8 度，设计基本地震加速度值为0.20g。第二节矿井设计简况一、井田范围红四井田北以第13勘探线为界，与红三井田相邻，南部以批准的坐标连线为界，与红二井田相邻，东部以宁夏与内蒙古省界为界，西部以10 煤层隐伏露头为界。井田南北长约6.0km，东西宽精选学习资料 - - -

3、- - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 32 页2 / 32 约 4.5 5.5km，面积约为28.9km2。二、矿井生产能力及服务年限矿井生产能力按2.4Mt/a，矿井计算服务年限为64.1a，其中 0m 以浅 53.8a。三、矿井瓦斯暂按煤与瓦斯突出矿井设计。四、矿井开拓方式本报告推荐井田采用立井、主要石门、分组大巷开拓方式。五、井筒本矿井工业场地内设主井、副井和回风井计3 个立井井筒。回风井井筒净直径6.0m，井口绝对标高为+1232.0m，井筒深度为947.0m。井筒内已经预留敷设降温管2 趟。六、采掘面貌矿井移交时布置2 个 8 煤层综采工作面

4、，投产后第2 年达到设计生产能力，第3 年打开 9-1煤层，实行厚、薄煤层搭配开采，由1 个 9-1煤层综采面和1 个 8 煤层综采面共同保障矿井产量。矿井投产后第9 年打开下山采区，实现上、下山同采格局。矿井始终保持 2 个工作面生产，保证矿井产量的稳定。七、矿井通风系统及通风方式根据矿井开拓布置，在矿井工业场地内设主井D5.5m）、副井D7.0m）和回风井D6.0m）计 3 个井筒，其中主井、副井进风，回风井回风，矿井通风系统为中央并列式。通风方式采用全负压抽出式机械通风。采煤工作面采取后退式回采，通风方式为全负压“ U”型通风；掘进工作面采用机械压入式通风。矿井投产时风量185m3/s

5、，通风困难时期风量为248m3/s 。八、矿井热害现状1 矿区气温本矿井所在地属中温带半干旱大陆性季风气候，冬季严寒，夏精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 32 页3 / 32 季酷热，昼夜温差悬殊，年平均气温10.0 ，最高气温36.0 ，最低气温 -21.2。由于夏季地面气温较高，直接导致井下风流温度升高。2 地温本矿区恒温带深度65m ，恒温带温度13.84，平均地温梯度 2.93 /hm；高温区几乎存在于整个井田，各煤层既存在一级高温区又存在二级高温区，矿井热害较严重。3 矿井气温预计预计 矿 井 投 产时 回 采

6、工作 面 末 端 夏季 极 端 气 温 为31.6 37.3 ，掘进工作面迎头夏季极端气温为32.6 38.7 ，需核准。九、 降温系统服务范围结合矿 井的 生 产 及开拓 简况 ， 降温 系统 分三 期 ，一 期为19年，服务于西一810）采区2 个面 6 个头；二期为10 年开始，服务于西一810）采区及西一下25 ）采区共2 面 6 个头；三期为在西一、西一下2 个工作面基础上，净增东一25 ）一个综采面，矿井产量达到4.0 Mt/a后。第三节编制依据主要编制依据 1）红墩子矿区红四矿井及选煤厂可行性研究报告。2 ）煤矿安全规程。3 ）煤矿井下热害防治设计规范。4 ）.红四矿井提供的设计

7、基础资料。第四节矿井降温的必要性近年来，随着中国国内深部井的不断开采，井下热害对生产的影响也在不断增加，矿井集中降温设备也相继被采用。本矿井开采强度较大，井下采、掘、运等各生产环节机械化程精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 32 页4 / 32 度较高，机电设备的装机容量较大，且一水平开采时已进入二级高温区。根据本井田的热害特点，仅仅从开拓开方面采取热害防治措施，还难以解决本矿井的热害问题，采掘工作面气温仍然较高。一、井下降温是安全生产的需要井下高温对工人劳动效率和人身健康有极大影响，环境温度的升高 ， 工人 生 产 效率

8、明 显 下降 。 据前 苏 联调查 资 料 ，以 井 下 气温26 为基准，气温每升高1 ，劳动生产率下降6 8% ；南非高温金矿，当井下气温高于30 ，相对湿度大于90% 时，作业人员中开始出现中暑现象；原西德高温矿井，在气温高于28 ，相对湿度大于90% 的高温高湿环境中，作业人员的心情易于烦躁不安，注意力不集中，反应能力差，事故发生率增加约20% ，因此井下降温是安全生产的需要。二、井下降温是确保矿井生产的必要条件根据煤矿安全规程第一百零二条规定：生产矿井采掘工作面空气温度不得超过26 ，机电设备硐室的空气温度不得超过30 ；当空气温度超过时，必须缩短超温地点工作人员的工作时间，并给予高

9、温保健待遇。采掘工作面的空气温度超过30 ，机电设备硐室的空气温度超过34 时，必须停止作业。新建、改扩建矿井设计时必须进行矿井风温预测计算，超温地点必须有制冷降温设计，配齐降温设施。红四矿井开采深度达950m以上，井下岩温高达41.8 。因此，井下降温是保障井下安全生产的必要条件。因此，实施井下降温是确保红四矿井生产的必要条件。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 32 页5 / 32 第二章井下降温冷负荷分析第一节矿井热环境分析影响本矿井热环境的因素较多，分析归纳认为主要有以下几个方面。一、地面大气环境本井田所在地属中温带

10、半干旱大陆性季风气候，冬季寒冷，夏季酷热，昼夜温差悬殊。由于夏季地面入风温度较高，从而导致井下高温；同时，地面大气温度季节性变化，同样也影响到井下风温的季节性变化。二、矿井生产环境矿井正常生产而形成的特定环境因素较多，如机电设备运转时放热，运输中的煤矸放热，矿井通风风流的压缩热以及煤体暴露后的氧化放热等，都将对矿井风流热交换产生重要影响。1 机电设备散热本矿井设计机械化程度高，开采强度较大，生产过程中机电设备运转时产生的热量对井下热环境具有直接的影响。2 氧化散热矿井生产中煤和含煤、含碳、含硫等有机物质的氧化放热，是使局部气温升高的热源。3 其它热源运输中的煤矸放热、人身散热及其它局部热源，也

11、会引起矿井风流温升。4 风流压缩热本矿井开采深度大，一水平开采深度达950m，风流自然压缩精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 32 页6 / 32 使风流温升较大。综上所述，导致本矿井热害的主要环境因素有：地质构造、地面大气条件、井巷围岩放热、机电设备运转时放热、运输中的煤矸放热及其它局部热源、风流压缩热等。第二节综合防治对策鉴于影响本矿井热环境的因素较多，热源散热量大，在矿井设计中，已采取或考虑了一些综合防治对策。1 、选择合理的采煤方法回采工作面采用后退式回采，“U ”型通风，以减少采空区遗煤的氧化散热。2 、 合理 增

12、 大 采掘 工 作 面 风量 ， 把 井巷 风 速 控 制在 允 许 范围内， 尽 量缩 小 风 流与 井 巷 围岩 的 交换 面 积，减 少 围 岩传 热 量 。同时，适当增大工作面风量，不仅能降低风流温度，而且能合理提高工作面风速，改善人体的散热条件。3 、煤岩巷施工时采取湿式掘进，以降低煤岩体温度。4 、采煤工作面结束后及时封闭采空区，抑制采空区的氧化散热。5 、合理组织生产，矿井所在地昼夜温差较大，早、晚、夜间气温相对较低，井下采用“四六”工作制，充分利用早、晚、夜间的凉爽气候条件安排生产。6 、井下主排水泵房、变电所等实行独立通风，以减少机电设备向进风流中的散热。第三节矿井井下冷负荷

13、计算一、矿井气温预测计算1. 计算方法精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 32 页7 / 32 预测 计 算 井下 风 流 的气 象 参 数是 高 温 矿井 热 害 防治 设 计 的前提。采取的降温措施是否合理、经济、有效，在很大程度上取决于矿井气温预测计算是否准确。因此，比较准确地预测出井下风流的气象参数是矿井热害防治设计的关键。根据目前国内矿井气温预测的现状，针对本矿井的具体特点，采掘工作面数目多，通风线路较长，影响气温变化的因素较多，而且多变，设计采用矿井气温预测计算软件对采掘工作面气象参数进行预测计算，对一些关键性的

14、参数，选取邻近生产矿井的观测分析值，以尽可能与实际吻合。矿井气温预测计算软件是煤炭系统采矿软件包开发工程之一，已通过原中国统配煤炭总公司的鉴定。该软件采用风量、温度和湿 度 联合 解 算 的方 法 ， 对采 掘 工作 面 的气象 参 数 进行 单 风 路预计，并按照井筒、巷道、回采工作面和掘进工作面，分别建立不同类型的计算模型。主要计算公式如下。+ +-273 式中： FH 、Yc 决定于井筒深度的函数； Hc换热因子； E、M1、M2计算系数； tA、tB井筒始、末端温度，。ZD井筒氧化放热量，kW ；G井筒质量风量，kg/h。2 ）巷道精选学习资料 - - - - - - - - - 名师

15、归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 32 页8 / 32 影响巷道风流温度变化的主要因素是围岩的散热，并考虑到水分蒸发对壁面温度的影响，引用了无因次系数Kt 。计算模型：干壁温度：Td=T+(Ty-T ） /(1+ d/kt）湿壁温度：Ts= 壁面温度：Tw b=Td+FoTs 巷道末端温度：TB =TA+含湿度： dB =d1+式中： Kt 无限岩体与巷道壁面间的不稳定热交换系数。W/mk ）；ds干燥、潮湿壁面的放热系数，W/mK ）； Fo巷道壁面潮湿系数。3 ）回采工作面回采工作面热交换因数比较多，且很复杂，其末端气温按照下式确定：TB=式中： CtFj工作面温度系数；

16、 Zm煤体运输时的放热量，kW ； G工作面质量风量，kg/h。 掘进工作面为独头通风巷道，风筒出口风流与新掘露的围岩面强烈地进行热交换；掘进巷道中有进风流和返回风流，风筒也参与热交换。计算模型：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 32 页9 / 32 局扇出口风流气温：TF +=TA+风筒出口风流气温：Tc=掘进工作面迎头气温：TB=式中： Ck、Nn 、M 计算系数； Pf局扇工作压力，mmH2O ； kt工作面近区壁面不稳定换热系数，W/(mK ； F3工作面近区表面面积，m2。计算过程借助计算机进行迭代解算，精度要求

17、小于0.1 。2. 基础参数的确定1 ）地面大气参数根据银川气象台站连续10年气象观测资料统计，银川气象台站与本矿井进风井口标高差很小，本计算直接引用气象站观测数据作为进风井口风流参数。以4月份实测平均值作为年平均气象参数，以7 月份实测平均值作为最高月平均气象参数，以7 月份与4月份气温实测平均值的差值作为年气温变化波幅。2 ）地温参数本次勘探施测的43 个钻孔中，简易测温钻孔33 个，近似稳态测温钻孔2 个；以往红墩子煤炭资源详查施测近似稳态测温钻孔1个。本次简易测温和近似稳态测温均采用点测法进行测量，按照实测近似稳态测温钻孔的测量成果，列表计算并对比确定得出 恒 温带 的 深 度为65m

18、 ，温 度 为 13.84 。 详 细地 温 参 数见红墩子矿区红四井田煤炭资源勘探报告 。3 ）井巷围岩热物理参数根据本矿井各类岩石所属的地质系统或地质年代，参照有关资精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 32 页10 / 32 料中 提 供的 参 数 选取 。 各 类岩 、 煤容 重 采用地 质 报 告中 提 供 的参数。4 ）井巷风流与热源湿交换等其它基础参数根据矿井开拓方式平面图，采区巷道布置平、剖面图和通风系统图确定预测风路，按照井巷特点、岩性、支护形式和风量进行分段划分，并按照软件使用要求，进行数据的采集、整理和计

19、算。3. 气温预测计算结果由于本矿井井筒深，地温高，采、掘、运机电设备散热量大，尽管在矿井设计中采取了一些热害综合防治对策，避免和减少了一部分热源向风流中散热，但采掘工作面气温仍较高。根据矿井气温预测计算软件测算，预计矿井投产时回采工作面末端夏季极端气 温 为31.6 37.3 ， 掘 进 工 作 面 迎 头 夏 季 极 端 气 温 为32.6 38.7 ， 均超过 煤矿安全规程第一百零二条规定。故本矿井还必须采取机械降温措施治理热害。二、工作面需冷量计算采掘工作面需冷量计算公式QGi1i2）的局部通风机同时向1 个掘进工作面供风。”工作面气温受地面气温、围岩温度等多种因素的影响。加大风量对降

20、低工作面气温的作用随着风量的增加而逐渐减弱。本矿井防精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 32 页12 / 32 治热害，已采取了综合防治措施。在煤矿安全规程允许的风速下回 采 工作 面 设计 最大 供风 量达45m3/s ， 掘进 工作面 供 风量达10 20m3/s 。故继续增大采、掘工作面通风量潜力有限。因此，采掘工作面必须采用机械制冷降温措施。三、实施集中降温的可行性改善井下工人的工作环境，为井下工人提供一个舒适的工作环境是国家政策导向，符合“以人为本”的发展理念。随着科学技术的发展，矿井降温技术的发展也在逐渐成熟。

21、早在 20世纪20年代初，南非、巴西等国的金矿开采，已深入到1000m以下，由于地温高等原因，出现了矿井热害，从而开始了制冷降温工作。据文献记载，1920年，在巴西的Morro Velho金 矿 建 立 了 世 界 上 第 一 个 矿 井 制 冷 降 温 系 统 。 该 矿 采 深 为2000m，岩温50，在地面建立了制冷量为1.74MW的集中制冷站。此后，1924年，在德国的Radbod煤矿建立了井下集中制冷 降 温 系 统 制 冷 能 力 为5.8MW） ， 采 深 为968m， 岩 温 为44。但是，直到70年代中期，大规模地采取制冷降温措施只有南 非 金 矿。 70年 代 中期 以 后

22、 ， 矿井 降 温 工作 的 发 展异 常 迅 速，1975年以来，德国、俄罗斯、乌克兰、英国、比利时以及印度等国，仅大型制冷降温系统就建立了近百个。我国矿井降温工作开始于20世纪50年代初期。抚顺矿区是我国最早开展矿井降温工作的矿区。1954年煤科总院抚顺分院在抚顺矿区展开了井田地温观测，水风扇热交换参数测试等工作，此后，在抚顺、淮南、平顶山、合山、北票、丰城以及新汶等矿区的密切配合下，进行了长期的、系统的矿区热环境观测研究和矿井综合降温技术实验，为我国矿井降温技术的发展打下了良好的基础，初步建立了适合我国矿井特点的矿井热交换理论体系和矿井热力状况预测方法。淮南 矿 区 是我 国 最 早实

23、施 矿井 制 冷 降 温的 矿 区 ，早 在1964精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 32 页13 / 32 年，淮南矿务局与抚顺煤科分院合作，在九龙岗矿开展了综合降温技 术 研 究 。 开 始 引 进 了一 台 苏 联 制造 的4F10冷 冻 机 制 冷 量58kW），进行了局部降温实验。并在此基础上，由抚顺煤科分院牵头，中科院长沙矿冶研究所，核工业部衡阳设计院，冶金部铜陵铜 矿 参 加 ，共 同 研 制 了JKT-20型 矿 用 移 动 式 空 调 器 制 冷量70kW）。 1979年，抚顺煤科分院在平顶山矿务局的协

24、助下，研制出了 JKT-70型矿用移动式冷水机组，且冰输送到井下还需要加水溶解，冷量损耗较大，制冷效率低，水消耗量较大，输送过程不安全。设计不推荐此种制冷方案。集中式制冷降温系统按照布置和组合方式不同，主要有地面集中制冷系统、井下集中制冷系统和地面与井下联合集中制冷系统三种形式。根据矿井的具体特点，结合国内矿井降温技术现状及应用情况，本设计对地面、井下两种集中制冷系统进行了技术分析。第二节制冷系统规模及需冷量配置结合矿 井的 生 产及 开 拓 简况 ， 降温 系 统 分三 期 ， 一 期为19年，服务于西一810）采区2 个面 6 个头 皆为上山），；二期为 10 年开始，服务于西一810）采

25、区及西一下25 ）采区共2面 6 个头，需冷量为6303 kW ；三期为在西一、西一下2 个工作面基础上，净增东一25 ）一个综采面有上山、下山），矿井产量达到 4.0 Mt/a后，此时井下需冷量将达到11200 kW。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 32 页15 / 32 红四 矿 井 一 、 二 、 三 期 采 、 掘 工 作面 需 、 配冷 量 见 表3-2-12 。开采前后期两种降温方式配置表见表3-2-3。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，

26、共 32 页16 / 32 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 32 页17 / 32 表 3-2-3 开采前期开采后期需冷量kW ）配冷量kW ）装机容量kW ）需冷量kW ）装机容量kW ）装机容量kW ）地面式降温6303 9833 10800 11200 14000 14400 三台 YKK5K4K1DAG +1 台 YKK5K4K1DAG 井下式降温6303 9076 9900 11200 13500 13980 三台 KM3000 +2 台 KM2000 第三节方案分析与对比针对红四矿自身特点，做地面集中与井下

27、集中两种降温系统方案。一、地面集中式制冷降温系统方案：1 、概述主要由地面制冷机组、冷却水系统、冷冻水系统、补水定压系统、水处理系统、输冷管道、末端空冷器、供配电系统、自动控制精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页，共 32 页18 / 32 系统等组成。1 ）冷却水系统由冷却塔集水槽流出的低温冷却水经冷却水循环泵升压，通过输水管进入制冷机冷凝器进水口，高压冷却水吸收制冷剂的冷凝热后温度升高，然后通过管道输送到冷却塔布水器自上而下与从下而上的空气流进行热交换温度降低，降温后的冷却水下落到冷却水池最后自流返回到冷却水循环泵吸入口，形

28、成冷却水系统。2 ）冷冻水系统由制冷机组蒸发器侧出来的低温冷水一次侧载冷剂）用隔热管道经回风井送至设在+280m水平车场内的高低压换热器中，与低压热水 二次侧载冷剂）进行热交换后再返回至地面制冷机蒸发器中，形成一次侧闭路循环。在高低压换热器中，与一次侧高压低温冷水进行热交换后的二次侧低压冷水，由泵升压经隔热输冷管道送至采、掘工作面的空冷器中，与风流进行间接交换后，返回至高低压换热器中，形成二次侧闭路循环，组成整个冷冻水系统。冷却水系统和冷冻水系统回路中所损失的水量，将由补水定压装置自动补充，水源来自水处理系统。为使制冷机的工作保持在一个较好的工况，所提供的水质必须是符合制冷机组自身的要求，因此

29、必须对矿井水水质进行化验分析，在此基础上确定合理的水处理系统。以上水系统具体详见附图。本方案的供配电系统分为井上和井下两部分，为了便于实现井上下设备的数据上传、监测和监控，在地面冷却机房设有集中监测监控系统。2 、系统方案主要技术特征1 ）井上一次侧冷冻系统和井下二次侧冷冻系统的主干管均按后期最大负荷统一进行考虑。2 ）地面制冷机组采用离心式电制冷机组，单元制式布置。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页，共 32 页19 / 32 3 ）地面制冷机房及井下降温硐室的尺寸均为后期工程统一考虑 了 预 留 位 置 。 其 中 地 面

30、 制 冷 机 房 的 尺 寸 约 为 长 宽 高 ）48.5m 19.5m 8.0m， 井 下 降 温硐 室 的 尺寸 约 为 长 宽高） 100m5.5m 6.0m 。4 ）井上一次侧冷冻系统采用定流量方式运行；各制冷单元一次冷冻水系统采用定流量方式运行，负荷调节为质调节。5 ）井下冷冻水的高低压转换装置方式采用国产高压换热器。6 ）井下二次侧冷冻系统采用定流量方式运行。主要由高压换热器、二次冷冻管道、过滤站、二次循环水泵、补水定压装置、末端空冷器及相应的阀门仪表等组成。7 ）二期降温点上山、下山高差较大，井下冷冻水管采用分区布置以解决管路承受高压问题，一台换热器对应上山降温点，另一台对应下

31、山降温点，三期时当东一煤块打开，从+0往-300开采时单独建立小的高低压转换硐室。3 、地面制冷主机设备制冷站供回水温度为3 /18 ，设计由离心式电 制冷机组实现。离心式制冷机组，将冷媒水由18 降至3 ， 单台 制冷量为3600kW。本设计考虑一台离心式制冷机组组成一个制冷单元，矿井投产时一、二期建设三个制冷单元，三期增加一个制冷单元。该系统冷冻水总流量一、二期为690t/h，三期为928t/h。一、二期工程正常运行时三台离心式制冷机组满负荷运行，制冷量为 10800kW，可满足前期工程9833kW的供冷需求。制冷 单 元 可根 据 冷 媒水 回 水 温度 ， 自 动调 节 制 冷机 的

32、制冷 负荷，从而控制制冷机组的起停。选用的制冷主机主要参数如下：表 3-3-1 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页，共 32 页20 / 32 离心式冷水机组YKK5K4K1DAG 制冷量： 3600KW电功率： 800KW； U=10kV 冷冻水进出水温度：18/3冷媒水流量：232m3/h 冷却水进出水温度：31/26冷却水流量：789m3/h 安装台数：3 台地面制冷系统流程为：一次冷冻回水离心式电制冷机一次冷冻水循环泵一次冷冻供水。3 、井下高低压转换站主要设备选用的换热器主要参数如下表 3-3-2 其系统流程为：高压

33、换热器输冷供水管空冷器输冷回水管过滤站二次循环水泵高压换热器。4 、末端设备井下降温末端设备主要由空冷器、过滤器、仪表阀门、配电、控制设备等组成。其中空冷器分为掘进工作面和回采工作面空冷器两种。按空冷器布置的形式又可分为落地式和悬挂式。结合目前实际使用情况，本设计推荐采用落地式布置。根据井下二次冷冻系统的布置要求，考虑到设备的互换性，本设计统一选用制冷功率分别为400kW和 300kW两种规格的空冷器。二、井下集中式制冷降温系统方案：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页，共 32 页21 / 32 1. 系统方案主要技术特征井下

34、集中式制冷系统主要由制冷机组、冷却水循环系统、冷冻水循环系统、空冷器及电控系统等组成。由制冷机出来的冷冻水进出水温度为18 /3 ，冷却水的进出水温度为32 /41；冷却水循环和冷冻水循环回路中所损失的水量，将用软化水自动补充。1 ）冷却水循环冷却塔出来的32 C 冷却水经冷却水泵，通过中央回风井降温供水管输送到井下，接至制冷机组冷凝器的进水侧，冷却水吸收制冷剂的冷凝热后温度将上升至41 C 左右，再由回风井内降温回水管返回地面冷却塔进行冷却，形成冷却水循环。2 ）冷冻水循环制冷机组蒸发器侧出来的3 C 冷冻水经输冷管送至末端空冷器，利用热交换与采、掘工作面的热空气进行热交换。其间所吸收的热量

35、将使水温上升至16.5 C左右，再由冷冻水循环泵使其返回制冷机组再冷，形成冷冻水循环。3 ）井下降温硐室分两期建成，矿井前期：上三台单机制冷量为 3300kW的制冷机组，预留两台位置，其中两台满负荷运行，另一台60% 工况运行；矿井后期：三台冷量为3300kW的制冷机组+ 两台 冷量 为2040kW。前 后 期 均不 设 备 用， 机 组之 间并 联运行、进出口水温为18 /3 ；总制冷量可达13980kW。2. 井下降温硐室规模及其设备选型根据以上论述，井下降温硐室按一次设计,设备分两期建成：前期上三台单机制冷量为3300kW的制冷机组，预留两台位置 ， 最 大 制 冷 量 可 达9900k

36、W， 可 满 足 井 下 降 温 硐 室 前 期9076kW的供冷需要。后期增加两台单机制冷量为2040kW的冷水机组，最大总制冷量可达13980kW，可满足井下降温硐室后期13500kW的供冷需要。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 21 页，共 32 页22 / 32 井 下 降 温 硐 室 按 后 期 最 终 五 台 3台KM3000+2台KM2000）制冷机组整体考虑，硐室长约155m，宽5.5m，高5.25m。本方案所选制冷机型的主要技术参数如下：表 3-3-3 额定制冷量单台）3300 kW 冷冻水入口温度18C冷冻水出口温

37、度3C额定流量 单台）190 m3/h冷却介质水制冷剂R22 油泵额定功率11 kW, 660V 制冷量调节范围单台）10 100% 运行方式并联运行表 3-3-4 额定制冷量单台）2040 kW 冷冻水入口温度1 8C冷冻水出口温度3C额定流量 单台）124 m3/h冷却介质水制冷剂R22 制冷量调节范围 井 下 要开 凿 的硐 室 较小 ， 少约55M 。(2 制 冷 机组 冷 凝热 排 放简 易 ，直 接 放地面；(3 制 冷 机组 不 需要 承 受高压；冷 冻水 通过 长管 路在 井筒 内输送冷 量损 耗大。(2井 筒中 敷设 的冷 冻水 管路 需保冷。(3有 高压 冷精选学习资料 -

38、 - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 23 页，共 32 页24 / 32 无 需 完全 依 赖进 口 ，总 投 资大 大 减少 国产 设 备约 350万/台 ， 进口约1500万/台）。 地 面部 分占 地面 积较大。 冷冻 水 在井 下 循环 , 系统 供 冷管道短 , 冷损 小 ,制 冷 效率高。(2 系统简单 , 装机 容 量相 对 较小。(3 无高 压 冷冻 水 系统。(4 井筒 中 敷设 的 冷却 水 管(1井 下要 开凿 大断 面的 硐室。(2制 冷设 备要 有防爆 、防 腐要求。(3制 冷机 组冷 凝热 排放 困难 ，需 大精选学习资料

39、- - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 25 页，共 32 页26 / 32 路 不 需保温。(5地面 部 分占 地 面积小。管径 、长 管路 输送 到地面；(3井 下制 冷机 组冷 凝器 侧要 承受 高压对 设备 性能 要求高 ，目 前只 能进口 ，总 投资 很大。两种降温系统前期）运行耗电成本对比见表3-3-6 综上，本着制冷降温系统技术可靠、机组安装及维修、管理较为方便，机组制冷效率高、运行安全可靠、冷凝热就地采用冷却塔排放，方便、简单、造价低等原则，设计推荐地面集中降温系统方案。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 -

40、- - - - - -第 26 页，共 32 页27 / 32 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 27 页，共 32 页28 / 32 第四节我院深井集中降温业绩近年来，随着国内深部井的不断开采，井下热害对生产的影响随之增加，矿井集中降温设备也不断被采用，但在矿井集中降温技术方面都还处于起步阶段。结合我院在近几年的建井高潮中，设计的新建矿井大多都在800m以下，均较为普遍的出现了井下热害问题，故我院在国内深部井的井下热害治理方面，特别是在深井降精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第

41、 28 页，共 32 页29 / 32 温方面起步相对较早，如上所述的所有降温形式均有设计或总承包业绩。针对每个矿井的不同热害情况，我院精心组织、深入现场、量身设计，现大多均已在国内率先实施使用，且运行效果均较好。其中：1 、井下局部移动式降温系统：皖北煤电集团任楼煤矿2套）和山东济宁矿业集团霄云煤矿1 套）。2 、井下集中式制冷降温系统：淮南矿业集团顾桥煤矿前期总制冷量为6MW ）、山东菏泽能化股份有限公司赵楼煤矿前期总制冷量为6.6MW）、山东丰源煤电股份有限公司北徐楼煤矿前期总制 冷 量 为2.6MW） 、 山 东 鲁 能 集 团郭 屯 煤 矿 前 期 总 制 冷 量为6.6MW） ；

42、山 东 新 汶 矿 业 集 团 龙 固 煤 矿 前 期 总 制 冷 量 为6.6MW）。3 、地面集中式电制冷降温系统地面纯电制冷机组+井下高低压 换 热 器 形 式 的 有 ： 国 投 新 集 刘 庄 煤 矿 前 期 总 制 冷 量 为5.5MW）。4 、地面集中式热电冷联供）制冷降温系统地面瓦斯利用余热和电制冷机组联合制冷+井下高低压换热器形式的有：淮沪煤电公司丁集煤矿总制冷量为21MW ）、淮南矿业集团潘一煤矿总制冷量为6.6MW）和朱集煤矿总制冷量为21MW ）。第四章投资估算第一节工程简况及投资本次红四降温方案分井下集中及地面集中二种方案，总制冷规精选学习资料 - - - - - -

43、 - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 29 页，共 32 页30 / 32 模为 11.2MW，分前后期实施。两种方案的费用包括：土建部分(地面机房）、采矿部分井下硐室）、设备购置费、安装工程部分。一、二期井下集中降温总造价为：17362.71万元一、二期地面集中降温总造价为：13816.54万元三期井下集中降温总造价为：22702.79万元三期地面集中降温总造价为：16893.61万元可见， 地面集中降温系统总造价低于一期井下集中降温系统。第二节编制依据一、编制依据一）、本估算编制执行煤规字2000）第48号文煤炭建设工程造价费用定额及造价管理有关规定。二）、概算指标1

44、、井巷工程：执行2000年国家煤炭工业局颁发的煤炭建设井巷工程概算定额99统一基价）、煤炭建设井巷工程辅助费综合预算定额99统一基价）。 2 、土建工程：执行国家煤炭工业局2001年颁发的煤炭建设地面建筑工程概算指标。 3 、安装工程：执行国家煤炭工业局2001年颁发的煤炭建设机电安装工程概算指标。 4 、其他费用：执行煤规字2000）第 48号文煤炭工程建设其他费用指标。三）、设备及材料价格1 、设 备 价 格： 主 要 设备 采 用 询 价 ， 以 及 国 家煤 炭 工 业局 煤炭工业常用设备价格汇编1999年版）、中国建设工程造价协会工程建设全国机电设备2006年价格汇编。 2 、材料价

45、格：主要材料、管材采用市场询价及2007市场精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 30 页，共 32 页31 / 32 信息价等四）其它 1 、价差调整系数：执行中国煤炭建设协会字2006第 039号文。 2 、本投资概算书编制基价年度为2007年。2.7 降温系统的确定2.7.1 降温系统的分类机械制冷降温系统按服务对象和范围，分为集中式和分散式两种；其中集中式按制冷站布置形式又可分为井上集中和井下集中两精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 31 页，共 32 页32 / 32 种

46、。若采 用 分 散式 局 部 制冷 降 温 ，则 小 型 硐室 多 ， 制冷 设 备 、供水、供电系统分散，管理复杂，冷凝热的排放问题较多，但其布置灵活，可根据负荷需要进行调节，无需引入水管。若采用井下回风流排放，一是回风流温度较高；二是回风流较脏，冷却水易污染；三是冷凝热太大，回风流排放难度大。若采 用 水 沟排 放 ， 冷却 水 为 一次 性 冷 却， 冷 却 水消 耗 量 大，供、排水费用高，而且部分热湿又随风流带回到工作面，降温效果差。另外，从邻近生产矿井的使用情况看，移动式局部制冷机制冷量较小，有其使用的局限性，很难满足整个矿井的降温需要。本矿井开采深度大，超温工作面数目多，分布较广，需冷量大，宜优先采用集中式，而顾桥矿目前实际情况是：井筒中已没有安装保温冷冻水管的位置，没有可利用的瓦斯气源，热电冷联供条件还不具备，无法实现井下降温的需要，冷冻水管通过钻孔下井短期内无法实现，很难实现矿井机械制冷降温的需要。井下热害已经比较严重，已影响到生产，矿井井下降温迫在眉睫。通过与建设方的多次沟通，确定前期考虑采用井下集中降温系统，后期将根据保温管能否钻孔下井确定最终的集中降温形式。至于分散式局部制冷降温形式可根据井下实际情况选择采用。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 32 页，共 32 页