一、我国煤矿热害现状及危害性
随着我国煤炭资源开采范围的扩大和开采强度的增加,井工煤矿开采深度不断增加,除内蒙古、新疆以及山西部分地区等近年来新开发的煤炭基地外,许多矿区逐步进入深井开采。据有关统计资料, 80年我国煤矿平均开采深度为288m,到90年代已达428m,到2010年采深超过1000m的矿井己有数几十对。因开采深度增加引起的煤矿热害愈来愈引起政府和企业的重视。
高温的工作环境会使人感到不舒适,从而降低劳动生产率。另外,高温高湿环境,造成井下机械设备、电气设备事故率增加,影响安全生产和正常工作效率。2005年以来我国一些生产矿井,由于工作面出现高温问题,使掘进进尺和回采产量减少,以致不能按期完成工作任务,甚至个别工作面出现人员出现中暑昏倒现象。
根据《煤矿安全规程》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。
研究矿井降温技术、研发高效节能降温设备,治理矿井热害,保障广大煤矿职工的身心健康,是我国煤炭工业持续健康发展过程中亟待解决的问题之一,也是煤矿管理人员、煤炭科研工作人员贯彻以人为本的思想,以实际行动全面落实科学发展观的重要工作之一。
二、产生矿井热害的原因及控制措施
根据调查的情况,引发矿井热害和采掘工作面温度较高的主要原因有以下几个方面:
(1)受地球内部结构的影响,围岩存在一定的岩温梯度,因而随着开采深度增加,围岩散热不断增加,矿井空气温度上升而导致矿井热害。
(2)由于井下出现热水,热水污染矿井空气,造成矿井的热害。
(3)风流自压缩热所引起的温升,矿井采深越大,自压缩热越大。
(4)矿井机械化程度提高,大功率采掘机械装备及机电设备运转所放出的热量。
(5)地表大气传热的影响。
降低矿井温度可以采取的措施可以分为两大类,一是非人工冷却井下风流,二是人工机械空调冷却。具体来讲可分为以下几种:
1、增加风量
在矿井热害不太严重的情况下,可以加大风量以降低井下温度。但是,风量的增加不是无限制的,它受规定的风速和降温成本的制约,且当风量加大到一定程度后其降温作用会逐渐减小直至消失。
2、改革通风方式
将上行风改为下行风,对降低风温是有益的。
3、避开局部热源
井下各种局部热源,如机电设备散热、热水散热、矿物氧化放热以及采空区的漏风等都会对风流加热。因此需要分析矿井的热源,有针对性地采取措施减少热量的排放,并使新鲜风流尽量避开这些局部热源,减少热源对风流的加热,以降低风流温度和湿度的上升。
4、预冷进风风流
采用非机械制冷措施,降低进入工作面的风流温度。如让风流通过一段有喷淋水雾的巷道,将其冷却,该方法可达到降温和降尘的目的,其缺点就是会增加风流的湿度,有可能会导致高湿的作业环境。 另外可以以低岩温巷道冷却风流。采用机械制冷措施,利用安装在井口的水源热泵机组、冷却塔和盘管(冬季供暖防冻),夏季预冷矿井进风井风温,降低工作面温度。其缺点是夏季炎热时,工作面降温效果不明显,只有在矿井需冷量小的时候,效果好些。