冷风隔帐控制高温回采工作面作业区环境温度的方法与流程

本发明属于控制受高温热源影响的回采工作面作业区热害的一种方法，适用于受高温热源影响作业环境温度超标的回采工作面。

背景技术：

随着矿井开采深度的增加和采掘机械化程度的提高，我国越来越多的矿井出现了高温热害，高温热害问题已成为深部矿井开采普遍面临的自然灾害之一。据相关资料统计，目前我国已有30多对矿井采掘工作面风流温度达到了30℃以上，有的甚至高达37℃，这对工作面作业人员的身心健康和安全造成了严重威胁，已严重制约了煤矿安全高效开采。

为了解决矿井热害问题，目前，很多高温热害矿井都采用了矿井降温系统。但是，由于井下高温采煤工作面是一特定的开放式降温大空间，在这一特定的降温空间里存在有大功率开采设备及不断破碎的高温煤岩体，高温热源分布散而且广，所以，为了消除这些热源产生的不利影响，在原有的降温设计中，工作面需冷量主要是在工作面进风巷进行集中释放。这样虽然降温工艺比较简单，但往往会造成工作面进回风温差大，降温系统装机冷负荷高，能耗大，而降温效果差等问题，无法从根本上消除作业工作面热害对作业人员的身心健康和安全造成的严重威胁。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种控制受高温热源影响的回采工作面作业区热害的一种方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

①发明一种适用于受高温热源影响的回采工作面作业区热害控制的方法，主要采用冷风隔帐在回采工作面开采区与作业区之间形成无障碍分区隔离，以降低回采工作面作业区受高温热源的影响，达到控制回采工作面作业区环境温度均衡达标的目的。

②通过在进风巷顶板吊挂空气分配装置下送冷风，进风巷冷风口靠近巷道进风方向右侧，其距离右侧巷帮为1.5m，将进风巷道人行通道与运煤皮带隔离；在回采工作面顶板支架下吊挂空气分配装置下送冷风，回采工作面冷风口靠近采空区侧，其距离采空区侧为1.5m，将回采工作面开采区与作业区隔离。

③空气分配装置具体结构：空气分配装置主要有2部分构成，一是由抗静电轻质玻璃钢制成的均压箱体，外围尺寸为1.5m×0.5m×0.5m，进风和出风端安装快速接口。箱体顶部安装固定架，便于吊挂在巷道顶板或支架上，悬挂间距不得超过0.2m；二是均压箱体下端的可调节风口，风口尺寸为1.0m×0.1m～0.2m，风口四周安装有调节导风板，立面调节角度为0°～45°，一般前、后调节导叶设定为45°，左调节导叶设定为10°，右调节导叶设定为25°。

④空气分配装置连续布置的具体结构：每个空气分配装置之间用抗静电可伸缩性风管连接，便于满足综采支架的移动，送风口间距视垂直送风高度而定，一般取垂直送风高度1～1.2倍。空气分配装置连续布置长度视具体工作面情况而定，一般从进风巷制冷机组开始连接至回采工作面下端。

⑤每个空气分配装置送风口风速不得低于3m/s。

⑥在进风巷道制冷机组上安设回采工作面作业区温度和冷风口静压监测控制系统以检验冷风幕切割、阻热降温的效果。

本发明的有益技术效果在于：

①采用冷风隔帐在回采工作面开采区与作业区之间形成无障碍分区隔离，以降低回采工作面作业区受高温热源的影响，达到了有效控制作业区热害的目的。

②通过工作面无障碍分区隔离降温系统，对综采面部分热源形成了有效隔离，从而减少了大量冷负荷的不必要浪费，提高了冷量的利用效率，同时，又不会对回采工作面生产产生不利的影响。

③无障碍隔离分区降温系统，在对工作面热源进行有效隔离的同时，还对煤壁侧生产过程中产生的大量煤尘起到了一定隔尘效果，便于回采工作面集中降尘处理。

本发明使用于以下类型采煤工作面：

①综采工作面。②普采工作面。③单体液压支架机采工作面。

附图说明

图1回采工作面分区及冷风隔帐控制系统布置示意图。

图2空气分配装置结构示意图。

图3冷气送风口导叶调节器布置示意图

图4空气分配装置连续布置示意图

图中：1-回风巷2-作业区3-采空区4-回采工作面5-进风巷6-煤层7-开采区8-进口快速接头9-吊挂固定架10-出口快速接头11-均压箱体12-后调节导叶13-冷气送风口14-前调节导叶15-后导叶调节器16-前导叶调节器17-左右导叶调节器18-进风方向19-回风方向20-温度与风压检测控制系统21-制冷系统22-可伸缩性风管

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

冷风隔帐控制回采工作面作业区热害的机理：回采工作面在开采过程中热害的产生是一个极其复杂的过程。通过现场热害调查分析发现，产生热害的高温热源主要来自于大功率开采设备和不断破碎的高温煤岩体，为了消除这些高温热源造成的热害影响，在原有的降温设计中，是将整个回采空间作为冷负荷计算范围，并将回采工作面需冷量在进风巷集中释放。这样虽然降温工艺比较简单，但会造成工作面进回风温差大，冷负荷高，能耗大，降温效果不理想等问题，尤其是造成了不必要的大量冷负荷浪费，因为，调研发现回采工作面作业人员活动作业区范围主要分布在靠近采空区一侧，大量高温热源处在基本无作业人员活动的开采区，所以，在节能降耗和实际需求设计理念指导下，没有必要对整个采煤作业空间进行降温处理，只需对作业人员活动作业区范围内的空气进行降温调节。那么，如何将处在同一空间内的作业区和开采区有效分离开，且又不影响正常生产。主要采用的技术方法是通过在进风巷道和回采工作面顶部特定的位置连续布置空气分配装置下送冷风，在回采工作面开采区和作业区之间形成冷风幕，对巷道风流沿轴线立面进行切割，阻隔开采区高温热源对作业区的影响，同时布设回采工作面作业区温度和冷风口静压监测系统以检验冷风幕切割、阻热降温的效果。

冷风隔帐控制回采工作面作业区热害的方法：在进风巷道和回采工作面顶部特定的位置连续布置空气分配装置下送冷风，利用喷射气流切割巷道风流组合形成冷风隔帐。

冷风隔帐控制回采工作面作业区热害的适用条件：回采工作面高温热源较多较散，且多位于煤壁一侧；全面降温效果不明显的回采工作面；机械化开采工作面等。

冷风隔帐控制回采工作面作业区热害系统的施工方法：首先，通过回采工作面空气热物理参数测试资料确定回采工作面热害程度，以决定是否要采用冷风隔帐方法控制回采工作面作业区热害。其次，确定采用冷风隔帐方法控制回采工作面作业区热害的相关参数，如空气分配装置个数，需要安装的位置，冷风口风速、风量和风压等。第三，为了检验冷风隔帐控制回采工作面作业区热害效果，需要在回采工作面作业区和冷风口布设温度、静压探头以检验冷风幕切割、阻热降温的效果。

冷风隔帐控制回采工作面作业区热害效果分析：冷风隔帐控制回采工作面作业区热害的最终效果需要通过回采工作面作业区温度和冷风口静压监测数据比较来确定是否达到了作业区降温标准。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的工程技术人员在本发明的技术范围内，可做一些变换，如冷风口的形式、位置和作用范围等，都应该作为侵犯本发明的保护范围。因此本发明的保护范围应该以权力要求书的保护范围为准。