礦井防凍，我國北方廣大地區冬季氣溫較低，在進風井巷中有井壁水或潮濕時，產生冰凍現象。由此給運輸、提升機械設備正常運轉帶來困難，對安全生產造成威脅，惡化井下氣候條件，必須對冷空氣進行預熱。可採用鍋爐蒸汽預熱或地濕預熱。
基本介紹
- 中文名：礦井防凍
- 外文名：prevention frostbite of mine
- 定義：對進入礦井的冷空氣加熱的措施
- 作用：防止井巷結冰
- 入風加熱：鍋爐加熱和地溫預熱
- 套用學科：冶金工程
概述,設計原則,設計的主要參數,
概述
礦井防凍是對進入礦井的冷空氣加熱，防止井巷結凍的技術措施。
寒冷地區的礦井，冬季氣溫較低，當進風井巷有淋水時，會發生冰凍現象，給提升運輸帶來困難，對安全生產造成威脅，並惡化井下氣候條件，影響工人身體健康。提高進風流溫度的方法有鍋爐加熱和地溫預熱兩種：
（1）鍋爐加熱是利用鍋爐產生的蒸汽或熱水，通過空氣加熱器加熱空氣。加熱的空氣量一般為總進風量的15%～40%。加熱後空氣溫度為40～70℃，加熱後的空氣與冷空氣混合後送人井下，混合空氣的溫度應保持2℃以上。
（2）地溫預熱是利用地層的調溫作用加熱礦井的進風流。地面的冷空氣進入井巷後，空氣與周圍岩體產生熱交換，使空氣溫度逐漸升高，如果岩體的暴露面積較大、教發的熱量足以使氣溫上升到2℃以上，則可利用地溫預熱冷空氣。預熱後的空氣，一部分送入井下，一部分由提升井排出，防止井筒結冰。通常，多利用廢舊井巷或採空區作為預熱巷道。預熱巷道內不應產生粉塵、有毒氣體和放射性物質。根據礦井主扇的能力和自然風壓情況，空氣預熱系統可增設專用的通風機送風。這種方法能耗低、施工簡單、易於管理，中國東北金屬礦山廣泛套用。
設計原則
礦井入風是否需要採取加熱措施，主要取決於當地冬季氣溫高低，也與井筒潮濕和淋水等情況有關。
（一）需要進行礦井入風加熱的條件
在下述情況中應對冷空氣進行加熱：
（1）當地室外採暖溫度等於或低於-5℃的豎井和斜井，等於或低於-7℃的平硐。
（二）地面室外空氣參數的確定
礦井防凍設計，地面室外空氣參數可按以下方法計算。
（1）豎井：取當地最近二十年內極端最低溫度；
（2）平峒：取當地最近二十年內極端最低溫度和採暖計算溫度的平均值；
（3）斜井：取豎井和平峒計算溫度的平均值。
（三）加熱後空氣的溫度
採用鍋爐和加熱器加熱礦井入風時，一般只將礦井總入風的一部分進行加熱，再與一部分冷空氣混合後送入井下。
（1）加熱空氣的數量，可取總風量的15%～40%；
（2）加熱空氣所用的熱媒，可用壓力為2～3 kPa的飽和蒸汽或採用130～70℃的熱水；
（3）加熱後空氣的溫度，可取下列數值；
送往豎井井簡：50～70℃；
送往斜井及平硐：40～60℃；
送往井口房：30～50℃（無風機時可為20～30+℃）。
（4）加熱後的熱空氣與進入的冷空氣混合後的溫度應為+2℃。
（5）空氣經過加熱器的質量流速可採用：
有風機時
一5～8
；
無風機時一4 。
（6）加熱器的加熱面積備用係數取1.2～1.3，阻力富餘係數採用1.1。
（7）礦井為壓入式通風時，加熱裝置一般與礦井主通風機在一起，不必另設通風機；當礦井為抽出通風方式時，加熱裝置一般設在進風井的井口房內或單獨的空氣加熱室。
設計的主要參數
（1）室外空氣計算溫度，一般按如下規定選取：
①豎井：取當地最近二十年內的極端最低溫度；
②平峒：取當地最近二十年內的極端最低溫度和採暖室外計算溫度的平均值；
③斜井：取豎井和平峒室外空氣計算溫度的平均值。
（2）加熱空氣用的熱介質一般採用表壓大於295kPa的飽和蒸汽或90~130℃的熱水。
（3）加熱後的空氣溫度根據送氣地點不同選取；
①送往豎井：取50~70℃；
②送往斜井、平峒：取40~60℃；
③送往井口房：用通風機輸送時，取30~50℃；不用通風機輸送時，取15~30℃。
（4）冷熱風混合後的溫度不得低於2℃，一般取2℃。 ‘
（5）空氣通過加熱器的質量流速
，用通風機輸送：
，不用通風機輸送：
。
（6）加熱器的散熱面積寬留有20%~30%的富裕能力，空氣阻力宜預留10%作為備用。
