第三部分： 谢桥、新巨龙煤矿制冷降温系统
谢桥煤矿简介：
谢桥煤矿位于安徽省颍 上县东北部，距颍上县城 约20公里，对原有矿井系 统实施改扩建，目前矿井 生产能力达1000万吨/年。 矿井采用主井、集中运输 大巷，分石门和上下山开 拓方式，共划分为四个采 区，即东一、东二、西一 、西二，该井田划分两个 水平，其中第二水平900m，平均地温为43℃。
热电联供系统示意图
第二部分： 丁集煤矿制冷降温系统
大规模井下集中降温系 统目前国内尚不多见。丁 集矿的井下降温系统包括： 集控指挥系统，井下制冷 单元、高低压转换等各子 系统自动运行、闭式循环， 实现了大系统集中控制， 子系统自动运行。
第二部分： 丁集煤矿制冷降温系统
第二部分： 丁集煤矿制冷降温系统
第二部分： 丁集煤矿制冷降温系统
主要设备配备： 2台单机功率1800KW（奥地利颜巴赫）高 浓瓦斯发电机组，3台单机制冷功率5MW（印度特迈斯）蒸汽 式溴化锂制冷机组，3台单机制冷功率2 MW（美国约克）离 心式电制冷机组，1套交换能力为17.3 MW（德国西马格特宝） 井下三腔冷媒分配设备。

第二部分： 丁集煤矿制冷降温系统

在副井井口附近地面建集中制冷站，将制冷机组提供的冷冻水通 过输冷管道送至井底经过热交换器减压换热后回到地面制冷机组， 冷凝热由地面冷却塔直接排放到大气中，井底热交换器提供的 6℃二次冷冻水通过输冷管道送至各个工作面空冷器冷却空气， 冷冻水经空冷器热交换后温升至12℃回到换热器
第一部分： 矿井制冷降温技术现状
矿井制冷降温 技术调研
矿井制冷降温技术现状
第二部分 丁集煤矿制冷降温系统
第三部分 谢桥、新巨龙煤矿制冷降温系
统

第四部分 调研结论
第一部分： 矿井制冷降温技术现状

1、常用井下降温方式（非人工制冷）

通风降温
预冷进风风流
隔绝热源 疏干热含水层

个体防护
井下降温末端设备主要由局部扇风机、空冷器、过滤 器、仪表阀门、配电及控制设备等组成。其中空冷器是实 现供冷系统对工作面风流进行降温除湿的关键设备，丁集 矿目前使用的是德国产冷功率为300KW和400KW的空冷器。

井下供冷管道的主干管经主井井筒引入-826m制冷峒室， 筒径直径为400mm。管道采用塑套钢预制输冷管，其内层为 无缝钢管，中间层为聚氨酯保温层，外护层为高密度聚乙烯 管，具备抗阻燃、抗静电、保温性能强特点。
第一部分： 矿井制冷降温技术现状

2、人工制冷

井下集中制冷降温；

井下集中制冷降温是将集中制冷站直接建在井底，将制冷机组提 供的6℃冷冻水通过输冷管道送至各个工作面空冷器冷却空气， 冷冻水经空冷器热交换后温升至12℃回到制冷机组，制冷机组 冷凝热由冷却塔排放至回风巷，利用回风带走冷凝热。

地面集中制冷降温；

第三部分： 谢桥、新巨龙煤矿制冷降温系统

井下高低压热交换系统
井下高低压热交换系统主要由高低压换热器（间接交 换）及分配系统、空冷器和管路组成。其系统流程为： 井下循环水（21℃）→高低压换热器（WAT）→输冷供水 管（水温6℃）→东西部采区分配站→空冷器→输冷回水 管（水温21℃）→二次循环水泵(变频)→高低压换热器（ WAT）。
第二部分： 丁集煤矿制冷降温系统
制冷机的供回水温度18℃， 由蒸汽型双效溴化锂冷水机组 加离心式冷水机组串联的两级 制冷装置实现。 第一级为蒸汽型双效溴化 锂机组，将冷媒水由18℃降至 5℃，选用3台冷功率5000kw的 蒸汽型双效溴化锂冷水机组； 第二级为离心式冷水机组， 将冷媒水由8℃降至2.5℃，选 用3台2000kw的离心式冷水机 组。由一台蒸汽型双效溴化锂 机组加一台离心式冷水机组组 成一个制冷单元，二个单元运 转，一个单元备用。
第二部分： 丁集煤矿制冷降温系统
目前，丁集矿井下共有 15个头面进行生产作业， 其中包括2个采煤工作面， 4个煤巷掘进和9个岩巷掘 进面。按照2010年井下降 温工作目标，采用三种布置 方式供冷，共安装空冷器 25个，实现了高温采掘工 作面全覆盖。

第二部分： 丁集煤矿制冷降温系统
丁集煤矿热电冷联供项目由瓦斯发电及余热利用、 矿井集中降温两部分组成。项目从2006年12月开始筹 划，至2008年5月地面工程开工建设，至2009年6月矿 井集中降温系统建成并向井下供冷，2011年3月首台高 浓度瓦斯发电机组实现并网发电运行。 主要设计参数：瓦斯发电先期总装机功率3.6MW， 每小时消耗100％纯CH4瓦斯气量1200m3，可利用发电 机产生的余热产生饱和蒸汽3t/h；降温系统总制冷装 机容量为21MW。
第三部分： 谢桥、新巨龙煤矿制冷降温系统
蒸汽式溴化锂制冷机组
离心式电制冷机组
井下高低压换热器
空冷器
第三部分： 谢桥、新巨龙煤矿制冷降温系统

应用效果


皮带顺槽空冷器进口空气温度33.8℃，湿度53.5%；出口 空气参数20.9℃，湿度73.1%。 皮带顺槽空冷器进口空气温度32.4℃，湿度67.1%；出口 空气参数19.3℃，湿度85.2%。

地面制冰站降温
在副井井口附近设地面集中制冰站，在站内由螺杆制冷压缩 机组通过压缩制冷剂进行蒸发吸热释放冷量给制冰机，由立式 内刮圆柱状制冰机组制取-5℃的片冰，经过输冰螺旋输送机将 片冰送至井口，通过在井筒中敷设的输冰管路（管路入口安装 漏斗和闸门），送至井底融冰池，与融冰池中的水混合后变成 3℃～5℃低温冷水。再由井底融冰硐室内供冷水泵沿输冷管路 将低温冷水送至采掘工作面。通过布置在采掘工作面的空冷器 和喷淋方式对进入采掘工作面的风流进行降温，空冷器16℃～ 17℃的回水经回水管回至井底融冰池内再次融冰，另一部分用 于工作面防尘和喷淋降温，不再回流。制冰机组的冷凝热由地 面冷却塔直接排放。
第二部分： 丁集煤矿制冷降温系统

井下供冷系统 井下供冷系统。 主要由高低压转换及 分配系统、井下末端 降温设备和管路组成。
其系统流程为： 地面冷媒水供水→三 腔冷媒分配器（PES） →输冷供水管→东西 部采区分配站→空冷 器→输冷回水管→二 次循环水泵→三腔冷 媒分配器→地面冷媒 水回水。
第二部分： 丁集煤矿制冷降温系统
第三部分： 谢桥、新巨龙煤矿制冷降温系统

地面制冷系统
地面制冷系统主要流程为：冷媒回水→蒸汽型溴化锂制 冷机→离心式电制冷机→冷媒水循环泵→冷媒供水。系统 总制冷装机容量为10994.5KW。制冷机的供回水温度18℃ ，由蒸汽型溴化锂冷水机组加离心式冷水机组串联的两级 制冷装置实现。第一级为蒸汽型溴化锂机组，将冷媒水由 18℃降至5℃，第二级为离心式冷水机组，将冷媒水由8℃ 降至2.5℃。由一台蒸汽型溴化锂机组加一台离心式冷水机 组组成一个制冷单元。备用一台1805.5KW离心式冷水机 组。

丁集矿热害极为严重。根据地质勘探钻井测温结果表明， 现生产的-900m水平地温均在42℃，为二级热害区。每年的高 温季节，受地面高温影响，井下温度随地面大气参数昼夜呈 周期性变化，加剧了井下热害程度，采掘工作面进风温度达 30～34℃，回风温度达36～40℃，采煤工作面上隅角高达 45℃，湿度始终在95%以上
第二部分： 丁集煤矿制冷降温系统

在热害治理上，2007～2008年夏季，矿山采用 在采煤工作面堆放冰块降温、发放大量的冰冻饮用 水和防暑降温药品、发放劳保短裤、增加采煤工作 面风量、加强局部通风、采用大气降温机降温等各 种方式，但效果均不明显。
第二部分： 丁集煤矿制冷降温系统
矿井降温系统主要包括地面 制冷系统和井下供冷系统，是热 电冷联供项目的子系统。为了保 证系统的安全性能，丁集煤矿经 多方调研比较，最终选择了德国 西马格特宝公司的井下降温系统。 地面制冷系统主要流程为： 冷媒回水→蒸汽型溴化锂制冷机 →离心式电制冷机→冷媒水循环 泵→冷媒供水。系统总制冷装机 容量为21MW。

第二部分： 丁集煤矿制冷降温系统

1412（1）高抽巷，2010年5月份，工作面温度达34℃以 上，湿度达92％以上。采用掘进工作面串接直供式降温后， 体感温度为27℃左右，湿度降到66％左右。 西二13-1回风大巷，2010年5月份，工作面温度达33℃以 上，湿度达96％以上。7月份，采用掘进工作面串接直供式 降温后，掘进工作面温度降到25℃左右，湿度降到83％左右。
第三部分： 谢桥、新巨龙煤矿制冷降温系统/新巨龙煤矿

龙固煤矿简介： 龙固煤矿位于鲁西南 巨野煤田的中南部，设计生 产能力6.00M/a，2013年 生产原煤超1000万吨，主 要开采水平为-810m，局部 开采深度超过1000m，具 有高地热特征。根据矿井地 质资料，平均地温梯度 2.88℃／100ｍ，其中非煤 系地层平均地温梯度2.52℃ ／100ｍ，煤系地层平均地 温梯度3.23℃／100ｍ。矿 井主采３＃煤层，底板温度 平均41.38℃，３＃煤层全 部处于一级或二级高温区
第二部分： 丁集煤矿制冷降温系统
1141（3）综采工作面，平均地温40℃，降温前工作面预测 温度37℃以上，湿度达95%～100%。该工作面采用进风流阶 梯式集中方式降温后，平均温度始终保持在30℃左右，湿度 降到92%左右。

第二部分： 丁集煤矿制冷降温系统
1412（1）底抽巷，设计长度2446米，由一路局扇供风， 供风距离长，巷道内有6部皮带、1部岩巷综掘机和2台变压 器，机械电气设备散热量大。2009年6月份，该工作面温度 高达37℃左右，湿度达100％。2009年7月对该巷道实施降温 后，迎头温度保持在30℃左右，湿度降到86％左右，作业环 境得到明显改善。2009年7月份， 1412（1）底抽巷取得了 月进尺203米的好成绩。
瓦斯发电及余热利用系统：丁集煤矿地面瓦斯抽采泵站将 抽出的高浓度煤层瓦斯气输送到热电冷联供项目10000M3储 气罐内，再由储气罐将定压的瓦斯气输送至其预处理系统， 经过过滤脱水增压后输送给高浓发电机组发电，然后以发电 机组排出高温烟气作为热源，经配套的余热锅炉产生 0.6Mpa饱和蒸汽夏季用于矿井集中降温的蒸汽式溴化锂制 冷机组动力，冬季用于矿区地面采暖。 瓦斯发电站所发的电其中一部分用于集中降温所需的电力 消耗，多余的部分直接输送到矿井10kV电网上，满足矿井部 分电力需求。