陳蠻莊煤礦位于單縣煤田的西部，礦井設計生產能力為0.90Mt/a，生產能力1.80Mt/a。中央并列抽出式通風方式，采用立井開拓，設置主井、副井、風井三個井筒。是一座現(xiàn)代化的大型礦井。

依據山東省地質科學實驗研究院編制的《山東省單縣煤田陳蠻莊井田勘探報告》，陳蠻莊煤礦的地溫梯度：主檢孔中性點深度560米,溫度28.8度；最深測點970米,溫度38.2度,地溫梯度2.1度/百米；副檢孔中性點深度700米,溫度33.3度；最深測點1130米,溫度45.8度,地溫梯度2.49度/百米，屬于二級熱害礦區(qū)。礦井總涌水量為39.68m³/h。與本井田水文地質條件較為接近的張集井田涌水量為1049.79m³/h，本井田采用數據應進一步核實，應進一步補充水文地質工作。依據煤炭工業(yè)濟南設計研究院編制的《陳蠻莊煤礦初步設計》數據，暫定礦井正常涌水量為500 m³/h，最大涌水量為1000m³/h。

1.1 熱害現(xiàn)狀

依據山東省地質科學實驗研究院編制的《山東省單縣煤田陳蠻莊井田勘探報告》，對13個鉆孔進行了簡易測溫，未進行近似穩(wěn)態(tài)測溫工作。根據鄰區(qū)《巨野煤田普查報告》測溫資料，恒溫帶深度為50m左右，溫度18.9℃。經計算，本區(qū)地溫梯度平均2.59℃/100m，即地熱增溫率1℃/38.6m。屬地溫梯度正常區(qū)。根據測溫資料，煤層底板溫度與埋深成正比關系。經換算，3煤層底板-750m以深為大于37℃的二級高溫區(qū)，亦即本井田可采煤層基本上都處于二級高溫區(qū)內。因此，本井田在建設及開采過程中，應采取綜合措施進行熱害防治，確保安全。

1.2 設計內容

目前井下巷道尚未成型，實際圍巖溫度、巷道位置、涌水量等無法精確確定，只能根據地質勘探報告和礦井初步設計預測。

本方案針對礦井建設的各個階段，分別制定制冷方案，對制冷機房內的設備進行設計、選型，估算工程投資，計算運行費用。

1.3 設計依據

《地源熱泵系統(tǒng)工程技術規(guī)范》GB 50366-2005

《采暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范》（GB50019-2003）

《礦井排水設計手冊》

《陳蠻莊礦井初步設計》

《煤炭安全規(guī)程》2010版

1.4 制冷負荷計算

《煤礦安全規(guī)程》第一百零二條規(guī)定：“生產礦井采掘工作面空氣溫度不得超過26℃，機電設備硐室的空氣溫度不得超過30℃；當空氣溫度超過時，必須縮短超溫地點工作人員的工作時間，并給予高溫保健待遇。采掘工作面的空氣溫度超過30℃、機電設備硐室的空氣溫度超過34℃時，必須停止作業(yè)。”“對于新建改擴建礦井設計時，必須進行礦井風溫預測計算，超過地點必須有制冷降溫設計配齊降溫設施”。

本設計按照《煤炭安全規(guī)程》規(guī)定的26℃為標準進行冷負荷計算。

井下熱源主要有以下幾部分：

1、風流壓縮熱

本礦井開采深度大，大部分為下山開采，垂高大，風流在井巷中自然壓縮，其壓縮熱使風流升溫較大。

2、圍巖礦井水散熱

本礦為深井高地溫，由于新生界松散層較厚，開采深度大，其井下地溫高，圍巖散熱成為影響礦井井下風流溫度的主要熱源。

3、機電設備散熱影響

該礦開采強度大，井下采、掘、運等生產環(huán)節(jié)機械化程度高，設備功率大，機電設備散熱成為該礦井的又一主要熱源。

4、其他散熱影響

其他散熱包括人體散熱、溝管散熱、爆破熱等。

下面對幾種熱源分別進行計算。