關(guān)于我國(guó)國(guó)有煤礦開采末期井下氣候環(huán)境優(yōu)化及能源利用的思考
作者:佚名
2008-04-19 10:47
來源:不詳
隨著我國(guó)對(duì)井下煤炭資源的不斷開采,全國(guó)各國(guó)有煤礦大部分已處于深水平困難的開采時(shí)期,就礦井通風(fēng)而言,由于巷道長(zhǎng)度和深度的增加,導(dǎo)致通風(fēng)阻力的增大和煤、巖層熱量的增加,對(duì)礦井通風(fēng)能力和井下氣候條件造成極大的不良影響。為此,本人根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)踐經(jīng)歷和多年的教育培訓(xùn)工作體驗(yàn),對(duì)于改善優(yōu)化井下氣候環(huán)境和井下能源的有效利用,提及幾點(diǎn)感發(fā)與思考。
一、老礦井下安全生產(chǎn)基本狀況:
1、井下氣候環(huán)境現(xiàn)狀
井下氣候條件是指井下空氣的溫度、濕度和風(fēng)速三者的綜合作用,用以表示人體的舒適程度。它直接影響人體健康和勞動(dòng)生產(chǎn)率,是保證煤礦安全生產(chǎn)的重要因素。我國(guó)《煤礦安全規(guī)程》除了對(duì)井下濕度沒有作出明確的規(guī)定外,對(duì)井下的溫度、風(fēng)速都有明確的要求。“采掘工作面的空氣溫度不超過26℃,機(jī)電硐室的空氣溫度不得超過30℃,空氣溫度超過時(shí),要采取降溫措施?!憋L(fēng)速的大小直接影響人體的散熱效果,另外從風(fēng)流的動(dòng)力給人的感受來講,風(fēng)速不得超過8m/s,同時(shí)也影響礦井的安全生產(chǎn)。所以《煤礦安全規(guī)程》根據(jù)各個(gè)巷道的用途對(duì)風(fēng)速都有明確的限定,最低不低于0.15m/s,最高不超過15m/s。 目前我國(guó)大部分井工開采的國(guó)有煤礦,都處于深水平開采 ,深度大都為數(shù)百米,甚至上千米,遠(yuǎn)遠(yuǎn)深于恒溫帶的深度;隨著溫度的增加,地溫增高,當(dāng)?shù)販爻^某一溫度時(shí),就產(chǎn)生了礦井的高溫?zé)岷栴}。高溫的工作環(huán)境會(huì)使人感到不舒適,從而降低勞動(dòng)生產(chǎn)率,增大事故率,影響安全生產(chǎn)和降低工作效率。同時(shí),人在高溫條件下從事繁重體力勞動(dòng)時(shí),如果周圍環(huán)境的冷卻能力不足以吸收人體散發(fā)的熱量,就會(huì)造成熱量在體內(nèi)蓄積,過高的熱環(huán)境甚至使人體的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)失調(diào)。在失水、心功能不健全、過度出汗后汗腺功能衰竭的情況下,可能進(jìn)一步促使熱量在體內(nèi)的蓄積并導(dǎo)致大汗不上、體溫升高、頭昏、嘔吐等中暑癥狀,甚至造成死亡。然而高溫?zé)岷κ堑V井生產(chǎn)向深部發(fā)展過程中不可避免的?,F(xiàn)在有些礦井的職工還在高溫的環(huán)境中工作,甚至有的工作面的職工處于裸體的狀態(tài)下作業(yè)。為了解決這一問題,大部分礦井都采用增加風(fēng)量的辦法,此方法所帶來的問題較多,一是增加電耗;二是受風(fēng)速的限制;三是增加巷道維修費(fèi)用;四是收效甚微;五是大量的熱能排放于地面空氣中,既浪費(fèi)了熱能,又污染了環(huán)境。 2、礦井瓦斯及治理狀況
在我國(guó)井工開采的礦井,大部分都為高瓦斯礦井,隨著開采深度的增加,瓦斯涌出量也不斷增大。為了保證安全生產(chǎn),除保證礦井通風(fēng)外,各礦井均裝備了安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng),對(duì)于高瓦斯工作面的處理,多采用排放及抽放的方法。這些方法都是被動(dòng)地迎合于稀釋和排除瓦斯,大量的瓦斯都隨著風(fēng)流排放于地面空氣中。瓦斯是一種潔凈的能源,它的大量排放,不僅造成了浪費(fèi),而且還污染了環(huán)境。 3、礦井水的來源及排放情況
礦井水主要來源于地表水、地下水及老空積水。這些礦井水除了用于井下消塵、防火等生產(chǎn)用外,其余都排放于河道。
二、對(duì)于科學(xué)改變井下不良因素為有利條件的思考:
對(duì)于井下的不利因素改變和治理,我們不防拓寬思路變不利為有利,把井下的熱能、瓦斯能及水能進(jìn)行科學(xué)的綜合治理,使其得到有效利用。
1、改善氣候條件,充分利用井下熱能
要想改善井下的空氣溫度,排除熱害,就必須設(shè)置降溫系統(tǒng)(空氣透平膨脹制冷系統(tǒng))。既然要降溫,相對(duì)在降溫系統(tǒng)中,就要產(chǎn)生大量的熱能,而這些熱能通過熱水管路送至地面對(duì)居民區(qū)和浴池進(jìn)行供暖、供熱。這樣不僅改善了井下氣候條件、熱能得到了有效利用,同時(shí)還節(jié)約了大量煤炭資源、降低對(duì)大氣的污染。 9 7 3 1 2 4 8 : 來源:資源網(wǎng)
瓦斯是一種潔凈的能源,但對(duì)于煤礦井下安全生產(chǎn)有著較大威脅。隨著科技的不斷發(fā)展,瓦斯的抽采技術(shù)也在不斷的進(jìn)展,目前澳大利亞研制出的VLD-1000定向千米鉆機(jī),可采用羽狀鉆孔技術(shù),進(jìn)行瓦斯抽采?;茨系V業(yè)集團(tuán)公司與勝利油田動(dòng)力機(jī)械集團(tuán)公司聯(lián)合開展低濃度(6%—25%)瓦斯利用技術(shù)研發(fā)。2005年12月25日,煤礦低濃度瓦斯細(xì)水霧輸送及安全發(fā)電技術(shù)研究科技成果在淮南礦區(qū)通過專家技術(shù)鑒定。鑒定認(rèn)為,該項(xiàng)成果在煤礦低濃度瓦斯利用方面提供了新的思路,其技術(shù)成果達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平,為大規(guī)模利用煤礦瓦斯積累了經(jīng)驗(yàn)。雞西礦業(yè)集團(tuán)城子河煤礦就利用了這一技術(shù),利用抽出的瓦斯進(jìn)行發(fā)電。這樣就可以做到“以抽保用,以用促抽”,達(dá)到良性循環(huán),同時(shí)保證了安全生產(chǎn)。 3、綜合利用井下水,變抽排為抽用
目前我國(guó)的水資源已不再是取之不盡,用之不竭了。節(jié)約用水,已成為當(dāng)務(wù)之急。而對(duì)于煤礦安全生產(chǎn)的需求,有大量的水都要排出地面流入河道,這無疑是一種浪費(fèi)。在煤礦生產(chǎn)中,需要消塵、防火和隔爆等用水,均可用井下水,在地面浴池、居民住宅、辦公樓等工業(yè)廣場(chǎng)的生產(chǎn)生活用水(包括供暖供熱用水),可通過凈化后使用。這就大大增強(qiáng)了井下水的利用率。
我國(guó)是一個(gè)礦產(chǎn)資源生產(chǎn)消費(fèi)大國(guó),國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對(duì)礦產(chǎn)資源的依賴程度高,但已經(jīng)探明的礦產(chǎn)資源并不能滿足國(guó)內(nèi)日益擴(kuò)大的生產(chǎn)消費(fèi)需求。隨著埋藏較淺容易開采的礦產(chǎn)資源的日益消失,深埋礦井的建設(shè)無意將在礦業(yè)領(lǐng)域占主導(dǎo)地位。因此,通過以上措施對(duì)井下的熱能、瓦斯能及水資源的綜合治理和利用,變有害為有利,除弊與興利相結(jié)合,達(dá)到最佳的經(jīng)濟(jì)效益 ,同時(shí)也大大地降低了煤炭消耗,潔凈大氣環(huán)境。目前國(guó)家對(duì)煤礦正在進(jìn)行塌陷區(qū)及棚戶區(qū)改建工程,我們應(yīng)充分利用這一機(jī)遇,結(jié)合以上措施,符合市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)規(guī)律,進(jìn)行商業(yè)化運(yùn)作,增加科技含量,為我國(guó)的煤礦可持續(xù)發(fā)展開創(chuàng)美好的前景。
9 7 3 1 2 4 8 : 來源:資源網(wǎng)
一、老礦井下安全生產(chǎn)基本狀況:
1、井下氣候環(huán)境現(xiàn)狀
井下氣候條件是指井下空氣的溫度、濕度和風(fēng)速三者的綜合作用,用以表示人體的舒適程度。它直接影響人體健康和勞動(dòng)生產(chǎn)率,是保證煤礦安全生產(chǎn)的重要因素。我國(guó)《煤礦安全規(guī)程》除了對(duì)井下濕度沒有作出明確的規(guī)定外,對(duì)井下的溫度、風(fēng)速都有明確的要求。“采掘工作面的空氣溫度不超過26℃,機(jī)電硐室的空氣溫度不得超過30℃,空氣溫度超過時(shí),要采取降溫措施?!憋L(fēng)速的大小直接影響人體的散熱效果,另外從風(fēng)流的動(dòng)力給人的感受來講,風(fēng)速不得超過8m/s,同時(shí)也影響礦井的安全生產(chǎn)。所以《煤礦安全規(guī)程》根據(jù)各個(gè)巷道的用途對(duì)風(fēng)速都有明確的限定,最低不低于0.15m/s,最高不超過15m/s。 目前我國(guó)大部分井工開采的國(guó)有煤礦,都處于深水平開采 ,深度大都為數(shù)百米,甚至上千米,遠(yuǎn)遠(yuǎn)深于恒溫帶的深度;隨著溫度的增加,地溫增高,當(dāng)?shù)販爻^某一溫度時(shí),就產(chǎn)生了礦井的高溫?zé)岷栴}。高溫的工作環(huán)境會(huì)使人感到不舒適,從而降低勞動(dòng)生產(chǎn)率,增大事故率,影響安全生產(chǎn)和降低工作效率。同時(shí),人在高溫條件下從事繁重體力勞動(dòng)時(shí),如果周圍環(huán)境的冷卻能力不足以吸收人體散發(fā)的熱量,就會(huì)造成熱量在體內(nèi)蓄積,過高的熱環(huán)境甚至使人體的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)失調(diào)。在失水、心功能不健全、過度出汗后汗腺功能衰竭的情況下,可能進(jìn)一步促使熱量在體內(nèi)的蓄積并導(dǎo)致大汗不上、體溫升高、頭昏、嘔吐等中暑癥狀,甚至造成死亡。然而高溫?zé)岷κ堑V井生產(chǎn)向深部發(fā)展過程中不可避免的?,F(xiàn)在有些礦井的職工還在高溫的環(huán)境中工作,甚至有的工作面的職工處于裸體的狀態(tài)下作業(yè)。為了解決這一問題,大部分礦井都采用增加風(fēng)量的辦法,此方法所帶來的問題較多,一是增加電耗;二是受風(fēng)速的限制;三是增加巷道維修費(fèi)用;四是收效甚微;五是大量的熱能排放于地面空氣中,既浪費(fèi)了熱能,又污染了環(huán)境。 2、礦井瓦斯及治理狀況
在我國(guó)井工開采的礦井,大部分都為高瓦斯礦井,隨著開采深度的增加,瓦斯涌出量也不斷增大。為了保證安全生產(chǎn),除保證礦井通風(fēng)外,各礦井均裝備了安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng),對(duì)于高瓦斯工作面的處理,多采用排放及抽放的方法。這些方法都是被動(dòng)地迎合于稀釋和排除瓦斯,大量的瓦斯都隨著風(fēng)流排放于地面空氣中。瓦斯是一種潔凈的能源,它的大量排放,不僅造成了浪費(fèi),而且還污染了環(huán)境。 3、礦井水的來源及排放情況
礦井水主要來源于地表水、地下水及老空積水。這些礦井水除了用于井下消塵、防火等生產(chǎn)用外,其余都排放于河道。
二、對(duì)于科學(xué)改變井下不良因素為有利條件的思考:
對(duì)于井下的不利因素改變和治理,我們不防拓寬思路變不利為有利,把井下的熱能、瓦斯能及水能進(jìn)行科學(xué)的綜合治理,使其得到有效利用。
1、改善氣候條件,充分利用井下熱能
要想改善井下的空氣溫度,排除熱害,就必須設(shè)置降溫系統(tǒng)(空氣透平膨脹制冷系統(tǒng))。既然要降溫,相對(duì)在降溫系統(tǒng)中,就要產(chǎn)生大量的熱能,而這些熱能通過熱水管路送至地面對(duì)居民區(qū)和浴池進(jìn)行供暖、供熱。這樣不僅改善了井下氣候條件、熱能得到了有效利用,同時(shí)還節(jié)約了大量煤炭資源、降低對(duì)大氣的污染。 9 7 3 1 2 4 8 : 來源:資源網(wǎng)
2、治理礦井瓦斯變抽放為抽采,充分利用瓦斯能
瓦斯是一種潔凈的能源,但對(duì)于煤礦井下安全生產(chǎn)有著較大威脅。隨著科技的不斷發(fā)展,瓦斯的抽采技術(shù)也在不斷的進(jìn)展,目前澳大利亞研制出的VLD-1000定向千米鉆機(jī),可采用羽狀鉆孔技術(shù),進(jìn)行瓦斯抽采?;茨系V業(yè)集團(tuán)公司與勝利油田動(dòng)力機(jī)械集團(tuán)公司聯(lián)合開展低濃度(6%—25%)瓦斯利用技術(shù)研發(fā)。2005年12月25日,煤礦低濃度瓦斯細(xì)水霧輸送及安全發(fā)電技術(shù)研究科技成果在淮南礦區(qū)通過專家技術(shù)鑒定。鑒定認(rèn)為,該項(xiàng)成果在煤礦低濃度瓦斯利用方面提供了新的思路,其技術(shù)成果達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平,為大規(guī)模利用煤礦瓦斯積累了經(jīng)驗(yàn)。雞西礦業(yè)集團(tuán)城子河煤礦就利用了這一技術(shù),利用抽出的瓦斯進(jìn)行發(fā)電。這樣就可以做到“以抽保用,以用促抽”,達(dá)到良性循環(huán),同時(shí)保證了安全生產(chǎn)。 3、綜合利用井下水,變抽排為抽用
目前我國(guó)的水資源已不再是取之不盡,用之不竭了。節(jié)約用水,已成為當(dāng)務(wù)之急。而對(duì)于煤礦安全生產(chǎn)的需求,有大量的水都要排出地面流入河道,這無疑是一種浪費(fèi)。在煤礦生產(chǎn)中,需要消塵、防火和隔爆等用水,均可用井下水,在地面浴池、居民住宅、辦公樓等工業(yè)廣場(chǎng)的生產(chǎn)生活用水(包括供暖供熱用水),可通過凈化后使用。這就大大增強(qiáng)了井下水的利用率。
我國(guó)是一個(gè)礦產(chǎn)資源生產(chǎn)消費(fèi)大國(guó),國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對(duì)礦產(chǎn)資源的依賴程度高,但已經(jīng)探明的礦產(chǎn)資源并不能滿足國(guó)內(nèi)日益擴(kuò)大的生產(chǎn)消費(fèi)需求。隨著埋藏較淺容易開采的礦產(chǎn)資源的日益消失,深埋礦井的建設(shè)無意將在礦業(yè)領(lǐng)域占主導(dǎo)地位。因此,通過以上措施對(duì)井下的熱能、瓦斯能及水資源的綜合治理和利用,變有害為有利,除弊與興利相結(jié)合,達(dá)到最佳的經(jīng)濟(jì)效益 ,同時(shí)也大大地降低了煤炭消耗,潔凈大氣環(huán)境。目前國(guó)家對(duì)煤礦正在進(jìn)行塌陷區(qū)及棚戶區(qū)改建工程,我們應(yīng)充分利用這一機(jī)遇,結(jié)合以上措施,符合市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)規(guī)律,進(jìn)行商業(yè)化運(yùn)作,增加科技含量,為我國(guó)的煤礦可持續(xù)發(fā)展開創(chuàng)美好的前景。
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