王洪粱， 张保勇， 徐海梅， 李智峰， 韩永辉

(黑龙江科技大学 安全工程学院，哈尔滨 150022)

0 引言

随着矿井开采深度的增加，矿井热害作为一种新的矿井灾害对煤矿的生产影响越来越大。高温矿井遍布全国主要的产煤基地，我国纬度最北的黑龙江省辖内也有东海煤矿、东山煤矿、城子河煤矿和杏花煤矿等出现不同程度的热害。目前，东部矿井深度正以每年10～25 m的速度发展，原始岩温不断升高，矿井热害问题日益成为制约深部矿产资源有效开采的重要因素。在矿井热害日益严峻的条件下，矿井降温制冷系统对矿井热害的防治尤为重要。目前，矿井机械降温技术主要包括水蓄冷、冰蓄冷和空气蓄冷降温技术，每种蓄冷技术都有各自的缺陷，使其在矿山实际应用中受限。甲烷水合物(也称为暖冰)作为新的蓄冷介质，蓄冷密度较大，1 kg甲烷水合物蓄冷可达460 kJ，约为水蓄冷量的四倍，大于冰的相变蓄冷量333 kJ/kg。相变温度高于水的相变温度，因此，甲烷水合物蓄冷效率比冰蓄冷效率高。甲烷水合物分解放冷可通过改变压力与温度两个参数进行控制，与冰溶解放冷只能通过温度进行控制相比，甲烷水合物放冷更容易控制。因此，甲烷水合物蓄冷降温不但有利于矿井瓦斯的回收利用，同时克服了水蓄冷技术蓄冷密度低、冷量损失多的缺点以及冰蓄冷技术蓄冷效率低、分解放冷不易控制的缺点，从而具有较高的研究价值。

甲烷水合物蓄冷量的大小是甲烷水合物蓄冷降温的关键指标之一。……