劉彪

摘 要：礦井熱害是指井下環(huán)境氣溫超過人體的忍受范圍，導(dǎo)致人體不適，進(jìn)而降低勞動(dòng)效率，增加事故風(fēng)險(xiǎn)。礦井熱害是我國(guó)礦井常見災(zāi)害之一，本文綜合通風(fēng)、隔熱、制冷等降溫措施，對(duì)基建礦井各個(gè)階段的熱害防治措施進(jìn)行簡(jiǎn)單的探討。

關(guān)鍵詞：基建礦井 熱害防治 通風(fēng) 隔熱 制冷

中圖分類號(hào)：TD727 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）05（a）-0081-01

目前，我國(guó)已探明的煤炭預(yù)測(cè)儲(chǔ)量的73.2%埋深在1000 m以上，礦井開采深度和機(jī)電設(shè)備的使用率日益增加，由地?zé)岷蜋C(jī)電設(shè)備放熱等原因引起的礦井熱害也不可避免的成為礦井常見災(zāi)害之一。目前國(guó)內(nèi)對(duì)熱害的研究和應(yīng)對(duì)措施，多數(shù)是針對(duì)礦井開采期的，而實(shí)際上，很多礦井在基建期就已經(jīng)受到了熱害的影響。因此，從礦井基建期開始，就應(yīng)根據(jù)基建礦井的特點(diǎn)和熱害的類型，采取相應(yīng)的熱害防治措施，保證基建礦井的生產(chǎn)安全，并為后續(xù)的開采工作打下堅(jiān)實(shí)的安全基礎(chǔ)。

1 基建礦井熱害的特點(diǎn)

相對(duì)于開采期的礦井，基建礦井的熱害有如下特點(diǎn)：

巷道掘進(jìn)為主要工作，工作面圍巖為新掘進(jìn)的原巖，熱量尚未散去，溫度較高?；ǖV井的主要巷道、通風(fēng)巷道尚在建設(shè)階段，通風(fēng)設(shè)施不完備?；ǖV井的井下空間有限，尤其在基建初期，沒有足夠的空間安置大型井下降溫設(shè)備。冷氣輸送距離長(zhǎng)，局部通風(fēng)方式在輸送過程中的冷損失大。冷空氣在掘進(jìn)工作面停留的時(shí)間短，降溫效果不明顯。冷氣輸送過程中存在自壓縮溫升。隨著挖掘工作的進(jìn)行，礦井深度增大，自壓縮溫升對(duì)降溫系統(tǒng)的影響也越明顯。礦井基建期的降溫設(shè)備不適合開采期使用，設(shè)備使用周期短。

2 常見的熱害防治手段

2.1 通風(fēng)措施

通風(fēng)設(shè)施是礦井必備設(shè)施。礦井需要通過通風(fēng)設(shè)施為井內(nèi)工作面和機(jī)電銅室提供新鮮空氣，帶走熱量和有毒氣體，滿足井內(nèi)人員和生產(chǎn)的需要。增大風(fēng)量、合理設(shè)置通風(fēng)線路等措施能有效影響通風(fēng)降溫措施的效果。

2.2 隔熱措施

隔熱措施是指用隔熱材料將熱源與工作環(huán)境、人體隔絕開，使工作環(huán)境不受熱源溫度影響的降溫措施。隔熱措施適用于局部或臨時(shí)性的降溫環(huán)境。

2.3 制冷措施

制冷措施是指人工制冷，并將冷氣、冷水、冰等輸送到工作面，通過冷熱交換達(dá)到降溫目的的措施。制冷措施能有效降低井下溫度，但又面臨著技術(shù)、環(huán)保、成本等問題。

3 針對(duì)基建礦井各個(gè)階段的熱害防治措施

要做好基建礦井的熱害防治工作，應(yīng)根據(jù)基建礦井進(jìn)度，從降溫效果，成本、可持續(xù)利用等方面考慮，因地制宜的利用各種降溫措施。

3.1 礦井勘探設(shè)計(jì)階段

基建礦井的熱害防治應(yīng)貫穿于煤礦的整個(gè)生命周期，在煤礦的勘探設(shè)計(jì)階段，就應(yīng)根據(jù)熱害的防治要求設(shè)計(jì)相應(yīng)的通風(fēng)系統(tǒng)。這也是貫穿礦井基建、開采階段的系統(tǒng)性工作：

合理的設(shè)置通風(fēng)線路，盡量縮短進(jìn)風(fēng)線路的長(zhǎng)度，減少風(fēng)流沿途吸熱，降低風(fēng)流溫升。進(jìn)風(fēng)線路應(yīng)設(shè)置在淺部巖層中，并避開局部熱源。選擇合理的通風(fēng)方式，在相同條件下，W型通風(fēng)方式比U型和Y型要合理，能增加更多的風(fēng)量，降溫效果也更好。在做好安全措施的前提下，采用下行通風(fēng)，將使機(jī)械設(shè)備和巖石的熱量不再進(jìn)入工作面，提高工作面入風(fēng)流的質(zhì)量。對(duì)發(fā)熱量較大的機(jī)電設(shè)備硐室應(yīng)用獨(dú)立的回風(fēng)系統(tǒng)，避免硐室的熱量引起風(fēng)流溫升。

3.2 礦井基建初期熱害防治工作要點(diǎn)

在礦井的基建初期，礦井的井深較淺，地?zé)嵊绊懖淮?，自然通風(fēng)方式尚能滿足降溫需求，而機(jī)械通風(fēng)、制冷、降溫系統(tǒng)尚未能建立。因此，這一階段的熱害防治工作是建立有利于降溫的通風(fēng)系統(tǒng)，滿足現(xiàn)階段的通風(fēng)降溫要求，并為下一步采樣通風(fēng)、制冷系統(tǒng)打下基礎(chǔ)。在施工過程中，可以考慮采用雙巷同時(shí)掘進(jìn)的施工方式，使一條巷道進(jìn)風(fēng)，一條巷道出風(fēng)，避免單巷道內(nèi)進(jìn)風(fēng)與回風(fēng)之間產(chǎn)生熱交換，改善長(zhǎng)巷道通風(fēng)降溫效果，同時(shí)有利于通風(fēng)系統(tǒng)的快速建立。

3.3 礦井基建中期熱害防治工作要點(diǎn)

這一階段的熱害防治工作重點(diǎn)是做好局部地區(qū)的降溫：采用人工通風(fēng)設(shè)備，通過增大風(fēng)量來降低工作面溫度，但應(yīng)注意工作面風(fēng)速不能超過《煤礦安全規(guī)程》限制的4 m/s；新掘巷道的圍巖溫度較高，會(huì)向巷道傳遞大量熱量。因此，可以向巷壁上噴涂賽璐珞泡沫和硬質(zhì)氨基甲酸泡沫等隔熱材料，阻止圍巖向巷道傳熱。對(duì)井內(nèi)熱水可采取提前疏干排水等措施，降低礦井熱水對(duì)溫度的影響；輸冷、輸風(fēng)管道科采用雙層風(fēng)筒等隔熱管道，減少傳輸過程中的冷損失；因特殊情況不能采用風(fēng)冷措施時(shí)，可穿人體防護(hù)服，進(jìn)行臨時(shí)性的人體保護(hù)；在熱害嚴(yán)重的局部地點(diǎn)，可以采用局部移動(dòng)式空調(diào)。

3.4 礦井基建后期熱害防治工作要點(diǎn)

這一階段的熱害防治措施是人工制冷降溫，熱害防治工作重點(diǎn)是根據(jù)井下實(shí)際情況選擇合適的制冷降溫系統(tǒng)，為礦井開采期打下基礎(chǔ)。

根據(jù)制冷設(shè)備和散熱設(shè)備的安裝位置，人工制冷降溫系統(tǒng)分為地面集中制冷、井下集中制冷、地面井下聯(lián)合集中制冷和井下分散式局部制冷等4種類型。在選擇人工制冷降溫系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)先根據(jù)礦井實(shí)際情況，計(jì)算礦井的熱負(fù)荷、得到礦井制冷設(shè)備的冷負(fù)荷，選擇制冷設(shè)備的規(guī)格型號(hào)；然后根據(jù)礦井實(shí)際情況，確定制冷設(shè)備和輸冷管道的安裝形式。

常見的制冷介質(zhì)包括空氣和水，應(yīng)根據(jù)礦井情況、設(shè)備購(gòu)置、設(shè)備運(yùn)行成本、技術(shù)條件等綜合考慮。當(dāng)井深超過1500 m以上時(shí)，也可以考慮以冰塊輸冷。

4 結(jié)語

基建礦井的情況各不相同，基建礦井熱害的防治工作要結(jié)合礦井的實(shí)際情況和設(shè)計(jì)要求，因地制宜的開展；在滿足基建期熱害防治要求的同時(shí)，延長(zhǎng)降溫設(shè)備的壽命，提高降溫設(shè)備的利用率，并為后續(xù)的開采工作打下堅(jiān)實(shí)的安全基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1] 任森.防治礦井熱害的人工制冷方案分析[J].西安科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，8（11）：771-775.

[2] 陳安國(guó).礦井熱害產(chǎn)生的原因、危害及防治措施[J].中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào)，2014，14（8）：6-9.

[3] 孫艷玲，桂祥友.煤礦熱害及其治理[J].遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2011，33（8）：35-37.endprint