超深矿井集中降温冷源关键技术研究

作     者：张晓云 

作者单位：武汉理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：胡春胜

授予年度：2009年

学科分类：0819[工学-矿业工程] 081903[工学-安全技术及工程] 08[工学] 

主      题：超深矿井降温 制冰技术 冰浆制冷 流动特性 热动力学分析 经济技术分析 

摘      要：深井降温是深部矿产资源开采过程中必然出现的技术难题之一,随着矿井开采深度加深,经济和技术条件决定了必须采用水以外的冷媒。本文就此提出一种新型冷媒—冰浆。 由本文首先对冰浆流体进行了研究,主要特点如下: 1.对国内外现有的冰浆制取方法进行经济技术分析,得出技术可行经济优越的冰浆制取方法;2.依据国内外学者对冰浆物性的研究,应用两相流流体理论以及热力学理论分析冰浆流动和传热特性。从而确定最佳含冰率、得出冰浆流动过程中的冷损计算以及冷损所引起含冰率变化的计算方法、流动中压降的计算方法等。为输送冰浆矿井降温系统的设计打下理论基础。 另外本文就1000m深矿井,对以冷水、乙二醇溶液、冰浆溶液作为冷源的集中降温系统分别进行了设计。就1000m及超过1000m深矿井,对三种冷媒集中制冷系统的进行技术经济性分析。 从技术上和经济上的研究结果来看,本文的主要结论如下: 1.从技术上来说,1000m深时,三种冷源方式都是可行的;矿井深度超过1172m时采用冷水作为冷源影响井下制冷效果,不可行。 2.从经济上来说,1000m深时,采用冷水输冷最经济:矿井深度超过1172m采用冰浆作为冷源较节能。 3.以冰浆作为冷源在超深矿井集中降温系统中表现出其经济和技术的优越性,而且矿井越深优越性越明显,所以冰浆输冷矿井降温是以后矿井降温的一个发展方向。