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1、(10)申请公布号 CN 103726806 A(43)申请公布日 2014.04.16CN103726806A(21)申请号 201310685639.3(22)申请日 2013.12.16E21B 36/00(2006.01)(71)申请人金川集团股份有限公司地址 737103 甘肃省金昌市金川路98号(72)发明人杨志强 赵千里 杨军 高创州白本祥(74)专利代理机构中国有色金属工业专利中心 11028代理人李迎春 李子健(54) 发明名称一种采矿区竖井井筒防寒保温方法(57) 摘要本发明涉及一种采矿区竖井井筒防寒保温方法。其特征在于其保温方法是保温走廊中加装组合式空调机、热空气幕进行保。
2、温；其保温走廊的长度为66.15米-80.15米。采用本发明一种采矿区竖井井筒防寒保温方法，在冬季室外温度-20时井塔室内温度可达到5以上，保证进风巷温度高于2达到的性能指标。(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书6页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书6页(10)申请公布号 CN 103726806 ACN 103726806 A1/1页21.一种采矿区竖井井筒防寒保温方法，其特征在于其保温方法是保温走廊中加装组合式空调机、热空气幕进行保温。2.根据权利要求1所述的一种采矿区竖井井筒防寒保温方法，其特征在于其保温走廊的长度为66.15米-80.。
3、15米。3.根据权利要求1所述的一种采矿区竖井井筒防寒保温方法，其特征在于在其保温走廊的端头加装一台组合式空调机，型号为zk-60型，参数是:进风量60000 m3/h、热量4602千瓦；分别在两端的出入口处各加装一台热空气幕，为YRMQ-L/W-18型，参数是：进风量8000 m3/h、散热量852481Kg/m3。权 利 要 求 书CN 103726806 A1/6页3一种采矿区竖井井筒防寒保温方法技术领域0001 本发明涉及一种采矿区竖井井筒防寒保温方法。背景技术0002 在有色金属特大型机械化坑采矿山中，通常设置主井、副井、通风井、材料井、措施井等竖井多条，多数为进风井，冬季井筒保温采。
4、用传统的暖气排管加热的方式，冬季极度寒冷天气，如果出现供热压力不足，井筒便大量结冰，造成提升系统不能正常工作。为了实现连续生产，矿山单位采取措施，一是采区明火加温措施，在竖井井口架设多个煤炉子，影响了进入矿井的空气质量，不符合金属非金属矿山安全规程规定；二是在井筒结冰后，组织人员检撬清理，但由于检撬人员站在罐笼内作业极不安全，同时井筒内的冰块由于罐笼的局限性不能全部检撬，还会留下一些死角，一旦温度升高时，这些冰块掉落对井下推车人员安全会造成严重威胁，甚至会发生井筒掉落冰块砸伤作业人员的事故。0003 尤其对于早期建设的36行措施井，保温走廊为砖木结构，冬季采用暖气供热，暖气管道设在走廊两侧，由。
5、于设计原因走廊较短，寒风进入走廊后，由于加热量不够，气温已在0以下，使井筒很快结冰，冰层厚度厚， 冬季有30天时间无法正常生产；46行副井是主要进风井,由于设计上的原因（46行副井在设计时，考虑冬季采暖室外温度为-15）,不能满足井塔进风加热、保暖的实际需要,直接造成井筒结冰,整个冬季无法正常组织生产（经测定井筒温度最低为-5）。无法满足金属和非金属矿山安全规程GB16423-2006中的6.4.1.7条款 “进风井巷冬季的空气应高于2；低于2时，应有暖风设施的要求。又不能违反采用明火直接加热进入矿井的空气” 的规定。发明内容0004 本发明的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种在供热。
6、压力不足的情况下，解决冬季井筒结冰难题的采矿区竖井井筒防寒保温方法本发明的目的是通过以下技术方案实现的。0005 一种采矿区竖井井筒防寒保温方法，其特征在于其保温方法是保温走廊中加装组合式空调机、热空气幕进行保温。0006 本发明的一种采矿区竖井井筒防寒保温方法，其特征在于其保温走廊的长度为66.15米-80.15米。 本发明的一种采矿区竖井井筒防寒保温方法，其特征在于在其保温走廊的端头加装一台组合式空调机，型号为zk-60型，参数是:进风量60000 m3/h、热量4602千瓦；分别在两端的出入口处各加装一台热空气幕，为YRMQ-L/W-18型，参数是：进风量8000 m3/h、散热量852。
7、481Kg/m3。0007 采用本发明一种采矿区竖井井筒防寒保温方法，在冬季室外温度-20时井塔室内温度可达到5以上，保证进风巷温度高于2达到的性能指标。说 明 书CN 103726806 A2/6页4具体实施方式0008 一种采矿区竖井井筒防寒保温方法，其保温方法是保温走廊中加装组合式空调机、热空气幕进行保温；其保温走廊的长度为66.15米-80.15米；在保温走廊的端头加装一台组合式空调机，型号zk-60型，参数是:进风量60000 m3/h、热量4602千瓦；分别在两端的出入口处各加装一台热空气幕，为YRMQ-L/W-18型，参数是：进风量8000 m3/h、散热量852481Kg/m3。
8、。0009 实施例136行措施井的保温走廊，其东端为卸矿场，目前从走廊东门至卸矿场的距离不足14m，限于场地影响，拟向东北延长13m；走廊西南部为新改造的环形车道，有较大空间，可延长40m。走廊延长后，要配套增加暖气排管，在东北端加装一台组合式空调机（zk-60型参数是:进风量60000 m3/h、热量4602千瓦），并分别在两端的出入口处各加装一台热空气幕(YRMQ-L/W-18型参数是：进风量8000 m3/h、散热量852481Kg/m3)；46行井塔保温走廊因受地域限制拟向东北延长25m、向西南延长10m，并配套增加暖气排管，在东北端加装一台组合空调机（zk-60型），并分别在两端的出。
9、入口处各加装一台YRMQ-L/W-18型热空气幕。0010 在冬季室外温度-20时井塔室内温度可达到5以上，保证进风巷温度高于2达到的性能指标。0011 实施例2三矿区46行副井保温走廊的方案设计1、井口空气加热方式的选择井口空气加热方式一般采用空气加热器对冷空气进行加热，其加热方式有两种。即井口房不密闭的加热方式和井口房密闭的加热方式。0012 井口房不密闭的加热方式主要用在当井口房不宜密闭时，被加热的空气需设置专用的通风机送入井筒或井口房。这种方式按冷、热风混合的地点不同，又分以下三种情况：一是冷、热风在井筒内混合；二是冷、热风在井口房内混合；三是冷、热风在井口房和井筒内同时混合井口房密闭。
10、的加热方式。0013 井口房密闭的加热方式主要用在当井口房有条件密闭时，热风可依靠矿井主要通风机的负压作用而进入井口房和井筒，而不需设置专用的通风机送风。采用这种方式，大多是在井口房内直接设置空气加热器，让冷、热风在井口房内进行混合。0014 在选择井口空气加热方式时，三矿区工程技术人员本着既要使井口走廊的两个出入口满足生产需要，又要符合安全生产的条件，对井口房不密闭与井口房密闭这两种井口空气加热方式进行相比，选择最佳的扩建改造方案。空气加热方式的优缺点比较见表1所示。0015 表1 井口空气加热方式的优缺点比较表说 明 书CN 103726806 A3/6页5对于大型矿井，当井筒进风量较大时。
11、，为了使井口房风速不超限，可在井口房外建立冷风道，让一部分冷风先经过冷风道直接进入井筒，使冷、热风即在井口房混合又在井筒内混合。采用这种方式时，应注意防止冷风道与井筒联接处结冰。综上所述，改造的方案主要选择了井口房密闭，延长保温走廊这一方案。0016 2、46行副井保温走廊土建工程的施工46行副井保温走廊土建工程在设计过程中充分考虑了以下设计原则：一是在满足生产使用的前提下，尽量做到经济合理，切合实际，力求技术先进；二是遵守国家和地区现行规程、规范及标准；三是尽量采用地方材料，以减少投资；四是厂房，库房采用轻钢结构，加快施工进度，缩短施工周期。在建筑结构型式的选择上采用了以下原则，其一是建筑平。
12、面设计根据工艺流程要求布置，开间、进深力求规整统一；其二是建筑立面设计尽量减少跨度及高度的种类，协调立面质感，在经济、实用的基础上力求立面美观、大方，装修协调；其三是砖混结构墙体均采用承重型多孔砖砌筑，框架结构墙体均采用空心砖砌筑，轻钢结构厂房围护结构采用彩钢保温夹芯板；其四是钢筋混凝土屋面防水层采用SBS防水材料，屋面保温采用120mm厚聚苯板，轻钢结构厂房屋面采用120mm厚彩色保温板夹芯板，彩色压型钢板自防水；其五是矿区地处寒冷地区，需加强房屋的保温措施，除钢结构外，其余结构外墙均贴50mm厚挤塑聚苯板，窗采用塑钢窗，外门采用木门或钢木保温大门，钢结构房屋采用彩色保温板夹芯板门。所以46。
13、行副井、36行措施井保温走廊在土建工程和建筑结构型式的选择的原则上进行了扩建，保温走廊的材料选择为一层砖混结构，抗震设防烈度为七度，工程采用KPI型烧结多孔砖，防潮层采用20mm厚1:2水泥砂浆内掺5%防水剂，风道内表面抹灰并涂耐热漆以免漏风，预热走廊屋面外墙用100mm厚聚苯乙烯塑料保温。风道顶面用100mm厚聚苯乙烯塑料保温.10001500mm钢管风管用100mm厚聚苯乙烯塑料保温，外包镀锌钢板。墙体采用MU7.05(KPI)型多孔砖，M5混合砂浆砌筑，标高0.00以下采用M10烧结粘土砖，M5水泥浆砌筑。设计构造上混凝土保护层厚度：基础40、梁25、板15、柱30，受力钢筋的接头，柱为。
14、焊接，其它为绑扎搭接。0017 采用延长保温走廊、增加暖气排管、改进供暖技术措施，使地面的冷空气进入矿井之前，冷空气与加热的空气发生热交换，使得冷空气在较短的时间内气温上升到2以上，保温走廊加热段长度可以参照矿井通风空气预热巷道长度公式进行计算：说 明 书CN 103726806 A4/6页6式中：L预热走廊的长度；P预热走廊的断面周长，因为原来有较短的一段保温走廊，在本次扩建过程中，利用原来的工程，对保温走廊的断面周长没有做调整，仍然为长方形断面，断面周长为22.2米；Gb为要求预热的风量,46行冬季的进风量为36m3/s，要求预热的风量即为冬季的进风量；Cp空气的定压比热，Cp=1005J。
15、kg. ；Kp空气的热交换系数；tr预热走廊本身的温度，由于预热走廊本身在地表可以取-20；tc冷空气的温度，在金川地区可以取-20；tl空气经过l长后的温度，设计计算时通常取tl=2；Kp为空气的热交换系数，其单位为W/m2.，该系数可以根据巷道风速按照下列经验公式计算：为保温走廊的热导率,单位为W/m.,一般钢筋混凝土结构选取热导率0.99u为风速，可以利用u=QS计算得出，具体计算过程如下：u=QS=36r=363.142.52=1.83=0.0681=66.15m这样可以计算出井筒保温需要的保温走廊加热段长度为66.15米80.15米,由于原来东北方向和西南方向均有一段,其中东北方向有。
16、7.5米，西南方向19.17米，由于受到地说 明 书CN 103726806 A5/6页7域的限制，本次46行井塔保温走廊的延伸方案采取了向东北延长25米、向西南延长10米，较理论值少延长了4.48米，主要采用了在侧墙两侧修建暖气排管加热通道，使进入保温走廊的空气在进入井筒之前得到充分的加热。0018 3、 46行副井保温走廊设备设施的选型和安装。0019 1）空气加热量的计算井口空气加热量包括基本加热量和附加热损失两部分，其中附加热损失包括通风机壳及井口房外围护结构的热损失，基本加热量即为加热冷风所需的热量，在设计中，一般附加热损失可不单独计算，总加热量可按基本加热量乘以一个系数求得。即总加。
17、热量Q可以用下面的公式进行计算：Q=M CP(th-tl) KW式中 M井筒进风量，46行冬季的进风量为36m3/s；热量损失系数，井口房不密闭时1.051.10，密闭时1.101.15；由于考虑了井口房密闭，选择1.15；th冷、热风混合后空气温度，根据最低需要选择2；tl室外冷风温度，根据本地区气候条件选择-20；CP空气定压比热，Cp1.01 KW/（KgK）。0020 Q=M CP(th-tl)=1.15361.01(2+20)=919.908 KW2） 设备选型通过计算得出总加热量为919.908 KW，所以根据总加热量值，选择本次改造将原来东北方向和西南方向的两个主要出口分别在两端。
18、的出入口处各加装一台YRMQ-L/W-18型热空气幕，热空气幕的作业是盘管通入热媒后，空气幕出风口喷射出一定厚度的均匀幕状热气流，可以阻止室外冷空气的侵入，从而室内空气热量损失，达到室内温度的稳定的目的。同时由于热气流作用，可以阻止尘埃、异味窜进室内，保持室内卫生。对大门经常开启，人员经常流动的场所尤其适用，既不影响行人和行车又有效地阻隔冷空气的进入，事实形成了井口房密闭井口加热方式，而且YRMS-L/W-18型热空气幕是以热水为热媒的一种封门装置，较用蒸汽为媒节约能源适于70-90或90以上热水使用。空气加热器是热水单迥转循环，具有传热效率高、散热面积大、空气射流稳定、噪音小、耗电少、重量轻。
19、、主要由低噪声外转子离心风机、上风斗、空气加热器、下风斗、送风筒及喷嘴，平台支架等六大部分组成。该产品热媒为热水，蒸汽。蒸汽额定压力为0.2-0.6mpa。具有结构简单,安装方便,低噪声,效率高安装维护简便等特点。为了增加井筒保温的有效性，在东北端加装一台组合空调机（zk-60型），使室外的冷空气通过初步加热后进入保温走廊；然后使用蒸汽热媒在保温走廊内继续加热，后使用DF1359NO7.1E型暖通风机将预热的风流利用负压送入井下，经设计论证，利用当热媒为蒸汽时的混合温度计算公式：tptv-(tl+th0)/2 进行计算，在冬季室外温度-20时井塔室内温度可达到5以上，保证进风巷温度高于2。00。
20、21 实施例336行措施井保温走廊的方案设计：说 明 书CN 103726806 A6/6页81、 36行措施井保温走廊土建工程的施工。0022 36行措施井的防寒保温工作类比46行副井，土建工程仍然和46行副井类同，这里不一一赘述，在防寒保温的方式上仍然选择了采用延长保温走廊、增加暖气排管、改进供暖技术措施，保温走廊加热段长度仍然参照矿井通风空气预热巷道长度公式进行计算：通过计算得出36行措施井需要的保温走廊加热段长度为80.15米,不同的是由于36行措施井建于20世纪80年代初期，井筒直径4.5米，没有建立较为永久的井塔、使用原来的型井架提升，所以增加了井筒保温的难度，同时还要考虑地域的限。
21、制，36行措施井的保温走廊，其东端为卸矿场，目前从走廊东门至卸矿场的距离不足14米，限于场地影响，拟向东北延长13米；走廊西南部为新改造的环形车道，有较大空间，可延长40米。走廊延长后，要配套增加暖气排管，加热进入保温走廊的空气；使进入保温走廊的空气在进入井筒之前得到充分的加热。0023 2、 36行措施井保温走廊设备设施的选型和安装。0024 36行措施井的总加热量仍然按基本加热量乘以一个系数求得。即总加热量Q用Q=M CP(th-tl)求得36行措施井的总加热量为925千瓦，考虑到36行措施井没有建立井塔，井口顶部出露地表，影响加热进入井筒的温度，设计中考虑总加热量时，在总加热量为925千。
22、瓦的基础上增加了25%，即按照1156.25千瓦进行设计，针对井筒保温需要的热量，通过计算，确保了设备选型符合井筒保温的需要，在初选加热器的型号过程中首先假定通过空气加热器的质量流速(v)根据经验数据，井口房密闭时(v)可选13Kg/m2.s。然后按下式求出加热器所需的有效通风截面积SSM/(v)m2式中M为通过加热器的风量， 为空气密度，选取为 1.293kg/m3。 根据计算，有效通风截面积为S=16.9 m2，所以选择了zk-60型组合式空调机，在加热器的型号初步选定之后，又根据加热器实际的有效通风截面积，算出实际的(v)值进行了比较，实际的(v)值为2.64 Kg/m2.s，符合设计要求。同时还对加热器的传热系数进行了计算，认为zk-60型组合式空调机满足36行措施井进风量加热的需要。安装时考虑了现场的实际情况，在东北端加装一台组合式空调机（zk-60型参数是:进风量60000m3/h、热量5602千瓦），初步加热进入保温走廊的冷空气；分别在两端的出入口处各加装一台热空气幕(YRMQ-L/W-18型参数是：进风量8000 m3/h、散热量852481Kg/m3)，阻断冷空气的进入。经设计论证，在冬季室外温度-20时井塔室内温度可达到5以上，保证进风巷温度高于2。说 明 书CN 103726806 A。