金宝屯煤矿井下地热危害及防治技术

摘要:煤矿地热是影响煤矿安全生产、危害煤矿工人健康的客观因素和自然条件。因此,在煤矿生产过程中要根据不同情况采取不同的措施来解决地热危害,给井下人员以良好的作业环境,确保他们的身体健康和安全生产。金宝屯煤矿地热的预防和治理,为改善井下作业现场空气条件总结了新的经验。

关键词:地热;设备散热;空气温度;防治措施

中图分类号:TB

文献标识码:A

文章编号:1672-3198(2010)21-0326-01

1 矿井概况

辽矿集团公司所属的金宝屯煤矿,位于内蒙古自治区科尔沁左翼后旗查日苏镇乌兰村内,设计年产量为90万吨,服务年限52.9年,井口地面标高为+130.0-+132.5m,井下煤层储存在-540-770m之间,距地表垂深640-890m,矿井开拓方式为双立井单水平开拓,开采水平为-650m,矿井通风方式为中央并列式,主井回风,副井入风,矿区气候为大陆性气候,7月份为最高气温,最高为+35.9℃,平均+24℃。尤以7、8、9月份气候潮湿和炎热。

2 金宝屯矿采区准备和生产采区的地热之呈现

2.1 N102首采区准备期间地热之呈现

入风顺槽送出300m即没过F28断层时,温度传感器出现的记录为+24.1℃-24.6℃,回风顺槽在300m之内为+24.3℃-+25.1℃,回风侧为25.8℃-26.7℃。送到500m后,入风温度达到+25.4℃-+26.3℃,回风侧为25.8℃-26.7℃。到800时,入风温度为26.5℃-27.4℃。回风侧为26.8℃-28.3℃;尤其回风送到1276m掘开切眼时温度达到31.2℃。

2.2 首采区开采地热之呈现

首采区(N102区)形成后,入回风顺槽温度有很大下降,入风温度监测探头显示为24.5℃,回风侧温度监测探头显示为26.7℃。但工作面开采后,随着机械设备的运转,回风侧最高温度为29.8℃。尤其是人员走到回风最后的400m,感到缺氧闷热喘不过气来。

N106区的准备时就呈现的最强烈,最高温度达到过35℃,造成人员走不动、中暑等情况发生多次。

在N102区和N106区回采过程中,工作面最上边50-80m,工人热的全身发汗喘不过气来,也是时常发生的事。

3 井下高温的原因分析

(1)地温的影响。在恒温带以下,随着采深增加,井下地温逐渐升高,采区准备随着走向的变长,通风距离的加长,温度逐渐增加,经过实践证明,采区准备期间走掘进长度每增加300-500m,温度就增加1℃-2.7℃,掘进超过700m时空气温度达到27℃以上,掘进达到1000m时,温度达到33.4℃甚至35℃,采区走向长度也是影响井下空气温度的主要因素。

(2)电气设备散热影响。由于金宝屯矿属于现代化矿井,井下用的电气设备多,容量大,机电设备的输入功率中,有效功率克服摩擦所耗能量转化为热能散发到空气中,使风流温度升高;其无效功率也转化为热能而散发使风流升温。

(3)地面大气气温的影响。夏天进入井下的风流已大于26℃,尤其是6、7、8、9月份持续高温会使矿井入风风流的温度增加很高,导致采掘工作面空气温度升高。

(4)人体散热也使风流温度升高。

(5)井下通风距离长,新风流克服通风阻力也使巷道空气温度升高。

4 地热的严重灾害

4.1 作业人员生理原因不适

人在超过一定温度的环境中作业,产热量不得及时散发可是产生热蓄积,热环境使人体的各个功能发生变化,表现在水盐代谢,循环、消化系统等方面,这些变化在一定限度时,属于适应性反应超过人体限度时,则发生不良反映,比如在N102区回风巷最后400m和N106区准备区掘进道口700m以内时,空气温度较高,只是行走便全身出汗。温度达26°C-30°C时汗涌中水分占98%,其它是氯化纳,因此大量出汗使人失去水分和盐分,如不及时补充,则水分平衡失调,最后脱水、缺盐、使尿液浓缩,加重肾脏负担,会出现恶心呕吐等现象。

4.2 劳动效率极低

环境的热状况对职工效率的影响非常明显,超过1℃工人的劳动效率降低10-15%,当温度在28℃-31℃时,劳动效率明显下降。

4.3 易造成事故

在闷热的环境中,人的中枢神经产生抑制,大脑皮层兴奋过程减移,条件反射潜伏期延长,精力不集中,好睡觉,身体协调性较慢,体力下降,反应不敏锐,因此容易发生事故。

5 井下高温防治措施

5.1 通风降温

增加风量是矿井降温的主要方式,我矿针对N106区和N101区开采,采取加大风量的方法降低采区空气温度。根据不同的温度增加不同的风量,从而使采区回采期间的工作面以及回风巷的温度得到了有效的控制,同时采取加强失修巷道翻挑,扩大巷道断面,保证巷道的通风断面。在采区准备期间采用30kw×2对旋风机将风筒采用ф800mm,送到300m以后,加15KW×2对旋助吹风机,采用400mm风筒,使出口风量达到270m/min,从而掌子头温度降低到2℃以下。

5.2 冷却水降温

充分利用井筒涌水和各地点的水源设施安设常开水幕,降低副井进风风流空气温度。首先是用温度在16℃的冷水输入到加热室的暖气里边,通过冷水制冷进入副井井筒里;其次是在副井井筒设两道U型或环形“喷雾装置”的制冷管。第三是在副井出车线制作12道环型喷雾装置,将入管路中的冷却水以喷雾形式与井下空气结合,达到降温。这些方法使副井入风空气温度从原来的23℃降到18℃,效果非常好。

5.3 加强高温作业人员的生活保健工作

在N101区和N105区回采工作面及排风系统作业的人员,每天安排专人给井下高温地点作业人员送绿豆水和茶水来缓解他们的疲劳。