高温矿井制冷降温管网解算及优化方法研究
马砺1
张雅婷1
刘尚明1
简俊常2
秦志华1
刘恒2
陈超扬1
1.西安科技大学安全科学与工程学院,陕西西安 7100542.兖煤菏泽能化有限公司赵楼煤矿,山东菏泽 274705
摘要：高温矿井采用井下集中式制冷降温系统受采掘范围的影响,冷冻水输送管网复杂,导致末端冷量供给不足,严重影响系统降温效果.为提高矿井降温系统冷量利用率,以赵楼煤矿井下制冷降温管网为例,基于图论原理建立井下降温管网拓扑模型,采用水力基本方程计算管段流量、节点阻力和水力损失,得到降温管网水力特性;通过管网节点温升的计算,确定冷冻水输送过程的冷量损失;结合管网水力、热力特性,对降温管网进行优化.结果表明:赵楼煤矿井下制冷降温管网末端工作面冷冻水流量最小为 0.001 m3/s,管网水力损失大的位置为一集轨道下山、7302运输巷和中部辅运大巷.降温系统分别给五采区和七采区共 4个工作面供冷,冷量损失为 1.22×106 J/s,其中七采区降温系统冷量损失占 88.15%,管网摩擦和传热冷量损失分别为 5.39×105、6.805×105 J/s,末端冷冻水最高输水温度为 13.9℃.提出管道-泵阀联调优化方法,采用动态平衡阀对南部 1号辅助运输大巷和二集辅助巷冷冻水流量恒定在 0.022～0.04 m3/s,实现末端空冷器流量稳定;采用静态平衡阀调节管网支路阻力,将工作面冷冻水流量增大至 0.005 m3/s;南部 1号辅助运输大巷、南部 2号辅助运输大巷和二集辅助巷的管径增加至 0.325 m,管网总水力损失从 30.93 m减少到 20.44 m,减少了 35%;将离心泵扬程调整为183～195 m、流量为0.085～0.112 m3/s,离心泵高效运行.
关键词：矿井降温制冷降温管网水力损失冷量损失
分类号：TD75(矿山安全与劳动保护)TD727(矿山安全与劳动保护)
资助基金：山东省重大科技创新工程资助项目(2019SZY020502)
论文发表日期：2024-02-25
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 150-158 )
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