整体式热管换热技术在煤矿井口防冻系统中的应用

吕向阳，翟 宇，赵 旭

(1.北京中矿赛力贝特节能科技有限公司，北京 100083；2.中国矿业大学(北京) 机电与信息工程学院，北京 100083)

1 项目概况

鉴于环保的严峻形势，阳煤二矿南风井工业厂区原用于井口防冻的燃煤热风炉不得不拆除，但《煤矿安全规程》规定[1]：进风井口以下温度必须在2℃以上，以防井筒结冰。为此，必须寻求一种有效而合理的方式，解决井口防冻需求。由于风井远离矿区，集中供热或燃气等无法送达，用电则面临电力负荷不足的技术瓶颈。经过广泛比较和深入论证，矿方最终决定采用新型工艺“整体式热管换热技术”，通过回收矿井回风的低温余热，提供井口防冻负荷，替代原有燃煤热风炉方式。

经过调研：南风井工业厂区位于阳泉市郊，现有一进一回两个井口，矿井回风量8372m3/min，风温最低12℃、相对湿度85%以上；进风量6729m3/min，当地极端平均温度为-16.7℃。许多煤矿的风井都存着排向大气环境的矿井回风热风流和需要进行升温的矿井进风冷风流这种特有属性，作为一种依靠温差作为动力进行传热的新型换热工艺，整体式热管换热技术在此类风井的应用具有先天的技术优势。南风井回风热气流和进风冷气流最大温差达28℃以上，理论上完全具备应用该技术的可行性，由于该技术在煤矿井口防冻领域还未推广，在设计计算及设备选型上可参考资料极少。为此，笔者从方案设计、设备选型、运行效果等角度，针对该风井应用整体式热管换热技术解决井口防冻问题进行详细介绍。……