Page 64 - 矿山地质灾害与环境治理

第二章 常见矿山地质灾害

所谓冰冷却降温系统，就是利用制冰机制取的粒状冰或泥状冰（块状冰要经过片冰机

加工），通过风力或水力输送至井下的融冰池，然后利用工作面回水进行喷淋融冰，融冰
后形成的冷水送至工作面，采取喷雾降温。冰冷却降温系统由制冰、输冰和融冰三个环节
组成。

该技术在中国平顶山六矿、新汶孙村矿、沈阳三矿、新龙梁北矿进行了现场应用，应
用结果表明，冰冷却系统主要存在输冰管道容易形成堵塞而中断运行、喷淋降温增加湿度、
运行费用高等问题。

（三）气冷技术原理
利用压缩空气进行井下降温是近几年国内提出的一种降温模式。南非某金矿曾在
1989 年建成一套压缩空气制冷空调系统，但降温原理与新提出的降温模式有所不同。南

非压缩空气技术是将空气在地面压缩为液态，输送到井下，膨胀成气态后进入空气制冷机，
利用其排出的低温空气冷却工作面风流；而新近提出的压缩空气降温技术是直接采用压缩

空气作为供冷媒质，向采掘工作面喷射降温。
国外在孟加拉国孟巴矿有所应用，但这种降温方式需要矿井具有充足的压缩气源，且
由于压缩空气的吸热量有限，降温能力受到限制，对于冷负荷较大的深部矿井降温不适用，

运行费用高。
压缩空气制冷系统用空气制冷机作为高温矿井空调终端，相当于集中空调系统中的

空冷器，具有系统简单、输冷管道少、承压小、材质要求低、施工技术难度低等优点。
但压气引射器和润流管制冷装置制冷量小、噪声大，都没有很好的应用；变容式空气制
冷存在的主要问题是，诸如变容式压缩机轴承和润滑等变容式压缩一膨胀器中的一些关

键技术问题。
（四）矿井涌水冷源降温技术原理
综合以上中国矿井降温系统的应用，对于水冷却系统的应用，基本上是沿用德国集中

空调降温技术，引进国外的制冷机组，进行矿井降温，价值高昂，系统实施后能耗大，运
行费用太高，有些已停止运行。近年来，随着中国制冷空调技术的发展，对矿用空调制冷
机进行了研究，开发出了一批国产矿用制冷机，但整个降温模式没有本质的变化。而冰冷

却系统在中国目前还没有形成工业化利用，最近几年一些科研院校针对冰冷却系统降温模
式、融冰输冰技术及其经济性分析展开了研究，但需要针对中国矿井特点进行进一步探索。

何满潮院士近年来一直致力于地热资源可持续利用技术的研究，取得了一系列成功的
理论体系及实用技术成果，提出了地热工程非线性设计理论和中低给地热工程一体化设计
方法。在这样的背景下，结合目前所领导的科研团队正在进行的深部工程研究及最新进展，

提出了深井开采高温热害控制新技术，结合国家 973 计划项目现场科研示范工程进行了深
井降温 HEMS 系统研发和现场实施，结果表明，HEMS 降温系统可以有效降低深井开采高

温工作面的温度和湿度，开辟了深井热害控制技术领域的新篇章。
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