礦井空氣調節

礦井空氣調節是控制礦井空氣的溫度、濕度和風速，使其符合勞動安全和衛生要求的技術。礦井熱源散熱和水分蒸發，使空氣溫度和濕度增加。人在高溫高濕度環境長時間勞動，會中暑或患濕疹，嚴重時可能死亡。濕熱環境還會引起人體某種機能障礙，導致勞動生產率降低和事故率增加。礦井進風溫度過低，會使人感冒和進風井巷結冰造成事故。因此，對深熱礦井應採取空氣降溫調節措施，對寒冷地區的礦井則應採取冷空氣預熱措施。

基本介紹

• 中文名：礦井空氣調節
• 外文名：air conditioning in mine
• 學科：礦山工程
• 工作內容：降溫、預熱
• 設施：礦井空調系統
• 定義：控制礦井空氣溫度的技術

介紹

礦井空氣調節是改善礦內氣候條件的主要技術措施之一。其主要內容包括兩方面：一是對冬季寒冷地區，當井筒入風溫度低於2℃時，對井口空氣進行預熱；二是對高溫礦井用風地點進行風溫調節，以達到相關規定的標準。

空氣降溫措施

(1)加強通風。採用合理的通風系統，縮短通風路線，增大風量提高風速;對發熱量大的機電峒室實行獨立通風， 避免把熱量帶到採掘作業面;在人員集中的高溫作業面用引射器或局扇吹風，增加風速，改善人體散熱條件。

(2)減少熱源散熱。熱水型高溫礦井可覆蓋淋水巷道壁和水溝; 將熱水經迴風井巷引到地表;預先疏乾排水，以減少熱水的散熱量;深礦井應防止壓氣管路散熱使進風加溫。

(3)人工製冷降溫， 利用制冷機產生的冷源經空氣冷卻器降低礦內空氣溫度，降溫效果雖好，但技術複雜，費用昂貴。1920年巴西的莫羅·威爾赫(Morro Velho)金礦在地面安裝了第一台製冷量為1768kW的氨制冷機， 用於降低礦井總進風流的溫度。20世紀50年代以後，礦用制冷機數量增加，大部分安裝於井下。南非金礦人工製冷降溫的規模最大， 1971年17個礦井的總製冷量達16.8萬kW。西德也有較多煤礦採用人工製冷降溫，1978年魯爾礦區有56個採掘作業面用人工製冷，平均每個作業面的製冷量為700kW。1965年中國淮南九龍崗煤礦進行了噴霧式人工製冷降溫實驗。至1979年中國已有8個礦井套用了人工製冷降溫技術。人工製冷降溫系統由制冷機、空氣冷卻器和冷卻水塔三部分組成。制冷機產生的冷源通過冷媒經管道送入空氣冷卻器， 用於冷卻空氣。冷媒在制冷機和空氣冷卻器之間循環。制冷機產生的熱量由冷卻水帶走， 經冷卻水塔噴淋散熱後送回制冷機循環使用。礦用制冷機多為蒸氣壓縮式，常用的製冷劑為氟利昂。

空氣預熱措施

加熱進入礦井的冷空氣， 防止井筒結冰有兩種方法。

(1)鍋爐預熱，利用鍋爐產生的蒸汽或熱水，通過空氣加熱器將熱量傳給冷空氣，提高氣溫。通常，被加熱的空氣量為總進風量的15%～40%，加熱後的空氣溫度為40～70℃，加熱後的空氣與冷空氣混合後送入井下空氣的溫度應保持在2℃以上。

(2)地溫預熱，利用地層的調溫作用加熱礦井的進風流。地面冷空氣進入井巷後與周圍岩體發生熱交換， 使空氣溫度逐漸升高。當岩體暴露面積較大，散熱的熱量足以使氣溫上升到2℃以上時，便可利用地溫預熱冷空氣。預熱後的空氣部分送入井下， 部分由提升井排出以防止井筒結冰。預熱巷道多利用廢舊井巷或採空區。預熱巷道內不應產生粉塵、有毒有害氣體及放射性物質。根據礦井主扇的能力和自然風壓狀況， 空氣預熱系統應設定專用扇風機。地溫預熱方法在中國東北金屬礦山廣泛套用， 具有節省能源， 減少污染和易於管理等優點。

礦井空氣調節系統

礦井空調系統的基本類型

目前國內外常見的冷凍水供冷、空冷器冷卻風流的礦井集中空調系統的基本結構模式如圖1所示。它是由製冷、輸冷、傳冷和排熱四個環節所組成。由這四個環節的不同組合，便構成了不同的礦井空調系統。

礦空調系統設計的依據

礦井空調系統設計的主要依據是行業法規（如《煤礦安全規程》等）和上級主管部門的書面批示。此外還必須收集下列資料或數據：

(1)礦區常年氣候條件，如地表大氣的月平均溫度、月平均相對濕度和大氣壓力等；

(2)礦井各生產水平的地溫資料和等地溫線圖；
(3)礦井設計生產能力、服務年限、開拓方式、採區布置和年度計畫等；
(4)採掘工程平（剖）面圖、通風系統圖和通風網路圖；

(5)礦井通風系統阻力測定與分析數據，如井巷通風阻力、風阻、風量等；

(6)井巷所穿過各岩層的岩石熱物理性質，如導熱係數、導溫係數、比熱和密度等；

(7)礦井水溫和水量。

設計的主要內容與步驟

(1)礦井熱源調查與分析，並對礦井空調系統設計的必要性作出評價；

(2)根據實測或預測的風溫，確定採掘工作面的合理配風量，並計算出採掘工作面的需冷量；
(3) 確定全礦井的需冷量，並報請有關部門核准；
(4) 擬定礦井空調系統方案，並進行技術經濟比較，確定最佳方案；
(5) 進行供冷排熱設計，並進行設備選型；
(6)進行制冷機站（硐室）的土建設計，選取合理的布置方式；
(7)制冷機站（硐室）內自動監控與安全防護設施的設計，制定設備運行、維護的管理機制；
(8)概算礦井空調的噸煤成本和其它經濟性指標。