探究深部礦井高溫熱害防治措施

叱超 張林江 崗戰(zhàn)偉

摘要：為降低深部礦井高溫熱害對礦工身體健康水平形成的危害性，推動狂下施工作業(yè)安全、有效運行進程，文章在解析深部礦井高溫熱害定義及成因的基礎上，有針對性的提出幾點防治措施。且大量的工程實踐表明，若能聯(lián)合應用兩種防護措施，能進一步優(yōu)化對礦井高溫熱害防治效果。

關鍵詞：深部礦井；高溫熱害；成因分析；防治措施

我國國土遼闊、地大物博，是一個礦產(chǎn)資源生產(chǎn)消費大國，社會經(jīng)濟的發(fā)展對礦產(chǎn)資源表現(xiàn)出較高的依賴性，但當下已探明的礦產(chǎn)資源難以迎合各個行業(yè)對礦產(chǎn)資源的需求量，且埋藏較淺處的礦產(chǎn)資源日益枯竭，在這樣的生產(chǎn)狀態(tài)下，加強深埋礦井的建設，毫無疑問的成為了我國煤礦行業(yè)未來發(fā)展的重點與突破點。高溫熱害是深井建設與開采作業(yè)中的常見問題之一，其一方面對礦工人員生命安全構成威脅，另一方面也影響礦井生產(chǎn)作業(yè)效率?；诖?，本文筆者結合實踐對相關防治措施作出探究與分析。

1深部開采高溫熱害分析

在井巷掘進施工過程中，一般情況下應用局部通風法能實現(xiàn)改善井下氣候條件的目標，但是該種方法在深度較淺、巖石溫度較低的礦井作業(yè)中體現(xiàn)出良好的降溫效能，但不適用于深度大（地下1000m）、巖石溫度過高（大于350℃）、巷道距離長（大于2000m）的獨頭掘進工作環(huán)境中，且局部通風法難以實現(xiàn)預設的降溫目標，究其原因，主要有：①在軸流風機設施運轉期間，新鮮的貫穿氣流難以被順利的整合至工作面上；②膠質軟風筒通風阻力偏大、隔熱性能較低，造成抵達作業(yè)面的風量較小、風速偏低、風溫較高；③在地下井巷中，軸流風機的噪音和回音較大，可能會影響礦工作業(yè)情緒狀態(tài)，部分情況下礦工可能擅自關掉風機的情況，為應對以上情況，部分煤礦開采單位通常會應用以釋放作為動力源的壓縮空氣，以同步降低礦井下環(huán)境的溫度、濕度。但是以上措施在應用后，降溫降濕效果不顯著，節(jié)流降溫溫差偏低，難以實現(xiàn)有效降溫的目標；且在壓縮空氣大量釋放的過程中很可能會造成作業(yè)氣源不能得到有效保障，此時深部礦井作業(yè)成本明顯上升，對狂下開采作業(yè)進度形成明顯影響。

2深部礦井高溫熱害防治的主要措施

2.1個體特種防護

該種防治措施通常被應用在高溫熱害程度偏低、采礦地點分散的井下高溫作業(yè)環(huán)境中，其功能是維持機體內環(huán)境的相對平衡性。個體防護服是個體防護的常用形式，其能實現(xiàn)對體表溫度的有效降低，進而為礦下分散作業(yè)創(chuàng)造便利條件。

2.1.1傳統(tǒng)個體防護服

本文以柳源等人設計開發(fā)的礦井熱害氣冷式個體防護服為實例進行分析，該種防護服服裝樣式是背心式，起到降溫作用的是是一套由渦旋管制冷器及服裝內部按照一定規(guī)律部署的微孔塑料軟管襯層。在外界將7～8Pa的壓縮空氣輸注進渦旋管制冷器以后，能夠形成約為10℃的冷空氣以及高于環(huán)境溫度的熱空氣。冷空氣整合至服裝的微型孔細塑料軟管后能均勻分布，且在防護服里形成滿足礦工礦下生產(chǎn)作業(yè)需求的的內環(huán)境，熱空氣經(jīng)由消音器會征途排放至周邊空氣內。

2. 1.2新型特種防護服

當下，棉纖維是煤礦工作服制作過程中常用的一類，其在吸濕性、舒適度等方面占據(jù)優(yōu)勢，當?shù)V工生產(chǎn)作業(yè)中汗液分泌量較大時，棉纖維會吸濕膨脹，水分發(fā)散速度遲緩，進而為礦工營造一種冷濕感固。新型特種防護服在生產(chǎn)加工期間選用了吸濕排汗纖維，防護服織物應用的是具備吸濕排汗快速功能的紗線—Coolplus短纖紗線，該材料應用專門研發(fā)的異形導濕纖維，在其異形斷面的支撐下于縱向形成的特殊溝槽產(chǎn)生超強的毛細虹吸現(xiàn)象，進而提升對機體汗液、傳輸團的吸收效率。

2.2空調系統(tǒng)降溫

2.2.1地面埋管式井下集中降溫原理

井下集中制冷降溫系統(tǒng)是空調系統(tǒng)中的主要構成，其制冷原理課作出如下表述：先采用制冷機組制得冰冷凍水，繼而用冷水作為冷媒介病整合到井下生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境中，借此方式實現(xiàn)降低礦井溫度的目標，該系統(tǒng)的制冷效果相對較高。例如，某煤礦企業(yè)選用了利用打鉆孔法在某采區(qū)車場周邊進行兩個鉆孔、下兩趟冷卻水管的施工操作，冷凝熱經(jīng)由地面冷卻塔排放至外部環(huán)境中，同時還能在相同的采區(qū)車場周邊安置制冷降溫酮室，在地表上安設冷卻機房。系統(tǒng)原理見圖1。

2.2.2地面埋管式降溫模式優(yōu)勢分析

（1）獨立鉆孔通常被開設在某采區(qū)車場周邊，繼而下兩趟冷卻水管，水管內徑不受約束，進而迎合礦井需冷量的現(xiàn)實需求。

（2）可以結合深部礦井現(xiàn)實生產(chǎn)需求，按照主觀意愿設置鉆孔位置，繼而把井下降溫酮室安設在某采區(qū)車場周邊，以上措施能明顯降低冷凍水在運送過程中冷量損失率，因為井下制冷機組的能效比（COP≈4. 1～4.4）相對較高，故而系統(tǒng)運行成本會顯著降低。

（3）因為冷損率最小，末端空冷器設備供水溫度偏低，則課推測系統(tǒng)降溫效果優(yōu)良，且能，且能明顯降低深部礦井作業(yè)成本。

2.3加強礦井水位及各出水地點的監(jiān)控

在深部礦井開采過程中，聯(lián)合應用山東科大聯(lián)合設施，于礦井各水平水倉入口安設了水位自動監(jiān)測裝備，進而協(xié)助相關人員及時掌握與礦井下部出水相關的信息，且在井口安設了水位自動監(jiān)測報警系統(tǒng)，能實現(xiàn)對無線電波數(shù)據(jù)信息的實時傳導，并且經(jīng)由調度室推行24h監(jiān)控，進而及時發(fā)現(xiàn)水位瞬時降低等反常狀況，并及時通知停產(chǎn)撤人作業(yè)，夯實礦下安全生產(chǎn)作業(yè)進程。

2.4熱- 電- 乙二醇低溫制冷礦井降溫技術

最近幾年中，我國礦井開采深度不斷拓展拓展，促進了高地溫現(xiàn)象的生成過程，此時，井下熱害問題對礦下生產(chǎn)作業(yè)效率與安全性形成巨大阻礙。熱- 電- 乙二醇降溫技術該技術利用電廠余熱蒸汽，聯(lián)合應用溴化鋰吸收式冷水機組與螺桿乙二醇低溫技術去實現(xiàn)降溫目標，當下在國內部分煤礦生產(chǎn)作業(yè)中有一定應用。在該類技術的支撐下，一方面能優(yōu)化礦下生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境，保證生產(chǎn)全程的安全性，且在該礦熱電廠機組熱力支撐下，持續(xù)拓展了熱電廠的生存空間，推動煤礦企業(yè)在后續(xù)生產(chǎn)實踐中踐行循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展路線進程。有煤礦企業(yè)采用了該項降溫技術后，采煤工作面風溫平均由35℃降低至28℃，進而大幅度的改善了礦下生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境，明顯提升礦下生產(chǎn)作業(yè)效率。

3結束語

綜合全文，對深部礦井高溫熱害危害性與形成原因有更全面認知，同時掌握了幾點防治措施，分別是合理使用個體特種防護、安裝空調系統(tǒng)、加強加強礦井水位及各出水地點監(jiān)測及采用熱- 電- 乙二醇低溫制冷礦井降溫技術等。礦工在實際生產(chǎn)作業(yè)中，應樹立安全、高效生產(chǎn)的作業(yè)理念，合理應用降溫方法，以在保證自身健康水平的基礎上，提升作業(yè)效率，為煤礦企業(yè)發(fā)展貢獻力量。

參考文獻

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（作者單位：陜西正通煤業(yè)有限責任公司）