時間：2023年05月26日**：山東煤炭學會
隨著礦井開採深度的增加，高溫熱害已成為繼水、火、瓦斯、煤塵、頂板五大自然災害之後的第六大自然災害，越來越多的礦井採用人工製冷降溫系統，礦井人工製冷降溫系統主要有地面集中式、井下集中式、井下移動式和井下區域性供冷式等幾種形式。
隨著礦井開採深度的增加，高溫熱害已成為繼水、火、瓦斯、煤塵、頂板五大自然災害之後的第六大自然災害，越來越多的礦井採用人工製冷降溫系統，礦井人工製冷降溫系統主要有地面集中式、井下集中式、井下移動式和井下區域性供冷式等幾種形式。
採用人工製冷降溫前，增加風量能夠降低工作面的溫度，當風量增加到一定的程度，風量對降溫的作用就不明顯或無降溫作用，風量增加，會引起工作面需冷量的增加；採用人工製冷降溫後，在一定程度上緩解了工作面的高溫狀況，風量也有所降低，但隨著風量的降低，降溫效果不理想，特別是降溫成本增高。
山東唐口煤業****是淄礦集團在濟北煤田投資新建的一座現代化大型礦井，設計年產量為300萬t。開採水平已達-1000m左右，原始巖溫37℃，夏季7、8、9三個月，井下熱害問題極為突出。2023年，公司採用了地面冰製冷方式對高溫工作面進行降溫。
但降溫效果不理想，降溫費用高。因此，進行工作面的合理配風研究，提高降溫效果，降低降溫成本，具有重要的理論意義和實踐意義。
1 採煤工作面溫度與風量之間的關係研究
1．1 冰製冷降溫前溫度與風量之間的關係研究
採煤工作面自然的進風溫度t0隨著風量的增加而減少，採煤工作面降溫極限人風溫度t隨風量的增加而提高，兩條人風溫度曲線隨風量增加而逐漸靠近，如果將這兩條曲線繪製在同一座標系中，就可能出現三種情況：(1)兩條曲線的交點在採煤工作面所允許的最大風量之前；(2)兩條曲線的交點在採煤工作面所允許的最大風量之後；(3)兩條曲線沒有交點。
(1)當兩條曲線的交點在採煤工作面所允許的最大風量之前時，交點風量即為採煤工作面所需的合理風量。
式中：一採煤工作面進風溫度，℃；
一採煤工作面回風溫度，℃；
一工作面圍岩不穩定換熱係數kj/m2．h℃；
一工作面圍岩傳熱表面積，m2；
一工作面圍岩原始溫度平均值，℃；
一工作面絕對熱源顯熱傳熱量之和，kj／h；
一空氣密度，kg，m3；
一空氣的定壓比熱，1．01kj／kg℃；
一工作面回風端標高()與進風端標高()的代數和，m；
—工作面(或巷道)顯熱與全熱比，可按下式測算：
式中：一工作面(或巷道)進迴風斷面空氣的焓差(kj／kg)；
一溫差(℃)。
(2)當兩條曲線的交點在採煤工作面所允許的最大風量之後時，即交點風量是工作面不允許的風量，說明該工作面通風不能滿足降溫的要求，需要採用機械降溫。
(3)當兩曲線沒有交點時，如果由於原岩溫度上公升，通風距離加長，致使較高，而工作面熱源散熱量又較大，要求的又較低，兩曲線沒有交點，在這種情況下，當風量增加一定程度時，和幾乎不再變化，即「一≈const，因此冷量隨風量的變化曲線，開始時呈單調下降，而後逐漸變緩，到達一定程度時，冷量隨風量幾乎呈線性增加，此時，需要採用機械降溫。如圖2所示。
1．2冰製冷降溫後溫度與風量之間的關係研究
高溫工作面採用機械製冷降溫後，風量與冷量的最優搭配，是在維持工作面回風不超過最高允許溫度及保證必要勞動環境要求的風速條件下，降溫費用最少的風量和冷量。高溫工作面的降溫成本是由機械降溫成本和通風成本共同決定的：
(2)式中：一降溫總成本，元；
一滿足允許進風溫度時需要的冷量，kw／h
一每提供lkw的冷量所需要的費用，元／kw
一工作面所需的風量，m3／h。
一每提供1 m0風所需的成本，元／m3
式中：一進風量，kg。
通過分析，與之間的關係如圖3至圖5所示：
是指滿足稀釋沼氣、礦塵等要求的最小風量；是指滿足稀釋沼氣、礦塵等要求的最大風量。《時，的最小值為時取得。最小值可通過對式(3)求導求得。
是指滿足稀釋沼氣、礦塵等要求的最小風量；是指滿足稀釋沼氣、礦塵等要求的最大風量。《時，的最小值為時取得。最小值可通過對式(3)求導求得。
當》時，的最小值為=取得。
當》時，的最小值為=時取得。
2 冰製冷前和冰製冷降溫後工作面溫度的測定與分析
2．1冰製冷降溫前工作面溫度的測定與分析
針對山東唐口煤業****1302工作面的具體情況，通過測定與計算確定5月15日在採用冰製冷前的最優風量為1650m3／min。在2023年5月16日、5月17日、5月18日、5月19日對唐口煤礦採用冰製冷降溫前1302工作面的溫度狀況進行了測定，測定時在工作面均勻布置6個測點，測定結果如圖6—9所示。
通過圖6—9可以看出，通過風量的調整，採煤工作面的溫度有所降低，夜班降低的幅度較大，平均為2．5℃，早班降低的幅度較少，但也達到了i．6℃左右，取得了較好的降溫效果。
2．2 冰製冷降溫後工作面溫度的測定及分析
針對山東唐口煤業****1302工作面的具體情況，經過測定與計算確定7月28日在採用冰製冷後的最優風量為1215rn3／min。
在2023年8月1日、8月2日、8月3日對採用冰製冷降溫後1302工作面的溫度狀況進行t n定，測定時在工作面均勻布置6個測點，測定結果如圖10．13所示。
通過圖10—13可以看出，冰製冷後風量的調整後，採煤工作面的進回風巷的溫差減少，在2．5℃左右，滿足了礦工舒適工作的要求，整個工作面的溫度都不大於27．5℃，通過冰製冷降溫，取得了較好的效果。
3 結論
針對千公尺深井的高溫熱害的現狀，對採用冰製冷降溫前後溫度與風量的關係進行了研究，通過理論分析、現場測試等方法，確定了冰製冷前的最優風量和冰製冷後的最優風量，為保證礦井的安全、穩產、高產奠定了基礎。
(1)對採用冰製冷降溫前，採煤工作面的溫度與風量之問的關係進行了研究，確定了冰製冷降溫前工作面的最優風量；確定了工作面通風降溫的極限。
(2)對採用冰製冷降溫後，採煤工作面的溫度與風量之間的關係進行了研究，確定了冰製冷降溫後最優風量。
(3)通過冰製冷前和冰製冷降溫後，在山東唐口煤業****1302採煤工作面的應用實踐，採用冰製冷後，工作面的風量大大降低，能夠降低400m3／min以上，取得了較好的降溫效果和經濟效益。
礦井採煤工作面作業規定
1 每乙個回採工作面必須編制作業規程，並報礦總工程師或主任工程師批准，批准後的作業規程要組織作業班工人學習。2 普通支護必須符合下列規定 1 支架的排距，柱距，懸頂距必須符合作業規程 2 支柱迎山，棚梁背板，柱帽柱鞋柱窩必須符合作業規程 3 支柱的規格。材質必須符合作業規程 4 禁止使用折損的芝護材...
採煤工藝和工作面採煤
採煤工藝和工作面採煤 裝煤 運煤方式及裝置選型 1.採煤工藝 採煤機採用端部斜切進刀方式，雙向割煤。液壓支架支護方式為及時支護。7 8號煤層綜採工作面工藝流程為 採煤機割煤裝煤 移架 推刮板輸送機，採空區頂板自行垮落。採煤機採用端部斜切進刀，進刀距離約30m。2.工作面主要採煤裝置選擇分述如下 1 ...
17303採煤工作面
編號 2010012 大方縣核桃鄉銀豐煤礦 採煤工作面作業規程 工作面名稱 17303工作面 編制人 李金釗 區隊長 劉少玉 施工單位 採煤隊 礦長 於先立 編制日期 2010年 11月21日 執行日期 2010年 11月28日 目錄礦審批意見 2 第一章概況 3 第一節工作面位置及井上下關係 4 ...