风井乏风余热供暖与井筒防冻保温技术研究冉海舰,李春平,张宇,孙建国,刘统申,蔡贵平,李金飞(内蒙古上海庙矿业有限责任公司,内蒙古鄂尔多斯市010321)摘要:为充分利用风井排出的乏风余热,进行了风井乏风余热供暖技术研究。在通风机出风口处安装一套风风换热系统,将进入矿井冷风加热后通过风管送至副井口,从而解决副井口供暖难、成本高的问题。将该技术应用于榆树井煤矿,应用后副井口温度范围为7~13℃,温度波动范围较小、运行较稳定,满足设计要求。风井乏风余热换热技术的提出有利于煤矿企业的绿色矿山建设。关键词:煤矿乏风;矿井回风;井口防冻;余热;节能技术0引言能源是人类社会赖以生存和发展的基础,据2017年的统计数据可知,我国年能源消费44.9亿t标准煤,能源消费结构中传统化石能源依然占据主导地位,其中:煤炭消费占60.4%,石油占18.8%,天然气占7%,一次电力及其他能源消费占比13.8%。这种不可持续的能源消费模式已经引发了人类社会的深刻反思和对新能源、可再生能源的强烈需求。当前,随着我国经济的快速发展,传统化石能源的使用导致环境污染问题也日益突出。发展新能源有助于解决能源不足的问题,有利于培育新的经济增长点,推动区域经济发展,有利于缓解环境保护的压力[12]。矿井热能源是新兴可利用能源之一,通过从高温矿井排出的热风中提取热量,为低温地区进风井口提供热量[34]。井口防冻是矿井冬季安全生产的一个重要保证,井口结冰一方面会导致有效通风面积减少、矿井通风量不足,另一方面井口结冰后掉落的冰渣可能导致井下人员的伤亡,严重时会造成卡罐、矿井停产等重大事故[56]。部分学者对乏风利用进行了一定研究,蔡新国等[7]提出了一种水循环高效矿井乏风热泵系统方案,该系统在实际工程应用中节能环保效益显著。朱国宁等[8]结合宁夏银洞沟煤矿项目实际案例,采用Threlkeld焓差法建立湿工况下单管换热分析模型,对运行工况进行优化分析。目前对矿井乏风的余热利用主要是采用喷淋换热技术和热管技术等,但由于成本高、运行工艺复杂等限制了其推广使用。本文通过自主设计、定制加工及集成,实现了矿井乏风余热的提取与利用。井下乏风通过2台扇风机从井下抽至地面,在扇风机和排风通道之间加装一组模块化的风风换热器,从而提取风井乏风中的热量;经过风风换热器加热的冷空气通过轴流风机和输风管道送至井筒,为井筒提供热源;经过风风换热器,被提取热量的乏风通过原排风通道排向大气。1风风换热器技术原理风风换热器技术采用模块式设计,外部设有不锈钢外罩和空...
