◎劉玉昌闞春雨楊清成

前言：深部綜采放頂煤開(kāi)采工作面的地?zé)嵊绊憰?huì)對(duì)整體開(kāi)采工作以及工作施工效果帶來(lái)一系列的沖擊，而針對(duì)于地?zé)岬挠绊懸约艾F(xiàn)狀進(jìn)行分析能夠?qū)Φ孛骈_(kāi)采工作面的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)控，借助一系列的開(kāi)采面降溫技術(shù)和降溫方法來(lái)幫助調(diào)控工作面的局部溫度，同時(shí)統(tǒng)計(jì)相應(yīng)的數(shù)據(jù)，幫助完善整體工作環(huán)境提供良好的作業(yè)基礎(chǔ)，保證綜采放頂煤開(kāi)采的穩(wěn)定性以及可持續(xù)性。

本文通過(guò)對(duì)深部綜采放頂煤開(kāi)采工作進(jìn)行概述，同時(shí)討論了深部綜采放頂煤的開(kāi)采工作過(guò)程時(shí)的熱源來(lái)源情況，結(jié)合實(shí)際開(kāi)采面的溫度狀況以及溫度的產(chǎn)生原因進(jìn)行分析，提出了具有針對(duì)性的深部綜采放頂煤開(kāi)采工作面降溫技術(shù)供參考研究。

一、深部綜采放頂煤開(kāi)采工作概述

1.綜采放頂煤。

（1）綜采放頂煤開(kāi)采技術(shù)。

深部綜采放頂煤屬于煤炭開(kāi)采過(guò)程當(dāng)中的一項(xiàng)重要技術(shù)，主要的技術(shù)來(lái)源以及技術(shù)發(fā)源是把原本深部綜采放頂煤開(kāi)采一次性進(jìn)行取出與分層開(kāi)采以及分部分取出存在較大區(qū)別。深部綜采放頂煤開(kāi)采是沿厚煤層的底部布置來(lái)實(shí)現(xiàn)采煤的工作面挖掘，同時(shí)在煤層的底部借助傳統(tǒng)的方法，把頂煤從工作面取出后一起放在后刮板輸送機(jī)上面，在沿襲傳統(tǒng)的方法以及傳統(tǒng)的技術(shù)原理，利用礦山自身的壓力以及輔助的措施能夠把頂煤從工作面當(dāng)中分出，實(shí)現(xiàn)綜采放。

（2）綜采放頂煤開(kāi)采條件選擇。

而針對(duì)于深部綜采放頂煤開(kāi)采工作需要借助的技術(shù)以及實(shí)現(xiàn)的效果來(lái)源也不相同。如果頂煤比較堅(jiān)硬時(shí)，需要對(duì)綜采放頂煤進(jìn)行預(yù)處理，而預(yù)處理的工作和內(nèi)容，首先是要對(duì)頂煤就行軟化，借助于爆破或者注水軟化的方式，頂煤在開(kāi)采之前就進(jìn)行預(yù)處理工作，有效地降低頂煤自身的堅(jiān)固性，通過(guò)爆破處理或者注水軟化的方式，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)頂煤的軟化效果，而對(duì)于一些煤層自身的注水特性不是特別突出，則需要借助預(yù)爆破的方式進(jìn)行軟化，把兩種軟化方式進(jìn)行相互結(jié)合和相互運(yùn)用，才能夠從根本上對(duì)頂煤進(jìn)行合理有效的預(yù)處理，幫助在后續(xù)的開(kāi)采過(guò)程中實(shí)現(xiàn)深部綜采放頂煤開(kāi)采的順利進(jìn)行，因此預(yù)處理過(guò)程必不可少，并且需要結(jié)合實(shí)際的地理環(huán)境條件和頂煤自身的特性進(jìn)行綜合考慮后，才能選出更合適有效地的處理方法。

2.綜采放頂煤開(kāi)采工藝。

（1）綜采放頂煤開(kāi)采工藝步驟。

綜采放頂煤工藝考慮的工序以及步驟都要從頂煤自身的情況出發(fā)，而針對(duì)大部分的綜采放頂煤工藝的主要工序?yàn)椋焊蠲骸萍堋埔魄安窟\(yùn)輸機(jī)→放頂煤→拉移后部運(yùn)輸機(jī)→拉轉(zhuǎn)載機(jī)縮膠帶輸送機(jī)→支回端頭和超前支柱。

（2）綜采放頂煤開(kāi)采工藝操作。

首先最開(kāi)始的工序步驟就是先要把刮板運(yùn)輸機(jī)進(jìn)行啟動(dòng)并且運(yùn)行，因?yàn)楣伟暹\(yùn)輸機(jī)在實(shí)際操作和使用的過(guò)程當(dāng)中起到非常重要的約束作用。同時(shí)如果沒(méi)有提前對(duì)刮板運(yùn)輸機(jī)進(jìn)行預(yù)熱和操作的話(huà)，可能會(huì)在后續(xù)的運(yùn)輸過(guò)程帶來(lái)影響。除此以外，在整個(gè)深部綜采放頂煤開(kāi)采工作的工藝步驟過(guò)程當(dāng)中，最關(guān)鍵的步驟就是割煤工序，因?yàn)檎麄€(gè)綜采放的工作面管理，主要是包括頂板、機(jī)電設(shè)備的維護(hù)，頂?shù)装迨欠衿秸O(shè)備能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)等都與最終的開(kāi)采效果息息相關(guān)，而頂板自身的平整性能以及設(shè)備的是否正常運(yùn)作都會(huì)在一定程度上取決于頂板的平整程度，因此對(duì)于割煤工序過(guò)程當(dāng)中自身的工作面是否平整，是否能達(dá)到對(duì)齊以及獨(dú)立平鋪是整個(gè)頂煤開(kāi)采工業(yè)和工序過(guò)程當(dāng)中的重中之重。

除此以外各個(gè)工序相互獨(dú)立并且互相配合，不僅能夠有效地提升整體工序自身的工程質(zhì)量和效率，同時(shí)也在一定程度上保證了整體割煤工序在開(kāi)采以及運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中的安全性。

3.深部綜采放頂煤開(kāi)采工作面熱源來(lái)源。

深部綜采放頂煤開(kāi)采工作面溫度升高的原因很多，而針對(duì)不同的溫度升高情況來(lái)說(shuō)可能的熱源來(lái)源也不相同，產(chǎn)生深部綜采放頂煤開(kāi)采工作面的熱源包括機(jī)電設(shè)備、煤層氧化以及通風(fēng)路線(xiàn)以及其他因素產(chǎn)生的熱量。

（1）機(jī)電設(shè)備散熱。

首先，深部綜采放頂煤開(kāi)采工作面最主要的熱源來(lái)源就是機(jī)電設(shè)備自身的散熱，因?yàn)樵谏畈烤C采放頂煤開(kāi)采工作面中擺放了眾多的機(jī)電設(shè)備，并且這些機(jī)電設(shè)備自身的功率也非常巨大，大部分的機(jī)械功率都超過(guò)了一般的機(jī)電設(shè)備，如果多臺(tái)機(jī)電設(shè)備共同運(yùn)行，總功率的增加也會(huì)在一定程度上給整體的功率和電壓帶來(lái)一系列的影響和功率的提高。

同時(shí)，整個(gè)生產(chǎn)期間工作面當(dāng)中的溫度也會(huì)隨之升高，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)可以發(fā)現(xiàn)，在深部綜采放頂煤開(kāi)采工作面的運(yùn)行過(guò)程中，運(yùn)行時(shí)的順道口溫度往往都比停產(chǎn)期間的順道口溫度要高五到六攝氏度左右，因此在整體機(jī)械設(shè)備運(yùn)作過(guò)程當(dāng)中存在巨大的能源消耗并且產(chǎn)生大量的熱量，這也是深部綜采放頂煤開(kāi)采工作面溫度升高的最重要影響之一。

（2）煤層氧化散熱。

除此以外，深部綜采放頂煤開(kāi)采工作面中煤層的氧化散熱也是造成綜采放工作面溫度升高的另一個(gè)原因，因?yàn)樵诿簩拥墓ぷ髌陂g，開(kāi)采區(qū)裸露的煤礦以及煤體自身會(huì)存在緩慢氧化的情況。而在這個(gè)氧化的過(guò)程當(dāng)中就會(huì)造成大量的熱量散發(fā)，同時(shí)煤從自身在接觸到空氣的時(shí)候氧化的速度會(huì)進(jìn)一步加快，也會(huì)在一定程度上進(jìn)一步提升了深部綜采放頂煤開(kāi)采工作面當(dāng)中的溫度升高，給整個(gè)綜采放帶來(lái)溫度變化的影響。

（3）通風(fēng)路線(xiàn)。

深部綜采放頂煤開(kāi)采過(guò)程中另一個(gè)溫度升高的影響因素是通風(fēng)路線(xiàn)的選擇以及排布，因?yàn)獒槍?duì)于一些頂煤綜采方開(kāi)采的礦區(qū)和作業(yè)的來(lái)說(shuō)，他們自身的通風(fēng)路線(xiàn)存在一定的問(wèn)題，大部分的通風(fēng)路線(xiàn)都是在綜采方面的邊緣，同時(shí)通風(fēng)的路線(xiàn)以及通風(fēng)的邊緣也不夠長(zhǎng)導(dǎo)致了流動(dòng)的空氣中會(huì)與采放壁發(fā)生摩擦，產(chǎn)生一定熱量同時(shí)熱量無(wú)法迅速帶走，流動(dòng)空氣自身流動(dòng)的速率以及流動(dòng)的順暢性不，也會(huì)在一定程度上造成各種開(kāi)采工作面當(dāng)中溫度的聚集和熱量的聚集，形成溫度的升高，同時(shí)進(jìn)一步地影響了整體風(fēng)流的溫度以及工作面自身的熱量溫度。

（4）其他因素。

除此以外，其他潛在的因素也可能造成深部綜采放頂煤開(kāi)采作業(yè)過(guò)程產(chǎn)生溫度影響，包括礦山的布置方式，因?yàn)樵谏畈烤C采放頂煤開(kāi)采工作面當(dāng)中的布置方式以及軌道下山的方式都不一樣，當(dāng)運(yùn)輸條在運(yùn)作過(guò)程當(dāng)中，由于皮帶自身運(yùn)作和摩擦都會(huì)產(chǎn)生一定的熱量，也會(huì)在一定程度上進(jìn)一步提高了深部綜采放頂煤開(kāi)采工作面整體空氣的溫度，深部綜采放頂煤開(kāi)采工作面造成熱量蓄積。

二、深部綜采放頂煤開(kāi)采工作面溫度情況

1.深部綜采放頂煤開(kāi)采工作面溫度。

（1）深部綜采放頂煤開(kāi)采工作面開(kāi)采深度與溫度的關(guān)系。

由于礦區(qū)自身存在不同的深度，同時(shí)煤炭開(kāi)采的深度與環(huán)境溫度的影響以及地層溫度的綜合影響都會(huì)在一定程度上影響深部綜采放頂煤開(kāi)采工作面自身的溫度，而針對(duì)深部綜采放頂煤開(kāi)采工作面的區(qū)域來(lái)說(shuō)可以分為氣候影響區(qū)域、溫度穩(wěn)定區(qū)域以及地?zé)嵊绊憛^(qū)域。

不同的區(qū)域井下地?zé)岬默F(xiàn)象都存在不同，而發(fā)生地?zé)岬淖钪饕蚴怯捎诼癫剌^大，深部綜采放頂煤開(kāi)采工作面會(huì)受到地表溫度的遞增，導(dǎo)致了深部綜采放頂煤開(kāi)采工作面自身的溫度可能會(huì)造成一系列的區(qū)別。對(duì)于深部綜采放頂煤開(kāi)采工作面的溫度進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，在實(shí)際運(yùn)作過(guò)程當(dāng)中會(huì)受到不同煤層的溫度所帶來(lái)的影響。

（2）深部綜采放頂煤開(kāi)采工作面溫度分布情況。

除此以外，洞口的位置以及分布的區(qū)域深度等都會(huì)在一定程度上給整體深部綜采放頂煤開(kāi)采工作面自身的溫度帶來(lái)影響，一般在對(duì)深部綜采放頂煤開(kāi)采工作面溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)過(guò)程中都會(huì)保留三個(gè)類(lèi)型的測(cè)溫口，包括簡(jiǎn)易測(cè)溫口，短期穩(wěn)態(tài)測(cè)溫口以及長(zhǎng)期穩(wěn)態(tài)測(cè)溫口，通過(guò)對(duì)不同洞口自身的布置布局以及測(cè)量不同時(shí)期和不同狀態(tài)下的深部綜采放頂煤開(kāi)采工作面溫度來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)深部開(kāi)采工作面溫度有一個(gè)長(zhǎng)期認(rèn)識(shí)和了解，在一定程度上幫助確定深部綜采放頂煤開(kāi)采工作面的實(shí)際工作溫度情況的真實(shí)反映，深部綜采放頂煤開(kāi)采工作面的實(shí)際溫度測(cè)量結(jié)果表明，隨著埋深溫度的增加，工作面的溫度也會(huì)逐漸升高，根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，垂深大約三百米處測(cè)得的溫度一般為三十?dāng)z氏度。

2.深部綜采放頂煤開(kāi)采工作面升溫危害。

深部綜采放頂煤開(kāi)采工作面所帶來(lái)的危害也是明顯可見(jiàn)的，因?yàn)獒槍?duì)于深部綜采放頂煤開(kāi)采的過(guò)程來(lái)說(shuō)，工作面溫度的升高也會(huì)在一定程度上會(huì)受到地表溫度的影響，同時(shí)深部綜采放頂煤開(kāi)采工作面的熱量也會(huì)進(jìn)行散發(fā)，影響整體煤礦開(kāi)采設(shè)備中的機(jī)械設(shè)備以及通風(fēng)設(shè)備的正常運(yùn)行。

深部綜采放頂煤開(kāi)采工作面溫度升溫所造成的影響都是不可逆的。同時(shí)，隨著溫度的升高會(huì)對(duì)整體的機(jī)電設(shè)備也帶來(lái)一系列的負(fù)載，具體來(lái)說(shuō)，深部綜采放頂煤開(kāi)采工作面在運(yùn)作過(guò)程當(dāng)中需要用到兩個(gè)大型設(shè)備以及大功率配套的機(jī)械設(shè)備，因此在開(kāi)采的過(guò)程中由于機(jī)械設(shè)備自身受到溫度的作用會(huì)影響設(shè)備的精確度，久而久之會(huì)對(duì)設(shè)備運(yùn)行帶來(lái)負(fù)面影響。另外深部綜采放頂煤開(kāi)采工作面溫度升高的時(shí)候還會(huì)對(duì)實(shí)際的工作人員在開(kāi)采和工作過(guò)程帶來(lái)影響，給工作作業(yè)人員高溫的不適，形成不良的作業(yè)環(huán)境。

三、深部綜采放頂煤開(kāi)采工作面降溫技術(shù)

1.工作面制冷降溫原理。

（1）工作面局部降溫原理。

深部綜采放頂煤開(kāi)采工作面制造降溫的原理主要有多個(gè)，首先對(duì)深部綜采放頂煤開(kāi)采工作面進(jìn)行降溫比較顯著的方法是利用局部制冷降溫的原理，局部降溫主要通過(guò)蒸發(fā)器以及冷卻器等主要設(shè)備進(jìn)行共同運(yùn)作和共同協(xié)作，來(lái)幫助實(shí)現(xiàn)整體的溫度降低。局部制冷劑附帶的壓縮機(jī)能夠有效地把制冷進(jìn)行循環(huán)，并且制冷劑在吸收的熱量以后能夠以低壓的狀態(tài)存在，能夠更好地把壓縮機(jī)自身的壓力轉(zhuǎn)化成為能量，通過(guò)冷凝器對(duì)外界熱量的吸收能夠很好地把熱量傳遞到冷卻水當(dāng)中，從而降低外部環(huán)境的熱量。

（2）工作面整體降溫原理。

而相對(duì)于深部綜采放頂煤開(kāi)采工作面的局部降溫來(lái)說(shuō)，深部綜采放頂煤開(kāi)采工作面的整體降溫也能夠更好地把整體的環(huán)境以及溫度進(jìn)行降低，而且針對(duì)于深部綜采放頂煤開(kāi)采工作面的整體降溫來(lái)說(shuō)，降溫的模式以及接觸的面積都更大，能夠更好地完成整個(gè)熱量的調(diào)控，同時(shí)整體降溫一般還會(huì)與智能控溫系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)合，能夠在深部綜采放頂煤開(kāi)采工作面的每一個(gè)角度都進(jìn)行調(diào)控。

除此以外，制冷劑當(dāng)中冷凝器對(duì)熱量的吸收也能夠在一定程度上幫助熱量的降低，同時(shí)還可以將制冷劑進(jìn)行不斷循環(huán)，轉(zhuǎn)化成為低溫高壓的液體狀態(tài)，能夠?qū)崿F(xiàn)制冷劑與空氣中的熱量進(jìn)行交換，吸收熱量同時(shí)完成整個(gè)降溫的工作。

但是針對(duì)于深部綜采放頂煤開(kāi)采工作面的整體降溫來(lái)說(shuō)，耗費(fèi)的時(shí)間較長(zhǎng)同時(shí)需要的經(jīng)濟(jì)投入也比較巨大，因此目前比較常用的深部綜采放頂煤開(kāi)采工作面降溫技術(shù)還是使用局部降溫的技術(shù)與方法。

2.深部綜采放頂煤開(kāi)采工作面降溫技術(shù)確定。

深部綜采放頂煤開(kāi)采工作面的降溫效果都與選擇的技術(shù)以及實(shí)際的工作面當(dāng)中的熱量環(huán)境有關(guān)，因此如何選取合理的降溫技術(shù)以及降溫的方式是保證整體降溫工作順利進(jìn)行的首要關(guān)鍵。

同時(shí)，考慮到如果對(duì)整個(gè)深部綜采放頂煤開(kāi)采工作面進(jìn)行全面的降溫技術(shù)，那么無(wú)論對(duì)整體經(jīng)營(yíng)海還是系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)投入都十分巨大，并且還需要較長(zhǎng)的建設(shè)周期，因此如何能夠局部快速的實(shí)現(xiàn)深部綜采放頂煤開(kāi)采工作面的降溫，并且在短時(shí)間內(nèi)把工作面產(chǎn)生的熱源帶走是整個(gè)深部綜采放頂煤開(kāi)采工作的核心內(nèi)容。

（1）空冷器熱交換技術(shù)。

深部綜采放頂煤開(kāi)采工作面中采用空冷器熱交換技術(shù)能夠很好地幫助提高整體設(shè)備的冷熱交換效率?？绽淦鳠峤粨Q技術(shù)是通過(guò)借助螺旋盤(pán)管的空冷器來(lái)實(shí)現(xiàn)冷熱交換，不僅能夠把整個(gè)冷熱交換效率進(jìn)行更替，同時(shí)還能把傳統(tǒng)的體積進(jìn)行降低，更好地幫助空冷器在深部綜采放頂煤開(kāi)采工作面中移動(dòng)，可以更好地對(duì)主要產(chǎn)生熱源的地方進(jìn)行調(diào)控，實(shí)現(xiàn)溫度的控制以及熱量的調(diào)整。

空冷器熱交換技術(shù)降溫的根本依據(jù)是考慮降溫效果以及降溫的調(diào)控性能。由于空氣自身的比熱容比較小，因此借助空冷器的運(yùn)行能夠很好地幫助實(shí)現(xiàn)溫度的變化，同時(shí)更好地實(shí)現(xiàn)控溫效果，特別是針對(duì)于空冷器的擺放位置來(lái)說(shuō)，可以把空冷器放在深部綜采放頂煤開(kāi)采工作面的出口處，這樣能夠更好地把出口處的熱量收集起來(lái)，同時(shí)從出口處帶走熱量，幫助實(shí)現(xiàn)降溫。一般在深部綜采放頂煤開(kāi)采工作面中最里面空冷器安裝的位置需要與開(kāi)采面的距離不超過(guò)100 m，如果要把工作面向外推進(jìn)到距空冷器十到二十米時(shí)，那么最里面的空冷器就需要移動(dòng)到最外面空冷器以外大約五十到六十米處，通過(guò)不斷循環(huán)以及重復(fù)來(lái)提高降溫效果，同時(shí)又可以很好地減少空冷器的移動(dòng)次數(shù)。

（2）噴淋降溫及采面設(shè)備冷卻技術(shù)。

深部綜采放頂煤開(kāi)采中工作面使用噴淋降溫的技術(shù)能夠幫助實(shí)現(xiàn)設(shè)備的有效冷卻，總所周知設(shè)備產(chǎn)生熱量是整個(gè)工作面出現(xiàn)溫度上升以及熱量增加的最主要原因，而借助噴淋降溫技術(shù)不僅能夠快速地把溫度進(jìn)行控制，同時(shí)還能在常規(guī)機(jī)械制冷降溫方式的基礎(chǔ)上結(jié)合深部綜采放頂煤開(kāi)采工作面自身的溫度情況以及產(chǎn)熱效果，幫助完成在不同情況下的溫度調(diào)控以及冷卻控制。除此以外，通過(guò)噴淋降溫的技術(shù)還能解決深部綜采放頂煤開(kāi)采工作面當(dāng)中“下冷上熱”冷熱不均的現(xiàn)象，通過(guò)低溫水的降溫以及噴淋幫助將塵埃以及熱量帶走。

除此以外，還可以在深部綜采放頂煤開(kāi)采工作面中使用到的設(shè)備的水進(jìn)行更換，同時(shí)把采煤機(jī)、 輸送機(jī) 、轉(zhuǎn)載機(jī)等設(shè)備的冷卻水換成低溫水，進(jìn)一步更高地提高整體的降溫效果，幫助實(shí)現(xiàn)深部綜采放頂煤開(kāi)采中工作面的溫度控制，從設(shè)備源頭減少產(chǎn)生的熱量以及熱源危害。

（3）降溫系統(tǒng)智能控制。

降溫系統(tǒng)智能控制比較適用于需要降溫較大面積的深部綜采放頂煤開(kāi)采區(qū)域以及系統(tǒng)，如果在深部綜采放頂煤開(kāi)采中使用智能集中控制系統(tǒng)可以把整個(gè)工作面需要的冷卻以及降溫的系統(tǒng)以及溫度和風(fēng)量等進(jìn)行綜合調(diào)節(jié)，幫助實(shí)現(xiàn)全方位的參數(shù)調(diào)整以及降溫控冷的效果。而借助智能控制系統(tǒng)不僅能夠有效地進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)還可以把不同的降溫設(shè)備進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，將設(shè)備都接入到系統(tǒng)當(dāng)中實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化的智能控制以及降溫調(diào)節(jié)。此外，借助降溫系統(tǒng)的調(diào)整還可以把降溫的參數(shù)以及運(yùn)作的參數(shù)、水量以及壓力等進(jìn)行集中調(diào)控，通過(guò)集中的控制來(lái)取得良好的降溫效果，此外操作人員還可以根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)運(yùn)作過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行調(diào)整，結(jié)合實(shí)際的情況以及問(wèn)題，通過(guò)深部綜采放頂煤開(kāi)采智能控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)收集以及數(shù)據(jù)調(diào)控，把錯(cuò)誤的情況反饋到工作人員手中，及時(shí)掌握可能存在的問(wèn)題以及需要處理的現(xiàn)狀，進(jìn)一步完善以及落實(shí)對(duì)深部綜采放頂煤開(kāi)采工作面的溫度調(diào)節(jié)以及降溫操作。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，深部綜采放頂煤開(kāi)采工作面中產(chǎn)生熱量的原因很多，如何多熱源進(jìn)行排查以及控制是保證工作面降溫的首要步驟，其次還需要針對(duì)性地對(duì)深部綜采放頂煤開(kāi)采工作面采取降溫措施，包括局部降溫或者整體降溫的方式，實(shí)現(xiàn)溫度以及熱量的調(diào)節(jié)以及控制。