冷風隔帳控制高溫回采工作面作業區環境溫度的方法與流程

本發明屬于控制受高溫熱源影響的回采工作面作業區熱害的一種方法，適用于受高溫熱源影響作業環境溫度超標的回采工作面。

背景技術：

隨著礦井開采深度的增加和采掘機械化程度的提高，我國越來越多的礦井出現了高溫熱害，高溫熱害問題已成為深部礦井開采普遍面臨的自然災害之一。據相關資料統計，目前我國已有30多對礦井采掘工作面風流溫度達到了30℃以上，有的甚至高達37℃，這對工作面作業人員的身心健康和安全造成了嚴重威脅，已嚴重制約了煤礦安全高效開采。

為了解決礦井熱害問題，目前，很多高溫熱害礦井都采用了礦井降溫系統。但是，由于井下高溫采煤工作面是一特定的開放式降溫大空間，在這一特定的降溫空間里存在有大功率開采設備及不斷破碎的高溫煤巖體，高溫熱源分布散而且廣，所以，為了消除這些熱源產生的不利影響，在原有的降溫設計中，工作面需冷量主要是在工作面進風巷進行集中釋放。這樣雖然降溫工藝比較簡單，但往往會造成工作面進回風溫差大，降溫系統裝機冷負荷高，能耗大，而降溫效果差等問題，無法從根本上消除作業工作面熱害對作業人員的身心健康和安全造成的嚴重威脅。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種控制受高溫熱源影響的回采工作面作業區熱害的一種方法。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：

①發明一種適用于受高溫熱源影響的回采工作面作業區熱害控制的方法，主要采用冷風隔帳在回采工作面開采區與作業區之間形成無障礙分區隔離，以降低回采工作面作業區受高溫熱源的影響，達到控制回采工作面作業區環境溫度均衡達標的目的。

②通過在進風巷頂板吊掛空氣分配裝置下送冷風，進風巷冷風口靠近巷道進風方向右側，其距離右側巷幫為1.5m，將進風巷道人行通道與運煤皮帶隔離；在回采工作面頂板支架下吊掛空氣分配裝置下送冷風，回采工作面冷風口靠近采空區側，其距離采空區側為1.5m，將回采工作面開采區與作業區隔離。

③空氣分配裝置具體結構：空氣分配裝置主要有2部分構成，一是由抗靜電輕質玻璃鋼制成的均壓箱體，外圍尺寸為1.5m×0.5m×0.5m，進風和出風端安裝快速接口。箱體頂部安裝固定架，便于吊掛在巷道頂板或支架上，懸掛間距不得超過0.2m；二是均壓箱體下端的可調節風口，風口尺寸為1.0m×0.1m～0.2m，風口四周安裝有調節導風板，立面調節角度為0°～45°，一般前、后調節導葉設定為45°，左調節導葉設定為10°，右調節導葉設定為25°。

④空氣分配裝置連續布置的具體結構：每個空氣分配裝置之間用抗靜電可伸縮性風管連接，便于滿足綜采支架的移動，送風口間距視垂直送風高度而定，一般取垂直送風高度1～1.2倍。空氣分配裝置連續布置長度視具體工作面情況而定，一般從進風巷制冷機組開始連接至回采工作面下端。

⑤每個空氣分配裝置送風口風速不得低于3m/s。

⑥在進風巷道制冷機組上安設回采工作面作業區溫度和冷風口靜壓監測控制系統以檢驗冷風幕切割、阻熱降溫的效果。

本發明的有益技術效果在于：

①采用冷風隔帳在回采工作面開采區與作業區之間形成無障礙分區隔離，以降低回采工作面作業區受高溫熱源的影響，達到了有效控制作業區熱害的目的。

②通過工作面無障礙分區隔離降溫系統，對綜采面部分熱源形成了有效隔離，從而減少了大量冷負荷的不必要浪費，提高了冷量的利用效率，同時，又不會對回采工作面生產產生不利的影響。

③無障礙隔離分區降溫系統，在對工作面熱源進行有效隔離的同時，還對煤壁側生產過程中產生的大量煤塵起到了一定隔塵效果，便于回采工作面集中降塵處理。

本發明使用于以下類型采煤工作面：

①綜采工作面。②普采工作面。③單體液壓支架機采工作面。

附圖說明

圖1回采工作面分區及冷風隔帳控制系統布置示意圖。

圖2空氣分配裝置結構示意圖。

圖3冷氣送風口導葉調節器布置示意圖

圖4空氣分配裝置連續布置示意圖

圖中：1-回風巷2-作業區3-采空區4-回采工作面5-進風巷6-煤層7-開采區8-進口快速接頭9-吊掛固定架10-出口快速接頭11-均壓箱體12-后調節導葉13-冷氣送風口14-前調節導葉15-后導葉調節器16-前導葉調節器17-左右導葉調節器18-進風方向19-回風方向20-溫度與風壓檢測控制系統21-制冷系統22-可伸縮性風管

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步說明。

冷風隔帳控制回采工作面作業區熱害的機理：回采工作面在開采過程中熱害的產生是一個極其復雜的過程。通過現場熱害調查分析發現，產生熱害的高溫熱源主要來自于大功率開采設備和不斷破碎的高溫煤巖體，為了消除這些高溫熱源造成的熱害影響，在原有的降溫設計中，是將整個回采空間作為冷負荷計算范圍，并將回采工作面需冷量在進風巷集中釋放。這樣雖然降溫工藝比較簡單，但會造成工作面進回風溫差大，冷負荷高，能耗大，降溫效果不理想等問題，尤其是造成了不必要的大量冷負荷浪費，因為，調研發現回采工作面作業人員活動作業區范圍主要分布在靠近采空區一側，大量高溫熱源處在基本無作業人員活動的開采區，所以，在節能降耗和實際需求設計理念指導下，沒有必要對整個采煤作業空間進行降溫處理，只需對作業人員活動作業區范圍內的空氣進行降溫調節。那么，如何將處在同一空間內的作業區和開采區有效分離開，且又不影響正常生產。主要采用的技術方法是通過在進風巷道和回采工作面頂部特定的位置連續布置空氣分配裝置下送冷風，在回采工作面開采區和作業區之間形成冷風幕，對巷道風流沿軸線立面進行切割，阻隔開采區高溫熱源對作業區的影響，同時布設回采工作面作業區溫度和冷風口靜壓監測系統以檢驗冷風幕切割、阻熱降溫的效果。

冷風隔帳控制回采工作面作業區熱害的方法：在進風巷道和回采工作面頂部特定的位置連續布置空氣分配裝置下送冷風，利用噴射氣流切割巷道風流組合形成冷風隔帳。

冷風隔帳控制回采工作面作業區熱害的適用條件：回采工作面高溫熱源較多較散，且多位于煤壁一側；全面降溫效果不明顯的回采工作面；機械化開采工作面等。

冷風隔帳控制回采工作面作業區熱害系統的施工方法：首先，通過回采工作面空氣熱物理參數測試資料確定回采工作面熱害程度，以決定是否要采用冷風隔帳方法控制回采工作面作業區熱害。其次，確定采用冷風隔帳方法控制回采工作面作業區熱害的相關參數，如空氣分配裝置個數，需要安裝的位置，冷風口風速、風量和風壓等。第三，為了檢驗冷風隔帳控制回采工作面作業區熱害效果，需要在回采工作面作業區和冷風口布設溫度、靜壓探頭以檢驗冷風幕切割、阻熱降溫的效果。

冷風隔帳控制回采工作面作業區熱害效果分析：冷風隔帳控制回采工作面作業區熱害的最終效果需要通過回采工作面作業區溫度和冷風口靜壓監測數據比較來確定是否達到了作業區降溫標準。

以上所述，僅為本發明的具體實施方式，但發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的工程技術人員在本發明的技術范圍內，可做一些變換，如冷風口的形式、位置和作用范圍等，都應該作為侵犯本發明的保護范圍。因此本發明的保護范圍應該以權力要求書的保護范圍為準。