陈蛮庄煤矿井下降温方案

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。

1.1 热害现状

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。

1.2 设计内容

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。

1.3 设计依据

《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

1.4 制冷负荷计算

《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。