高温深井通风降温技术的适用条件研究

来源：黄金科学技术杂志2019年第6期北京时间：

作者：张睿冲,谢承煜,周科平

单位：1. 中南大学资源与安全工程学院，湖南 长沙 410083,2. 广西大学资源环境与材料学院，广西 南宁 530004,3. 湘潭大学环境与资源学院，湖南 湘潭 411105

摘要：随着矿山开采深度的不断增加，“三高一扰动”恶劣开采环境问题日益突出，给矿井通风降温工作带来极大困难。对于深井矿山，仅采用通风降温难以满足深部开采的需要，系统研究高温深井矿山通风降温技术的适用性问题，对矿山深部开采具有重要的理论意义和工程适用价值。首先从热力学角度，揭示风流在通风线路中的热交换规律；其次利用差分法原理计算深井筒风流温度，并依此推导出巷道和回采工作面风流温度变化趋势；然后结合采场安全生产允许温度进行反推，最终获取通风降温条件下的可采极限深度计算公式，并选取广西铜坑矿锌多金属矿体作为工程应用试验区进行论证分析。结果表明：基于风流的热交换模型可以推导出风流在井筒、巷道及工作面的温度计算公式，该公式与低温梯度、风流流经路径长度有关；假定工作面温度达到安全开采允许最高温度，可反推出该条件下矿山可采极限深度和巷道通风极限长度（仅采用通风降温措施时）；基于铜坑矿区锌多金属矿的实际条件，代入相关数据，验证计算所得极限开采深度符合实际，即所推导公式是可行的。

关键词：高温深井,高温热害,通风降温,差分法原理,风温预测,可采极限深度

基金资助：广西科学研究与技术开发计划项目 “建筑物群下多层缓倾斜薄矿体上行式开采安全控制技术研究”（编号：桂科攻1598015-5）和广西安全生产科技项目“金属矿床深部开采风温预测及热害控制模式研究”(gxaj201506)