采用压缩空气气供冷的新型矿井集中空调系统(三)

  3．2  压缩及冷却每m3空气费用的确定

   采用压气均匀供冷时，由于大大减少了制冷机

 的制冷量，从而减少了制冷机的购置台数，且不需要

 空冷器等其他风流冷却设备，因此井下硐室工程费、

 设备购置费、维修费等都明显地减少。但由于目前国

 产空压机的效率不太高，压气空调系统的运行费用

 是否合理就成为了制约该系统是否可行的最主要因

 素。为此，笔者提出了压缩及冷却每m3空气的直接运

 行费用这个经济性指标，用以表明该系统在经济上

 的可行性问题。

   所谓压缩及冷却每m’空气的直接运行费用是指

 全矿制冷设备(包括空压机)的运行电费与全矿降

 温所需供气量的比值，用9表示，其值按下式计算：

3．3  计算实例

   某矿一综采工作面，面长150m，断面平均周长

为12m，平均原始岩温为35℃，围岩不稳定换热系

数为0．003 856kW／(m’．℃)，采煤工作面风量为400

m3／min，风流平均密度为1．221 kg／m3，平均静压为

106130Pa，在没有采取降温措施前测得工作面进风

温度为26℃，相对湿度为96％，回风温度为31℃，相

对湿度为98％，工作面内各种绝对热源的散热量之

和为148．2kW，试确定采用压气供冷时采煤工作面

所需冷量和降温所需供气量。

   根据以上公式可计算出，采用压气均匀供冷方

式时，采煤工作面需冷量为205．5kW，而采用集中冷

却工作面进风流方式时，采煤工作面需冷量为230．5

kW；实测压气送达工作面出气口处的压力为650

kPa，温度为12℃，计算得压气的射流吸热量为148．7

kJ／kg，降温所需的标态供气量为69mYmin；设全矿降

温所需标态供气量为200m3／min，制冷设备同时运行

的总功率(包括空压机)为1 250kW，平均电价为

0．36元／(KW．h)，则压缩及冷却每m’压缩空气的运

行费用为0．042元／m3。

   计算结果表明，采用压气均匀供冷时，采煤工

作面的需冷量减小；若将采煤工作面末端风温降低

5C，所需压缩空气标态供气量为69m3／min，目前国

产空压机可以满足降温供气量的要求；同时制备压

缩空气供冷的运行费用也较为合理。

4  结束语

   由以上分析可知，矿井压气空调系统在技术上

具有显著的优越性，运行经济合理，能够有效地解决

我国当前矿井集中降温中存在的实际问题，使工作

面上的冷量分布合理，降温效果好，而且系统简单，

应用灵活，可应用于需冷量不太大的小型矿井降温

系统，尤其对我国长壁开采工作面具有很强的适用

性。因此，矿井压气空调系统可作为我国今后矿井降

温中一条可供选择的新途径。

参考文献：

11]于恒昌，等．矿山地热与热害治理[M]．北京：煤炭工业出

   版社，1991

[2]陈平，等．矿井压气空调系统的研究[R]．泰安：山东科技

   大学，1995

   (责任编辑：熊云威)