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10.1 井筒保温


10.1.1 供暖室外计算干球温度等于或低于-4℃地区的进风竖井、等于或低于-5℃地区的进风斜井,以及等于或低于-6℃地区的进风平硐,符合下列情况之一时,宜设井筒保温设施:
    1 井筒壁有淋帮水时;
    2 根据当地或气候类似地区的矿山生产实践证明不采取空气预热会使井口、巷道路面或水管结冰影响安全生产时;
    3 不采取空气预热会使开采面环境温度过低时。
10.1.2 计算井筒保温耗热量时,室外空气计算温度应符合下列规定:
    1 提升井、斜井进风时,应采用历年极端最低温度的平均值;
    2 从平硐或专用进风井进风时,应采用历年极端最低气温平均值与供暖室外计算温度二者的平均值。
10.1.3 井下通风量应由采矿专业提供,并应确定通风量对应的空气计算参数。
10.1.4 井筒保温空气加热可采用空气-蒸汽、空气-热水、空气-烟气等表面式热交换方式或天然气直燃式空气直接加热方式。当采用空气-烟气表面式热交换方式或天然气直燃式空气直接加热方式时,应监测热风出口处的一氧化碳浓度。
10.1.5 空气加热器前或后宜设置风机。当利用矿井通风机提供热风流通动力时,可不另设风机,但空气加热器的风流阻力不宜大于50Pa。
10.1.6 风机和空气加热器的安装位置应符合下列规定:
    1 轴流风机宜布置在空气加热器前,离心风机宜布置在空气加热器后;
    2 采用轴流风机时,风机与电机宜直联传动。
10.1.7 通过空气加热器后的热风温度应符合下列规定:
    1 热风送往竖井时温度宜为60℃~70℃;
    2 热风送往斜井、平硐时温度宜为40℃~50℃;
    3 热风送往井口房时,送风机压入式温度宜为20℃~30℃,矿井风机吸入式温度宜为10℃~20℃。
10.1.8 有风机方式的热风口位置应符合下列规定:
    1 竖井的热风口,宜设置在井口地面下2m~3m处;
    2 斜井、平硐的热风口,宜设置在距井口3m~4m处,并宜设置在人行道侧,热风口底缘宜靠近井筒底板。
10.1.9 通过表面式空气加热器的空气质量流速应符合下列规定:
    1 采用离心风机时,宜为6kg/(㎡·s)~10kg/(㎡·s);
    2 采用轴流风机时,宜为4kg/(㎡·s)~8kg/(㎡·s);
    3 利用矿井通风机提供动力时,宜为2kg/(㎡·s)~4kg/㎡·s)。
10.1.10 表面式空气加热器采用热水作为热媒时,供水温度宜为90℃~130℃;采用蒸汽作为热媒时,进加热器的蒸汽压力宜为0.2MPa~0.3MPa。
10.1.11 选用表面式空气加热器时,应符合下列规定:
    1 绕片式空气加热器散热面积附加系数应取1.15~1.25;
    2 串片式空气加热器散热面积附加系数应取1.25~1.35。
10.1.12 井筒保温用热水或蒸汽型空气加热器应设防冻设施,防冻设施应符合本规范第8.5.9条的规定。
10.1.13 远离主工业场地、供暖负荷较小或缺水地区、供水困难的井下送风系统,可采用燃煤型热风炉供暖。采用燃煤型热风炉时,应符合下列规定:
    1 热风炉机房距进风井口不得小于20m;
    2 热风炉应选用矿用型定型产品,不宜少于2台,当其中一台出现故障时,其余热风炉应能满足井筒保温的需要;
    3 靠近热风炉的热风道内,应设一氧化碳检测装置;
    4 热风道应采取保温、防结露、防火措施;
    5 热风炉燃料、灰渣的贮存及运输应按现行国家标准《锅炉房设计规范》GB 50041的相关规定执行。
条文说明
10.1.1 本条规定了需设井筒保温设施的条件。
    加热入井空气是井筒保温常用措施,一般采用加热部分新风,然后与未经加热的新风混合,混风送入井下的方式,加热后空气温度一般控制在30℃~50℃,混风后空气温度不宜低于2℃。加热入井空气是矿山项目中供暖能耗最大的部分,必须加以重视。严寒及寒冷地区,冬季加热入井空气,目的主要有以下两个方面:一是为了防止井壁、井口、巷道路面或水管等结冰,二是为了维持开采面一定的环境温度,保障工人的生产条件。矿井内适宜的空气温度范围是15℃~28℃,适宜的相对湿度范围是50%~60%。
10.1.2 本条规定了井筒保温热负荷的计算。
    采用不同的室外空气计算温度,主要出于经济及安全方面的考虑。取值过低,会使加热设备型号偏大,但供暖保障率高;取值过高,加热设备型号偏小,设备费用低,供暖保障率降低。
    1 提升井井壁结冰可能引起提升罐笼撞击冰面,危险较大;斜井路面结冰会使路面打滑,行车、行人均不安全,因此提升井或斜井进风时室外计算温度取值较低。
    2 平硐或专用进风井危险较小,保障率可适当降低。
10.1.3 本条规定了矿井通风量及其计算参数。
    矿井通风量由采矿专业提供。确定工况后,才能由体积流量换算为质量流量,才能确定加热设备加热量。通风标准工况为:温度293K(20℃),大气压力101325Pa,相对湿度50%,空气密度ρ=1.2kg/m³。
10.1.4 本条规定了空气加热器的形式。
    空气-蒸汽、空气-热水式空气加热器是较常采用的空气加热设备,技术上成熟。缺水地区在技术经济比较合理的条件下,可采用燃煤型热风炉(设有空气-烟气热交换器),但风道内应设一氧化碳浓度检测报警装置。在条件具备且技术经济合理时,可采用天然气直燃型空气加热器,风道内也应设一氧化碳浓度检测报警装置。
10.1.5 本条规定了空气加热器风流阻力的规定。
    空气加热器可设在热风机组内,加热部分新风送入井筒内,与未经加热的新风混合,混风进入井下;空气加热器也可直接安装在井口下进风道内,利用矿井通风机提供热风流通动力,此时的空气加热器的风流阻力不宜大于50Pa。
10.1.6 本条规定了风机和空气加热器的安装位置。
    1 空气加热器前空气温度较低,电动机工作条件较好。轴流风机一般与电机直联,电机处在气流中,因此轴流风机宜布置在空气加热器前;空气加热后温度升高,密度减小,体积膨胀,空气的体积流量发生了较大的变化,按照这个工作条件选用风机,选出的风机规格号偏大,偏于安全,因此离心风机宜布置在空气加热器后。
    2 轴流风机直联传动时效率较高,因此风机与电机宜直联传动。
10.1.7 本条是关于井筒保温送风温度的规定。
    从人的舒适性考虑,斜井、平硐、井口房人员通行的可能性越来越大,相应热风温度的要求是越来越低。另外,由于浮力的影响,温度越高的空气,送入井下的难度越大,热风逸散的可能性越大,因此对送入井口房的风温作出了规定。
10.1.8 本条是关于热风口位置的规定。
    从人的舒适性以及防止热风逸散损失考虑,作出了本条规定。
10.1.10 本条是关于空气加热器热媒参数的规定。
    矿井进风均为直流风,热媒温度维持在一定水平上才能保证加热效果。
10.1.12 本条是关于空气加热器设防冻设施的规定。
    矿井进风均为直流风,易发生冻结现象,故特别作出本条规定。
10.1.13 本条是关于燃煤型热风炉的适用条件及设计规定。
    燃煤型热风炉采用烟气-空气换热器加热井下送风,换热器换热系数小,工作条件差,钢耗高,一般情况下不建议采用。但在特殊场合,如远离主工业场地、供暖负荷较小或缺水地区、供水困难的井下送风系统,可采用燃煤型热风炉供暖。
    规定热风炉与井口的距离,主要是井下进风安全的需要。烟气-空气换热器可能渗漏,因此热风道内应安装一氧化碳检测设施。
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工业建筑供暖通风与空气调节设计规范 GB50019-2015
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