礦井降（jiàng）溫製冷係統（tǒng）的發展與相關（guān）案例

我國煤礦35%的采掘工作麵風流溫度超過30℃。根據煤炭資源開發和資源（yuán）保護資料顯示，在預測的煤炭資源總儲量中（zhōng）73.2%的儲量埋深在（zài）1000m以下（xià），預測（cè）圍岩溫度39～45℃，處於二級熱害區。在國外：西德伊本比（bǐ）倫煤礦現采深達（dá）1530m，地溫梯度1℃/43m，井底岩溫可（kě）達60℃，南非斯太總統金礦的工作麵深度超過3000m，原始岩溫度達63 ℃以上（shàng）。南非阿曼代巴爾特金礦(Aman-delbult)1號井工作麵（miàn）溫度高達（dá）55℃。

雖然礦（kuàng）井通風不僅為井下工人提供賴以生存的氧氣， 且可以衝淡井下有害氣濃度，降低井下（xià）溫度，是礦井安全（quán）生產的（de）重（chóng）要保障之一。但對於高溫礦井（jǐng），隻靠（kào）礦井（jǐng）通風不能解決高溫熱（rè）害（hài）。所以，傳統的礦井通風觀念（niàn）與常規的礦井通風方法已不能徹底解決高溫高濕的礦（kuàng）井熱害。

為提供可接受的礦井工作環境條件，當開采深度超過礦床極限開采深度（dù），機（jī）械製冷（lěng）降（jiàng）溫成為礦井熱害治理的必須（xū）手段。

1964-1975年，淮南九龍崗礦設計了我國第一個礦井局部（bù）製冷降溫係統；1982-1987年，山東新墳礦務局設計了我國第一個（gè）井下集中製冷降溫係統；1995年，山東礦業學院陳平等提出用壓氣引射器和製冷機結合進行礦（kuàng）井空調；2002年，新漢孫村礦-1100m水平降溫工程初步設計，並於2004年該冰冷低溫輻射降溫礦井空（kōng）調係統完成。

井下空氣環境複雜，製冷劑必須無毒、不可燃和無爆炸危險，由於氟裏昂使用的局限性，在有高溫蒸汽、高溫水（shuǐ）等餘熱的地方可采用（yòng）吸收式製冷機（jī）。新（xīn）近發展的分離氨係統輸冷方式是特製冷循環中的冷凝過程與（yǔ）蒸發過程分別設在地（dì）麵和井下的一種製冷（lěng）方式。

礦井空調係統的分類、適用情況及優缺點：

目前礦（kuàng）井空調係統根（gēn）據熱力學特點可分為四類，分別為機械製冷水降溫礦井空調係統、冰冷卻礦井空調（diào）係統、空氣壓縮製冷空（kōng）調係統。

(一) 機械製冷水降溫礦（kuàng）井空調係統

這些礦井空調係統, 若按製冷站所處的位置不同來分，可以分為以下四種基（jī）本類型。

1.井下集中式空調係統

該係統的製冷機設（shè）在井下，通過管道集中向各工作而供冷水，係統比較簡單供水冷管道短，沒有高低壓換熱（rè）器，僅有冷水循環管路。但必須在（zài）井下開鑿大斷麵峒室，它給施工和維護帶來困難，並且電機和控製設備（bèi）都需防爆，難度大、造價高。隨著開采深度的增加，井下集中空調係統的冷凝（níng）熱排放則成為突出的問題。這種布置形式隻適用於需冷量不太大的礦井。井（jǐng）下集中式空調係統按冷凝熱（rè）排係統的敷設方式的不同來分類（lèi），又可分成（chéng）四種不（bú）同的布置形式（shì）：回風流排（pái）熱、地麵冷卻塔排熱、地下水源排熱、幾種排熱方式混合排熱。根據不同的實際情況采用不同的敷設方式。

2.地麵集中式空調係統

該係統將製冷站設置（zhì）在地麵，冷凝（níng）熱也在地麵排放，在井下（xià）設置高低壓換熱器將一次高壓冷凍水轉換成二次低壓冷凍水，最後在用風（fēng）地點上用空冷器冷卻風流。這種空調係統有另外兩種形式，一種是集中冷卻礦井（jǐng）總（zǒng）進風，這種形式，在用風地點上空調效果不好（hǎo）, 而且經濟性較差（chà）；另一種是在用風地點上（shàng）采用高壓空冷器，這種形式安全（quán）性較差。實際上後兩種形式在深井中都不可采用。井下冷卻風流係統（tǒng），載冷劑輸送管道中的靜壓很大，所以必須在井下增設一個中間（jiān）換熱裝置(高低壓換熱器（qì）)。其中，高壓側（cè）的載冷劑循環管道承壓大，易被（bèi）腐蝕損壞，且冷損較大。

這（zhè）種（zhǒng）係統比較於井下集中式空調（diào）係統，製冷機不（bú）需要（yào）采取防爆措施，排熱方便，冷損失小，水頭壓力小，易安裝，便於運行管理。但此係統形式年運行時間不短、供冷距離短、要求水量大、凍水溫差（chà）小，這些缺點嚴重製約了其在深井的應用。當礦井非（fēi）預期（qī）的繼續（xù）向下開采的時候，該係統能夠（gòu）很方便的拓展成井下（xià）地麵聯合的礦井（jǐng）空調係統。此（cǐ）係統在1995年6月27日在孫村礦試運轉，試運行後，因各方麵（miàn）原因一直未在運行（háng）。根據經驗，應該是設備管道本身的（de）質量和現場安裝質量上出現問題。

3.井上、下聯合的混合空調係統

這種布置形式是在地麵、井（jǐng）下同時設（shè）置（zhì）製冷站, 冷凝（níng）熱在地麵集（jí）中排放。它實際上相當於兩級製冷，井下製冷機（jī）的冷凝熱是借助於地麵製冷機冷水係統冷卻。因井下的（de）最大限度的製冷容量受（shòu）製於相應的（de）空氣和水流的回流排熱能力，所以（yǐ）通常需要在（zài）地（dì）表（biǎo）安裝附加的（de）製冷機組。這就使得混（hún）合係統成為深井冷（lěng）卻降（jiàng）溫的必要。地下5000m處不（bú）同采深的礦井采用（yòng）的礦（kuàng）井冷卻空調係統和（hé）礦井設計的成本可以被專家確定，這些被確定的成本數據及實踐表明深井降（jiàng）溫最經濟的深（shēn）井冷（lěng）卻係統是地（dì）表製冷機組和地麵製冷機組聯合的混合冷卻係統。

該係統中（zhōng）設備（bèi）布置分散，冷媒循環管路複雜（zá），操作管理不便。但是它可提高一次（cì）載冷劑回水溫度，減少冷損；可利用一次載冷劑將井下製（zhì）冷機的冷凝（níng）熱帶到地麵排放，這樣就決定了（le）此係統（tǒng）能承（chéng）擔（dān）大負荷（hé），這些（xiē）是井下集中式和地（dì）麵集中式所缺少的品質。

4.井下分散局部空（kōng）調係統

從一定意義上講：當實際礦井工程（chéng）中隻需要在幾個點並且點（diǎn）點相（xiàng）隔較（jiào）遠時，如某幾（jǐ）個單獨的工作麵需（xū）要降溫，這時分散局部空調係統（tǒng）是（shì）一種高效經濟的降溫措（cuò）施（shī）。局部空調係統在我國（guó）應用得比較廣泛，在平頂山（shān）礦區，五礦己二采麵（miàn）采用一台製冷量為300kW的防爆（bào）製冷機組（zǔ）向己15-23071采而（ér）供冷，利用井下回風排放冷凝熱，效（xiào）果明顯，平均降溫幅度4 ℃；四礦戊九采而空調係統，采用（yòng）一台製（zhì）冷量為500kW的製冷機組向戊九采區的戊s-19140采而供冷，很好地滿（mǎn）足（zú）了（le）降溫（wēn）需求。新集一礦（kuàng）210807工作麵降溫, 都是采用的此係統形（xíng）式並取得良好的效果。

(二（èr）) 冰冷卻礦井空調係統

由於機械製冷水係統的水路係統的大壓力（lì）的局限性，近年來國內外（wài）使用（yòng）了新型的冰冷卻礦井空調係統。所謂冰冷卻空調係，就是（shì）利用地麵製冰廠製取的粒狀冰或（huò）泥狀冰，通過風力或水力輸（shū）送至井下的融冰裝置，在融冰裝置內，冰與井（jǐng）下空調（diào）回水直接換熱，使空調（diào）回（huí）水的溫度降低。冰冷卻降溫係統（tǒng）由製冰、輸冰和融冰三個環（huán）節組成。

該係統有其獨特的優點。首先，從井下用泵打回（huí）的水量隻是水冷卻係統水量的1 /4，這大大節約成本；其次，輸送到空氣冷卻器的水和冰直接熱（rè）交換，具有很高的熱（rè）交換效率，能產生1℃的冷水，這樣輸送到空（kōng）氣冷卻器的（de）水量需求明顯減少，從而減少了（le）冷凍水泵的輸送能耗；最後（hòu），能夠很順利的克服常用礦井空調（diào）係統的高靜水壓力和冷凝熱排放（fàng）困難等問題。

實際冷卻係統的對比評價證明：目前3000m以下的礦井降溫係統，即使在（zài）地表製（zhì）冰（bīng）費用不扉，其最（zuì）經濟的選擇方案（àn）是在地表安裝機組製取冰供井下用。這些都表（biǎo）明冰冷卻礦井空調係統的遠大的（de）應用前景。

南非Harmony金礦在1986年第一個采用冰冷卻係統進行礦井降溫。現（xiàn）在因為（wéi）礦井的關（guān）閉，降溫係（xì）統不再運行。最成功的礦井（jǐng）冰冷卻降溫係統是已經成功運行10年的ERPM礦井係統。ERPM係統的運行提供了寶貴的經驗和信息（xī），它適合於（yú）任何其他礦井冰輸送（sòng）係統。任何冰冷卻（què）係統的（de）一個重要問（wèn）題是管道的機械設計。專家發現（xiàn）冰塞（sāi）延著管道形成並在管道末端激烈釋放。冰塞的這種運動引（yǐn）起管道激烈的振動，從而導致對管道支撐的嚴重衝擊，特別是當管道和支（zhī）撐有足夠的空間時衝擊更具有破壞力（lì）。當使用低壓塑料管時，通過精密的支撐設計使得衝擊力降到最小是非常重要的。另外一個（gè）重要的問題是管道堵塞，主要發生在管道的末端，它可以通過適當的監控措施來避免。

2004年孫村煤礦采用了冰冷卻輻射降（jiàng）溫空調係統獲得了巨大（dà）的成功（gōng），並把這項工程（chéng）的技術和經驗成功地推向市（shì）場。

(三（sān）) 空氣壓縮（suō）式製冷礦井空調係統

空氣（qì）製冷空調有渦輪式空氣製冷、變容式空氣製冷、渦流（liú）管式空氣製冷和壓氣引射器製冷（lěng）等形式；由於後（hòu）三種形（xíng）式使用的局限（xiàn）性, 使得渦（wō）輪式空氣製（zhì）冷是目前最常用的礦井空調係（xì）統。

空氣壓縮（suō）製冷循環的製冷係數、單位質量製冷工質的致冷能力均小於（yú）蒸汽壓縮製冷係統，在產生相同製冷量的情況下，空氣壓縮式製冷係統需要較龐（páng）大的裝置，並且單（dān）位製冷量的投（tóu）資和（hé）年運行費用均高於蒸（zhēng）汽壓縮式係統。因此，全礦井采用空氣壓縮式製冷係統降溫的礦井降溫的礦井很少。

渦輪式空氣製冷利（lì）用壓縮空（kōng）氣經過渦輪絕熱膨脹做（zuò）功，從而使（shǐ）空氣製（zhì）冷。1993年7月，平頂山礦務（wù）局科研所和609研究所大膽借鑒空氣製冷技（jì）術在航空、製氧、石油等工業上的成功應用經驗，聯合（hé）研製成KKL-101無氟空氣製冷機，為我國礦井空調開辟了一條新（xīn）的途徑。

渦輪式空氣製冷（lěng）機係統（tǒng）用空氣製冷機作為高溫礦（kuàng）井空調終端，它（tā）相當於（yú）冷水機組係統中的空（kōng）冷器，其優點如（rú）下：係統簡單，沒有高低壓（yā）換熱器和空冷器（qì），輸冷管道少，承（chéng）壓小（xiǎo），材質要（yào）求低，施工技術難度低等；空氣製冷機本身無需電力（lì）驅動，無防爆問題，空氣既是製冷劑又是（shì）載冷劑，取之不盡，用之不竭，又無環境汙（wū）染問題，在高溫、高沼氣煤礦具有很好的應用前景（jǐng）。但也（yě）有其缺點：該係統（tǒng）需要礦（kuàng）井具有充足的壓縮氣源，與蒸氣壓縮式空調係統相比投（tóu）資（zī）和年運行費用較高。

礦井製冷降（jiàng）溫技（jì）術現狀：

井下集中製冷降溫：井下集中製冷降溫是將集中製冷站直接建在井底，將製冷機組提供的6℃冷凍水通過輸冷管（guǎn）道送至各個工作麵空冷器（qì）冷卻空氣，冷凍（dòng）水經空冷器熱（rè）交換後溫升至（zhì）12℃回到製冷機組，製冷機組冷凝熱由冷卻（què）塔排放至回風（fēng）巷，利用（yòng）回風帶走冷凝熱。

地麵集中製冷降溫：在副井井口附近地麵建集中製冷站，將製冷機組提供的冷凍水通過（guò）輸冷（lěng）管道送至井底經過熱交換器減壓換熱後回（huí）到地麵製冷機組，冷凝熱由（yóu）地麵冷（lěng）卻（què）塔直接排放到大氣中，井底（dǐ）熱交換器提供的6℃二次冷凍水通過輸冷管道送至各個工作麵空冷（lěng）器冷卻空氣，冷（lěng）凍水經空冷器熱交換後溫升至12℃回到換熱器。

地麵製冰站降溫：在副井井口附近設地麵（miàn）集中製冰站，在站內由螺杆製冷壓（yā）縮機組通過壓縮（suō）製冷劑進行蒸發吸熱釋放冷（lěng）量給製冰（bīng）機（jī），由立式內刮（guā）圓柱狀製冰機組製取-5℃的片冰，經過輸冰螺旋輸送機將片冰送至井口，通過在井筒中敷設的輸冰管路（管路入（rù）口安裝（zhuāng）漏鬥（dòu）和閘門），送至（zhì）井底融冰池，與融冰池中的水混合後變成3℃～5℃低溫冷水（shuǐ）。再由井底融冰硐室內供冷水泵沿輸冷管路將低溫冷水送至采掘工作（zuò）麵（miàn）。通過布置在采掘（jué）工作麵（miàn）的空冷器和噴淋方式對進入采掘工作麵的（de）風流進行（háng）降溫，空冷器（qì）16℃～17℃的回水經回水（shuǐ）管回至（zhì）井底融冰池內再次融冰，另一部分用於工作麵防塵和噴淋降溫，不再回流。製冰（bīng）機（jī）組的冷（lěng）凝熱由地麵冷卻塔直接排放（fàng）。

丁集煤礦製冷降溫（wēn）係統：

丁（dīng）集煤礦隸屬於淮滬煤電有限公司。井田地質儲量12.79億噸，可采儲量6.4億噸。礦井設計生產能力500萬噸/年，礦井（jǐng）服務年限92年，2007年12月份建（jiàn）成投產。

丁集煤礦地質構造複雜，斷層（céng）多，開采條件複雜，為典型的“三高一深”礦井，即（jí）高瓦斯、高地壓、高地溫，深井開采，還有衝擊地壓的傾向性，被淮礦集團公司列為開采難度最大礦井之一。

丁集礦熱害極為嚴（yán）重。根據地質勘探鑽井測溫結果表明，現生產的-900m水平地溫均在42℃，為二級熱（rè）害區。每年的（de）高溫季節，受地（dì）麵高溫（wēn）影響，井下（xià）溫度隨地麵大氣參數晝夜呈周期性變化，加劇了井下熱害程度，采掘工作麵進風溫度達30～34℃，回風溫度達36～40℃，采煤工作麵上（shàng）隅（yú）角高達45℃，濕度始終在95%以（yǐ）上。

在熱害治理上，2007～2008年夏季，礦山采用在采煤工作麵堆放（fàng）冰塊降（jiàng）溫、發放大量的冰凍飲用水和防暑降溫藥品、發放勞保短褲、增（zēng）加采煤工作麵風量（liàng）、加強局部通風、采用大氣降（jiàng）溫機（jī）降溫等各種（zhǒng）方式，但效果均不明顯。

礦井降（jiàng）溫係統主要包括地麵製冷係統和井下供冷係統，是熱電冷聯供項目的子係統（tǒng）。為了保證係統（tǒng）的安全性能，丁集煤（méi）礦經多方調（diào）研（yán）比（bǐ）較，最終選擇了德國西馬格（gé）特寶公司的井下降溫係統。

地麵製冷係統主要流程為（wéi）：冷媒回水→蒸汽型溴化鋰（lǐ）製冷（lěng）機→離心式電製冷機→冷媒水循環泵→冷媒供水。係統總製冷裝機容量為21MW。

製冷機的（de）供回水溫度18℃，由蒸汽型雙效溴化鋰冷水機組加離心式冷水機組串聯的兩級製冷（lěng）裝置實現。

第（dì）一級（jí）為蒸汽型雙（shuāng）效溴化鋰機組，將冷媒水由18℃降至5℃，選用3台冷功（gōng）率5000kw的蒸汽（qì）型雙效溴化（huà）鋰（lǐ）冷水機組；

第二級為離（lí）心式冷水機組，將冷媒水由8℃降至2.5℃，選用3台2000kw的離心式冷水機組。由一台蒸汽型雙效溴化（huà）鋰機組加一台（tái）離心式冷水機組（zǔ）組成一個製冷單元，二個單元運轉，一個單元備用。

井下供（gòng）冷係統：

井下供冷係統（tǒng）。主（zhǔ）要（yào）由高低壓轉換及分配係統、井下末端降溫設備和管路組成。

其係統流（liú）程為：地麵冷媒水供水→三腔冷媒分配器（PES）→輸（shū）冷供水管→東西部采區（qū）分配站→空冷器→輸冷回水管（guǎn）→二次循環水泵→三腔冷媒（méi）分配器→地麵冷媒水回水。

井下降溫末端設備主要由局部扇風機、空冷器、過濾器、儀表閥門、配電（diàn）及控製設備等組（zǔ）成。其中空冷器是（shì）實現供冷係統對工作麵風流進行降溫除濕的關（guān）鍵設備，丁集礦目前使用的是德國產冷功率為300KW和400KW的空冷器。

井下（xià）供冷管道的主幹管經主井井筒（tǒng）引入-826m製冷峒室，筒徑直徑為400mm。管道采用塑套鋼預製輸冷管，其內層為無縫鋼管，中間層為聚氨酯保溫層，外護層為高密度聚乙烯管，具備抗阻（zǔ）燃、抗靜（jìng）電、保溫性能強特點。

目前，丁集礦井下共有15個頭麵進行生產作（zuò）業，其中包（bāo）括2個（gè）采煤工作麵，4個煤（méi）巷掘進和9個（gè）岩巷掘進（jìn）麵。按照2010年井下（xià）降（jiàng）溫工作目標，采用三種（zhǒng）布置方式供冷，共安（ān）裝空冷器25個，實現了（le）高（gāo）溫采掘工（gōng）作麵全覆蓋。

丁集煤礦熱電冷聯供項目由瓦斯發電及餘熱利用、礦井集中降溫兩部（bù）分組成。項目從2006年12月開始籌劃，至2008年5月地麵工（gōng）程開工建設，至2009年6月礦井集中降溫係統建成並向井下供冷，2011年3月首（shǒu）台高濃度瓦斯發電機組實現並網發電（diàn）運行。

主（zhǔ）要（yào）設計參數：瓦斯發電先期總（zǒng）裝機功（gōng）率3.6MW，每小時消耗100％純CH4瓦斯氣量1200m3，可利用（yòng）發電機產（chǎn）生（shēng）的餘熱產生飽和蒸（zhēng）汽3t/h；降溫係統總（zǒng）製冷（lěng）裝（zhuāng）機容量為21MW。

主要設備配備：2台單機（jī）功率1800KW（奧地利顏巴赫）高濃瓦斯發電機組，3台單（dān）機製冷功率5MW（印度特邁斯）蒸汽（qì）式溴化鋰製冷機組，3台單機製冷功率2 MW（約克）離心式電製冷機組，1套交換能力（lì）為17.3 MW（德國西馬格特寶）井下（xià）三（sān）腔冷媒分配設備。

瓦斯發電及餘熱利（lì）用係統（tǒng）：丁集煤礦地麵瓦斯抽采泵站將抽出的高濃度煤層（céng）瓦斯氣輸送到熱電冷聯供（gòng）項目10000M3儲氣罐內，再由儲氣（qì）罐將定壓（yā）的瓦斯氣輸送至其預處（chù）理係統，經過過濾脫水增壓後輸送給高濃發（fā）電機組發電（diàn），然後以發電機（jī）組排出高溫煙氣作（zuò）為熱源（yuán），經配套的餘（yú）熱鍋爐產生0.6Mpa飽和蒸汽夏季用於礦井集中降溫的蒸汽式溴化鋰製冷機組動力，冬（dōng）季用於礦區地麵采暖。

瓦斯發電站所發的電其（qí）中（zhōng）一部分用於集中降溫所需的電力消耗，多餘的部分直接輸送到礦井10kV電網上，滿足（zú）礦（kuàng）井部分電力需求。

熱電聯供係統示意圖：

大規模井下集（jí）中降溫係統目前國內尚（shàng）不多見。丁集礦的井（jǐng）下降溫係統包括：集（jí）控指（zhǐ）揮係統，井下（xià）製冷單元、高低壓轉換等各子（zǐ）係統自動運行、閉式（shì）循環，實現了大係統集中控製，子係統自動運行。

應（yīng）用效果實例：

西一采區1262（1）工作麵為丁集礦首采工作麵（miàn），該麵走向長1853米，傾向長253米，溫度在40℃以上，加（jiā）之機電設備及落煤產生的熱量，實（shí）際溫度達41℃以上，濕度達100%，是典型的高（gāo）溫熱害工作麵。2008年高溫季節（jiē），工作麵給人的（de）感覺就是一個大火爐，上隅角溫度達45℃以上。安裝井下降溫係統後，情（qíng）況（kuàng）有了明顯的改善。

西二采區（qū）1422（1）采煤工作（zuò）麵，走向長1734米，傾向長240米，熱害危害程（chéng）度與首采麵1262（1）相同。2009年，在該麵安裝了6台（tái）（2400KW）空冷器供（gòng）冷降溫（wēn），溫度降低了3～5℃，濕（shī）度（dù）降為91%，作業環境得到了極大的改善。2009年的高溫季度，該麵共生（shēng）產煤炭81 萬噸，平均日產9000噸以上。

1141（3）綜采工作麵，平均地溫（wēn）40℃，降溫前（qián）工作麵預測溫度37℃以上，濕度達95%～100%。該工作麵采用進風流階梯式（shì）集中方式降溫後，平均溫度始終保持在30℃左右，濕度降到92%左右。

1412（1）底抽巷（xiàng），設計長度2446米，由一路局扇供風，供風距離（lí）長，巷道內有6部皮帶、1部岩巷（xiàng）綜掘機和2台變壓器，機械電氣設備散熱量大。2009年6月份，該工作麵溫度高達37℃左右，濕度達100％。2009年7月對該巷道實（shí）施降溫後，迎（yíng）頭溫度保持在30℃左（zuǒ）右，濕度降到86％左右，作業環境得到（dào）明顯改善。2009年7月份，1412（1）底抽巷取得了（le）月進尺203米的好成（chéng）績。

1412（1）高抽巷，2010年5月份（fèn），工作麵溫度達34℃以上，濕度達（dá）92％以上。采用掘進工作麵串接直供式降溫後，體感溫度為27℃左右，濕度降到66％左右。

西二13-1回風大巷，2010年5月份，工作（zuò）麵溫（wēn）度達33℃以上，濕度達96％以上（shàng）。7月份，采用掘進工作麵串接直供（gòng）式降溫後，掘進工作麵溫度降到25℃左右（yòu），濕（shī）度降到（dào）83％左右。

謝橋、新巨龍煤礦製冷降溫係統：

謝（xiè）橋煤礦（kuàng）位於安（ān）徽省潁上縣東北部，距潁上縣（xiàn）城約20公（gōng）裏，對原有礦井係統實施改擴建（jiàn），目前礦井（jǐng）生產能（néng）力達1000萬噸/年。礦井采用主井、集中運輸大巷，分石（shí）門和上下山（shān）開拓（tuò）方式，共劃分為四個采區（qū），即東一、東二（èr）、西一、西二，該井田劃分兩個水平（píng），其中第二水平-900m，平均地（dì）溫為43℃。

地麵製冷係統：

地麵製冷係統主要流程為：冷媒回水→蒸汽型溴化（huà）鋰製冷機（jī）→離心式電製冷機→冷媒水循環泵→冷（lěng）媒供水。係（xì）統總製冷裝機容量為10994.5KW。製冷機的供回水溫度18℃，由蒸汽型溴化鋰冷水機（jī）組加離心式冷水機組串聯的兩級製冷裝置實現。第一級為蒸汽型（xíng）溴（xiù）化鋰機組，將冷媒水由18℃降至5℃，第二級為離心式冷水機組，將冷媒水由8℃降至2.5℃。由一台蒸（zhēng）汽型溴化鋰機組加一（yī）台離心式冷水機組（zǔ）組成一個製冷單（dān）元。備用一台1805.5KW離心式冷水機組。

井下高低壓熱交換係統：

井下高低壓熱交換係統主要由高低壓換熱器（間接交（jiāo）換）及分配係統（tǒng）、空（kōng）冷器和（hé）管路組（zǔ）成（chéng）。其係統流程為：井下循環水（21℃）→高低壓換熱器（WAT）→輸冷供水管（水溫6℃）→東西（xī）部采區（qū）分配站→空冷器→輸冷回水管（水溫21℃）→二次循環水泵(變頻)→高低壓換熱器（WAT）。

應用效果：

皮帶順槽空冷器進口空（kōng）氣溫度33.8℃，濕度53.5%；出（chū）口空氣參（cān）數20.9℃，濕度73.1%。

皮帶順槽空冷器進口空氣（qì）溫度32.4℃，濕度67.1%；出口空氣參數19.3℃，濕度85.2%。

龍固煤礦簡介：

龍固煤礦位於魯西南巨（jù）野煤田的中南部，設計生產能力6.00M/a，2013年生產原煤超（chāo）1000萬噸，主要開采（cǎi）水平為-810m，局部開采深（shēn）度超過（guò）1000m，具有高地熱特征（zhēng）。根（gēn）據礦井地（dì）質資料，平均地（dì）溫梯度2.88℃／100ｍ，其中非煤係地層平均地溫梯度2.52℃／100ｍ，煤係地（dì）層平均地（dì）溫梯度3.23℃／100ｍ。礦井（jǐng）主采３＃煤層，底板溫度（dù）平均41.38℃，3＃煤層全部處於（yú）一級或二級高溫區。

製冷係統（tǒng）組成：

（1）井下製冷機組

井下製冷機組采用（yòng）德國WAT公司KM3000機組，單機製冷量可達3300KW，目前安裝九台機組（一期三台、二期六（liù）台）。根據《煤礦井下熱（rè）害防治設計規範》的要求，當采用井下集中式製（zhì）冷降溫方式時，製（zhì）冷機出水溫度不應高（gāo）於（yú）5℃。製冷機組出水溫度確（què）定為3℃，另外，供水與回水的大溫差對整個係統更有利，國外一般為15℃，從（cóng）設備運行（háng）安全性、穩定性及使用情況等方麵考慮，采用3℃／18℃的供回水溫差（chà）。

（2）冷卻水係統

結合地麵冷卻機房（fáng）的（de）布置，選（xuǎn）用兩台方形橫流塔作為冷（lěng）卻塔。與井下製冷機組相配套，選用3台冷卻（què）水循（xún）環泵。由於冷卻塔存在蒸發損失、風吹（chuī）損失（shī）及排汙（wū）損（sǔn）失，且補水要求為軟化水，需計算出需補水量並安裝配（pèi）套補水設備。在地麵打鑽孔，下（xià）兩趟冷卻水（shuǐ）管，與井下製冷係統（tǒng）相連接，實（shí）現冷卻，並在地麵排放冷凝熱。

（3）散冷係統

輸冷管采用無縫（féng）鋼管（guǎn），輸冷管的隔熱保冷結構采用（yòng）塑套鋼預製成（chéng）型保溫管，其內工作管為（wéi）無（wú）縫鋼管，中間層為聚氨（ān）酯（zhǐ）發泡保溫層，外護管為雙抗高密度聚（jù）乙烯管。將（jiāng）冷水輸送到采掘工作麵後，采用空氣冷卻器（qì）散冷方式對采掘工作麵進行散冷降溫。龍固煤礦采用了德國先進的RWK-450型空冷（lěng）器，確保了空冷（lěng）器的散冷效（xiào）率。

製冷餘熱利用係統

井下集中製冷係統充分考慮了能源的有效利用，在冷卻水循環（huán）係統中，建立了製（zhì）冷餘熱利用係統，將從井下帶回地麵的熱水，充分利用其有效熱能，用於員工冬季供暖及生活熱水等，熱量得到有（yǒu）效利（lì）用後，經處理再返回冷卻塔進行冷卻，這（zhè）樣就（jiù）節省了部（bù）分（fèn）能源（yuán），起到了（le）節能的效果（guǒ）。製（zhì）冷餘熱利用係統如下（xià）圖所示。

應用效果：

1、地麵埋管式井下集中製冷降溫係統可以（yǐ）自由選擇鑽孔位（wèi）置（zhì），處於冷負荷中心，大大減少冷凍水在輸送過程中冷量損失，井下製冷機組的能效（xiào）比（４～5）較高，大大節省了係統運行成本。

2、由於冷損（sǔn）最小，末端空冷器設備供水溫度低，降溫效果好，同時還（hái）可以節約運行成本。

3、建（jiàn）立了製冷餘熱利用係統，在解決了製冷（lěng）的同時，又為（wéi）地麵提高了（le）熱源，起到了互補的作用。餘熱用（yòng）於員（yuán）工冬（dōng）季供暖及生（shēng）活熱水，節省了一（yī）大筆費（fèi）用，同時，由於利用（yòng）了一部分熱量，在一定程度上（shàng）就減（jiǎn）少了冷卻（què）塔（tǎ）的（de）負荷，降低了冷卻塔的部分費用。餘熱係統將冷卻（què）水循環利用，同時（shí）又有簡單的水處理係統，可以有效節約水資源，提高了資源的利用率。

4、該降溫係統使礦井主要（yào）作業地點溫度平均降低了8℃，為（wéi）井下創造了良（liáng）好的作用環境，具（jù）有很大的社會效益和經濟效益。