陈蛮庄煤矿位于单县煤田的西部,矿井设计生产能力为0.90Mt/a,生产能力1.80Mt/a。中央并列抽出式通风方式,采用立井开拓,设置主井、副井、风井三个井筒。是一座现代化的大型矿井。
依据山东省地质科学实验研究院编制的《山东省单县煤田陈蛮庄井田勘探报告》,陈蛮庄煤矿的地温梯度:主检孔中性点深度560米,温度28.8度;最深测点970米,温度38.2度,地温梯度2.1度/百米;副检孔中性点深度700米,温度33.3度;最深测点1130米,温度45.8度,地温梯度2.49度/百米,属于二级热害矿区。矿井总涌水量为39.68m3/h。与本井田水文地质条件较为接近的张集井田涌水量为1049.79m3/h,本井田采用数据应进一步核实,应进一步补充水文地质工作。依据煤炭工业济南设计研究院编制的《陈蛮庄煤矿初步设计》数据,暂定矿井正常涌水量为500 m3/h,最大涌水量为1000m3/h。
依据山东省地质科学实验研究院编制的《山东省单县煤田陈蛮庄井田勘探报告》,对13个钻孔进行了简易测温,未进行近似稳态测温工作。根据邻区《巨野煤田普查报告》测温资料,恒温带深度为50m左右,温度18.9℃。经计算,本区地温梯度平均2.59℃/100m,即地热增温率1℃/38.6m。属地温梯度正常区。根据测温资料,煤层底板温度与埋深成正比关系。经换算,3煤层底板-750m以深为大于37℃的二级高温区,亦即本井田可采煤层基本上都处于二级高温区内。因此,本井田在建设及开采过程中,应采取综合措施进行热害防治,确保安全。
目前井下巷道尚未成型,实际围岩温度、巷道位置、涌水量等无法精确确定,只能根据地质勘探报告和矿井初步设计预测。
本方案针对矿井建设的各个阶段,分别制定制冷方案,对制冷机房内的设备进行设计、选型,估算工程投资,计算运行费用。
《地源热泵系统工程技术规范》GB 50366-2005
《采暖通风与空气调节设计规范》(GB50019-2003)
《矿井排水设计手册》
《陈蛮庄矿井初步设计》
《煤炭安全规程》2010版
《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。”“对于新建改扩建矿井设计时,必须进行矿井风温预测计算,超过地点必须有制冷降温设计配齐降温设施”。
本设计按照《煤炭安全规程》规定的26℃为标准进行冷负荷计算。
井下热源主要有以下几部分:
1、风流压缩热
本矿井开采深度大,大部分为下山开采,垂高大,风流在井巷中自然压缩,其压缩热使风流升温较大。
2、围岩矿井水散热
本矿为深井高地温,由于新生界松散层较厚,开采深度大,其井下地温高,围岩散热成为影响矿井井下风流温度的主要热源。
3、机电设备散热影响
该矿开采强度大,井下采、掘、运等生产环节机械化程度高,设备功率大,机电设备散热成为该矿井的又一主要热源。
4、其他散热影响
其他散热包括人体散热、沟管散热、爆破热等。
下面对几种热源分别进行计算。
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