關(guān)于我國國有煤礦開采末期井下氣候環(huán)境優(yōu)化及能源利用的思考

隨著我國對井下煤炭資源的不斷開采，全國各國有煤礦大部分已處于深水平困難的開采時期，就礦井通風(fēng)而言，由于巷道長度和深度的增加，導(dǎo)致通風(fēng)阻力的增大和煤、巖層熱量的增加，對礦井通風(fēng)能力和井下氣候條件造成極大的不良影響。為此，本人根據(jù)現(xiàn)場的實踐經(jīng)歷和多年的教育培訓(xùn)工作體驗，對于改善優(yōu)化井下氣候環(huán)境和井下能源的有效利用，提及幾點感發(fā)與思考。
一、老礦井下安全生產(chǎn)基本狀況：
1、井下氣候環(huán)境現(xiàn)狀
井下氣候條件是指井下空氣的溫度、濕度和風(fēng)速三者的綜合作用，用以表示人體的舒適程度。它直接影響人體健康和勞動生產(chǎn)率，是保證煤礦安全生產(chǎn)的重要因素。我國《煤礦安全規(guī)程》除了對井下濕度沒有作出明確的規(guī)定外，對井下的溫度、風(fēng)速都有明確的要求?！安删蚬ぷ髅娴目諝鉁囟炔怀^26℃，機電硐室的空氣溫度不得超過30℃，空氣溫度超過時，要采取降溫措施?！憋L(fēng)速的大小直接影響人體的散熱效果，另外從風(fēng)流的動力給人的感受來講，風(fēng)速不得超過8m/s，同時也影響礦井的安全生產(chǎn)。所以《煤礦安全規(guī)程》根據(jù)各個巷道的用途對風(fēng)速都有明確的限定，最低不低于0.15m/s,最高不超過15m/s。 目前我國大部分井工開采的國有煤礦，都處于深水平開采 ，深度大都為數(shù)百米，甚至上千米，遠遠深于恒溫帶的深度；隨著溫度的增加，地溫增高，當(dāng)?shù)販爻^某一溫度時，就產(chǎn)生了礦井的高溫?zé)岷栴}。高溫的工作環(huán)境會使人感到不舒適，從而降低勞動生產(chǎn)率，增大事故率，影響安全生產(chǎn)和降低工作效率。同時，人在高溫條件下從事繁重體力勞動時，如果周圍環(huán)境的冷卻能力不足以吸收人體散發(fā)的熱量，就會造成熱量在體內(nèi)蓄積，過高的熱環(huán)境甚至使人體的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)失調(diào)。在失水、心功能不健全、過度出汗后汗腺功能衰竭的情況下，可能進一步促使熱量在體內(nèi)的蓄積并導(dǎo)致大汗不上、體溫升高、頭昏、嘔吐等中暑癥狀，甚至造成死亡。然而高溫?zé)岷κ堑V井生產(chǎn)向深部發(fā)展過程中不可避免的?，F(xiàn)在有些礦井的職工還在高溫的環(huán)境中工作，甚至有的工作面的職工處于裸體的狀態(tài)下作業(yè)。為了解決這一問題，大部分礦井都采用增加風(fēng)量的辦法，此方法所帶來的問題較多，一是增加電耗；二是受風(fēng)速的限制；三是增加巷道維修費用；四是收效甚微；五是大量的熱能排放于地面空氣中，既浪費了熱能，又污染了環(huán)境。 2、礦井瓦斯及治理狀況
在我國井工開采的礦井，大部分都為高瓦斯礦井，隨著開采深度的增加，瓦斯涌出量也不斷增大。為了保證安全生產(chǎn)，除保證礦井通風(fēng)外，各礦井均裝備了安全監(jiān)測系統(tǒng)，對于高瓦斯工作面的處理，多采用排放及抽放的方法。這些方法都是被動地迎合于稀釋和排除瓦斯，大量的瓦斯都隨著風(fēng)流排放于地面空氣中。瓦斯是一種潔凈的能源，它的大量排放，不僅造成了浪費，而且還污染了環(huán)境。 3、礦井水的來源及排放情況
礦井水主要來源于地表水、地下水及老空積水。這些礦井水除了用于井下消塵、防火等生產(chǎn)用外，其余都排放于河道。
二、對于科學(xué)改變井下不良因素為有利條件的思考：
對于井下的不利因素改變和治理，我們不防拓寬思路變不利為有利，把井下的熱能、瓦斯能及水能進行科學(xué)的綜合治理，使其得到有效利用。
1、改善氣候條件，充分利用井下熱能
要想改善井下的空氣溫度，排除熱害，就必須設(shè)置降溫系統(tǒng)（空氣透平膨脹制冷系統(tǒng)）。既然要降溫，相對在降溫系統(tǒng)中，就要產(chǎn)生大量的熱能，而這些熱能通過熱水管路送至地面對居民區(qū)和浴池進行供暖、供熱。這樣不僅改善了井下氣候條件、熱能得到了有效利用，同時還節(jié)約了大量煤炭資源、降低對大氣的污染。 9 7 3 1 2 4 8 : 來源：資源網(wǎng)

2、治理礦井瓦斯變抽放為抽采，充分利用瓦斯能
瓦斯是一種潔凈的能源，但對于煤礦井下安全生產(chǎn)有著較大威脅。隨著科技的不斷發(fā)展，瓦斯的抽采技術(shù)也在不斷的進展，目前澳大利亞研制出的VLD－1000定向千米鉆機，可采用羽狀鉆孔技術(shù)，進行瓦斯抽采?；茨系V業(yè)集團公司與勝利油田動力機械集團公司聯(lián)合開展低濃度(6%—25%)瓦斯利用技術(shù)研發(fā)。2005年12月25日，煤礦低濃度瓦斯細水霧輸送及安全發(fā)電技術(shù)研究科技成果在淮南礦區(qū)通過專家技術(shù)鑒定。鑒定認為，該項成果在煤礦低濃度瓦斯利用方面提供了新的思路，其技術(shù)成果達到了國際先進水平，為大規(guī)模利用煤礦瓦斯積累了經(jīng)驗。雞西礦業(yè)集團城子河煤礦就利用了這一技術(shù)，利用抽出的瓦斯進行發(fā)電。這樣就可以做到“以抽保用，以用促抽”，達到良性循環(huán)，同時保證了安全生產(chǎn)。 3、綜合利用井下水，變抽排為抽用
目前我國的水資源已不再是取之不盡，用之不竭了。節(jié)約用水，已成為當(dāng)務(wù)之急。而對于煤礦安全生產(chǎn)的需求，有大量的水都要排出地面流入河道，這無疑是一種浪費。在煤礦生產(chǎn)中，需要消塵、防火和隔爆等用水，均可用井下水，在地面浴池、居民住宅、辦公樓等工業(yè)廣場的生產(chǎn)生活用水（包括供暖供熱用水），可通過凈化后使用。這就大大增強了井下水的利用率。
我國是一個礦產(chǎn)資源生產(chǎn)消費大國，國民經(jīng)濟的發(fā)展對礦產(chǎn)資源的依賴程度高，但已經(jīng)探明的礦產(chǎn)資源并不能滿足國內(nèi)日益擴大的生產(chǎn)消費需求。隨著埋藏較淺容易開采的礦產(chǎn)資源的日益消失，深埋礦井的建設(shè)無意將在礦業(yè)領(lǐng)域占主導(dǎo)地位。因此，通過以上措施對井下的熱能、瓦斯能及水資源的綜合治理和利用，變有害為有利，除弊與興利相結(jié)合，達到最佳的經(jīng)濟效益 ，同時也大大地降低了煤炭消耗，潔凈大氣環(huán)境。目前國家對煤礦正在進行塌陷區(qū)及棚戶區(qū)改建工程，我們應(yīng)充分利用這一機遇，結(jié)合以上措施，符合市場經(jīng)濟規(guī)律，進行商業(yè)化運作，增加科技含量，為我國的煤礦可持續(xù)發(fā)展開創(chuàng)美好的前景。

9 7 3 1 2 4 8 : 來源：資源網(wǎng)

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