基建礦井熱害防治措施討論

劉彪

摘 要：礦井熱害是指井下環境氣溫超過人體的忍受范圍，導致人體不適，進而降低勞動效率，增加事故風險。礦井熱害是我國礦井常見災害之一，本文綜合通風、隔熱、制冷等降溫措施，對基建礦井各個階段的熱害防治措施進行簡單的探討。

關鍵詞：基建礦井 熱害防治 通風 隔熱 制冷

中圖分類號：TD727 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）05（a）-0081-01

目前，我國已探明的煤炭預測儲量的73.2%埋深在1000 m以上，礦井開采深度和機電設備的使用率日益增加，由地熱和機電設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害之一。目前國內對熱害的研究和應對措施，多數是針對礦井開采期的，而實際上，很多礦井在基建期就已經受到了熱害的影響。因此，從礦井基建期開始，就應根據基建礦井的特點和熱害的類型，采取相應的熱害防治措施，保證基建礦井的生產安全，并為后續的開采工作打下堅實的安全基礎。

1 基建礦井熱害的特點

相對于開采期的礦井，基建礦井的熱害有如下特點：

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

2 常見的熱害防治手段

2.1 通風措施

通風設施是礦井必備設施。礦井需要通過通風設施為井內工作面和機電銅室提供新鮮空氣，帶走熱量和有毒氣體，滿足井內人員和生產的需要。增大風量、合理設置通風線路等措施能有效影響通風降溫措施的效果。

2.2 隔熱措施

隔熱措施是指用隔熱材料將熱源與工作環境、人體隔絕開，使工作環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性的降溫環境。

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、環保、成本等問題。

3 針對基建礦井各個階段的熱害防治措施

要做好基建礦井的熱害防治工作，應根據基建礦井進度，從降溫效果，成本、可持續利用等方面考慮，因地制宜的利用各種降溫措施。

3.1 礦井勘探設計階段

基建礦井的熱害防治應貫穿于煤礦的整個生命周期，在煤礦的勘探設計階段，就應根據熱害的防治要求設計相應的通風系統。這也是貫穿礦井基建、開采階段的系統性工作：

合理的設置通風線路，盡量縮短進風線路的長度，減少風流沿途吸熱，降低風流溫升。進風線路應設置在淺部巖層中，并避開局部熱源。選擇合理的通風方式，在相同條件下，W型通風方式比U型和Y型要合理，能增加更多的風量，降溫效果也更好。在做好安全措施的前提下，采用下行通風，將使機械設備和巖石的熱量不再進入工作面，提高工作面入風流的質量。對發熱量較大的機電設備硐室應用獨立的回風系統，避免硐室的熱量引起風流溫升。

3.2 礦井基建初期熱害防治工作要點

在礦井的基建初期，礦井的井深較淺，地熱影響不大，自然通風方式尚能滿足降溫需求，而機械通風、制冷、降溫系統尚未能建立。因此，這一階段的熱害防治工作是建立有利于降溫的通風系統，滿足現階段的通風降溫要求，并為下一步采樣通風、制冷系統打下基礎。在施工過程中，可以考慮采用雙巷同時掘進的施工方式，使一條巷道進風，一條巷道出風，避免單巷道內進風與回風之間產生熱交換，改善長巷道通風降溫效果，同時有利于通風系統的快速建立。

3.3 礦井基建中期熱害防治工作要點

這一階段的熱害防治工作重點是做好局部地區的降溫：采用人工通風設備，通過增大風量來降低工作面溫度，但應注意工作面風速不能超過《煤礦安全規程》限制的4 m/s；新掘巷道的圍巖溫度較高，會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氨基甲酸泡沫等隔熱材料，阻止圍巖向巷道傳熱。對井內熱水可采取提前疏干排水等措施，降低礦井熱水對溫度的影響；輸冷、輸風管道科采用雙層風筒等隔熱管道，減少傳輸過程中的冷損失；因特殊情況不能采用風冷措施時，可穿人體防護服，進行臨時性的人體保護；在熱害嚴重的局部地點，可以采用局部移動式空調。

3.4 礦井基建后期熱害防治工作要點

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

根據制冷設備和散熱設備的安裝位置，人工制冷降溫系統分為地面集中制冷、井下集中制冷、地面井下聯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時，應先根據礦井實際情況，計算礦井的熱負荷、得到礦井制冷設備的冷負荷，選擇制冷設備的規格型號；然后根據礦井實際情況，確定制冷設備和輸冷管道的安裝形式。

常見的制冷介質包括空氣和水，應根據礦井情況、設備購置、設備運行成本、技術條件等綜合考慮。當井深超過1500 m以上時，也可以考慮以冰塊輸冷。

4 結語

基建礦井的情況各不相同，基建礦井熱害的防治工作要結合礦井的實際情況和設計要求，因地制宜的開展；在滿足基建期熱害防治要求的同時，延長降溫設備的壽命，提高降溫設備的利用率，并為后續的開采工作打下堅實的安全基礎。

參考文獻

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