1、利用恒溫水源的礦井冷卻1礦區(qū)開荒礦區(qū)位于安徽省北部，淮河中游兩岸，東部至郯廬斷裂帶，西部至濮陽市，東西至180公里，南至八公山，順慶山，北至明龍山，窯一帶，南北寬約30公里，礦區(qū)總面積約3600公里目前華南礦區(qū)共9對礦井，均為煤和瓦斯突出礦井，礦區(qū)批準(zhǔn)年產(chǎn)能為3000萬t。年平均氣溫15.3，相對濕度74%，大氣壓力101.3kPa，恒溫帶在地表深度20 30米，恒溫帶溫度16.8，夏季(6 8月)溫度高，7月的平均氣溫為30 。2使用恒溫水源進(jìn)行礦山冷卻的可行性分析2.1空氣和水的比熱容為106.67kPa，t=30c，=95%，d=0.0244kg/kg時(shí)，干燥空氣的比熱容：1.0045k

2、J/水的比熱容：4.19 kj/(kgk)；20水的焓：83.8 kJ/kg。30水的焓：125.7 kj/kg；20 30的水溫變化1 ，其焓變化量為 I=4.19 kj/kg。2.2恒溫水冷卻效果分析，在地下接近等潮濕冷卻過程中，1kg的水溫每增加1 ，1kg的濕空氣溫度就可以降低3.895 。M3的水溫每提高1 ，就可以將3 237.5的濕空氣溫度降低1 。2.3恒溫水源的冷卻能力分析憤怒的礦區(qū)的恒溫水溫為16.8 ，考慮從地面?zhèn)鞯降叵碌倪^程中溫度上升(取決于管道的隔熱程度)，假設(shè)水溫冷卻時(shí)溫度為20 ，冷卻后水溫為26 。地下冷卻前的空氣溫度為32 ，冷卻后的空氣溫度為26 。那么1

3、m3的恒溫水源可以將3 237.5 m3的地下空氣溫度從32 降低到26 。2.4根據(jù)淮南礦區(qū)的實(shí)際情況，對礦井冷卻水量的分析，每年300萬t高瓦斯爆炸礦井，例如二次熱海礦井風(fēng)機(jī)1、風(fēng)機(jī)3礦，其礦井所需風(fēng)量不低于2萬m3/min。被認(rèn)為是有效風(fēng)量利用率85%，并消除了不需要井底和冷卻的某些萃取工作面的使用氣流后，實(shí)際需要冷卻的風(fēng)量可能會占礦山風(fēng)量的60%。需要冷卻的空氣量為12 000 m3/min。冷卻礦井所需的恒溫?cái)?shù)為3.71 m3/min，222.4 m3/h。2.5恒溫水的可靠性分析恒溫水的溫度在年內(nèi)幾乎沒有變化，因此恒溫層的水源可以用于年內(nèi)冷卻。此外，恒溫水源豐富，華南礦區(qū)的煤系地層

4、覆蓋了145 564米的新生代地層，流砂層特別厚，地下水水平在1 2米以下。20xx年7月至9月間，潘三礦附近農(nóng)民的機(jī)器灌溉用水從井內(nèi)自然流出，噴出物涌出，可見地下水的豐富程度。2.6現(xiàn)場試驗(yàn)是利用恒溫水源冷卻礦山的可行性，一般生產(chǎn)礦山在停產(chǎn)整備期間具有實(shí)驗(yàn)條件，具體效果可以進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)。3恒溫水源冷卻礦井的系統(tǒng)配置也見圖1。圖1恒溫水源冷卻礦井的系統(tǒng)也可以利用連接器原理設(shè)置4恒溫水源冷卻系統(tǒng)的運(yùn)行圖4.1蓮池原理恒溫水源冷卻系統(tǒng)。也就是說，進(jìn)水口和排氣口都安裝在地面上，依賴于回流溫差形成的自然水壓操作，自然壓力能形成需要水的流速時(shí)，可以提高進(jìn)水口高度，提高壓差，確保系統(tǒng)正常運(yùn)行。井下冷卻系統(tǒng)

5、使用開放循環(huán)時(shí)，可以在地板上進(jìn)行高低壓轉(zhuǎn)換。4.2冷卻經(jīng)濟(jì)流速礦所需的水量取決于直徑和流速，流速取決于水和系統(tǒng)(管道)的總阻力。管道直徑太大需要增加初期投資，流速太大需要增加動力。典型的管道經(jīng)濟(jì)流速為2 4m/s，為了盡量少用電運(yùn)行，恒溫水源冷卻系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)流速應(yīng)設(shè)計(jì)為4m/s。水需求為4 m3/min時(shí)管道內(nèi)徑d146mm。4.3管道整體阻力管道阻力取決于管道直徑、管道速度和管道流，以及管道旋轉(zhuǎn)、閥門控制等局部阻力。也就是系統(tǒng)電阻。檢查的管道內(nèi)徑為152mm，總管道長度為10，000m的部分阻力為總阻力的20%:管道的總阻力為110 608Pa。4.4自然水壓的自然水壓的大小取決于進(jìn)入水的溫差

6、和實(shí)際冷卻位置的垂直深度。模擬入口溫度為18，回流溫度為30，冷卻點(diǎn)垂直深度為600米。h起點(diǎn)=(998.2-995.7)9.81600=14 715 pa 4.5水塔高度水塔高度取決于管道(系統(tǒng))的總阻力和自然水壓之間的差異。h塔高度=(h總-h本身)/9.81998.2=11.145m 5恒溫水源礦井冷卻系統(tǒng)實(shí)施5.1采煤面冷卻實(shí)施(1)封閉循環(huán)，套管傳熱，傳熱后冷水，用于將工作面移動到風(fēng)道頂部和道路兩側(cè)的噴霧冷卻，灑水收集2臺高壓泵，1臺使用，1臺備用。(2)使用開放循環(huán)時(shí)，直接使用恒溫水源，在工作面的入口路上方和道路兩側(cè)冷卻噴水裝置，根據(jù)道路條件收集噴水裝置，向下水道排放污水管道，或通

7、過自己的低級裝置流向地面。5.2運(yùn)行面上的冷卻實(shí)施(1)使用肺循環(huán)時(shí)，運(yùn)行面的冷卻直接利用恒溫水源的冷水。管道內(nèi)部直接小管道直徑、短通風(fēng)距離、傳熱不足等氣流和鋼管的直接傳熱，可以考慮多次往返的鋼管，以達(dá)到水溫度和風(fēng)溫度幾乎相同的傳熱目的。冷卻效果由通過的冷水量控制。(2)開式循環(huán)、礦井移動式噴霧空氣冷卻器直接噴霧恒溫水源冷水、噴水器從集水管中排出。冷卻效果由噴射數(shù)控制。5.3區(qū)域高溫點(diǎn)冷卻圍巖、煤壁、采空區(qū)老池塘、頂角老池塘等區(qū)域熱源位置的脂肪可以通過直接噴灑溫度和冷水來冷卻。5.4輔助冷卻地板車輛現(xiàn)場，大型車道的裝載噴霧，凈化噴霧，高溫地區(qū)礦區(qū)內(nèi)部各種淀粉噴霧，凈化噴霧，噴霧向后移動等改為使

8、用恒溫水源的噴霧等，實(shí)現(xiàn)輔助冷卻目的。5.5補(bǔ)充冷卻在夏季高溫期被排除在外，在部分地區(qū)冷卻為恒溫水源后，空氣溫度仍可能超過標(biāo)準(zhǔn)值。此時(shí)，可以對恒溫水源進(jìn)行冰冷卻，以滿足礦山的冷卻要求。6經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較6.1與地面集中機(jī)械冷卻系統(tǒng)投入相比，恒溫水源礦冷卻系統(tǒng)與地面集中機(jī)械冷卻冷卻系統(tǒng)有相似的方面，地下冷卻線大體相同。但是，昂貴的機(jī)械空調(diào)設(shè)備冷水機(jī)組和地面工廠，冷卻系統(tǒng)的末端設(shè)備和熱排放系統(tǒng)，道路工程也可以節(jié)約。建立恒溫水冷冷卻系統(tǒng)的總成本僅為建立地面中央空調(diào)系統(tǒng)的30%。6.2與地面集中機(jī)械制冷冷卻系統(tǒng)運(yùn)行成本比較。年產(chǎn)量300萬t礦山計(jì)算中，冷卻風(fēng)量12，000 m3/min，冷卻溫差7 為例，地面集中機(jī)械冷卻系統(tǒng)的冷卻能力2，000 kw以上，安裝機(jī)械的總功率1，000 kw以上(包括冷卻器、泵、冷水機(jī)組局部風(fēng)扇)；恒溫水冷冷卻系統(tǒng)只需4 m3/min的排水容量，總功率為100千瓦，即可滿足。可以看出，耗電量可以節(jié)省90%，恒溫水冷冷卻系統(tǒng)幾乎不需要設(shè)備備件、原材料消耗、維護(hù)費(fèi)用。在經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方面具有無可比擬的優(yōu)勢。6.3循環(huán)水管道可以與防塵噴水管道共享恒溫水源冷卻系統(tǒng)的再水管道共享，防塵噴水器應(yīng)該是現(xiàn)有的，