“自从用上新的制冷设备，综采工作面比以往凉快了！”这是近日记者在煤业公司朱集东矿井下-906米的1321（1）综采工作面，听到职工对新制冷设备运行效果的评价。职工口中所说的制冷设备就是首次应用于煤矿的CO2跨临界制冷系统。

随着CO2跨临界制冷技术首次成功应用于朱集东矿，集团公司井下制冷迈入“低碳时代”。煤矿开采深度的增加，矿井高温热害越来越严重。朱集东矿是典型的1000米深井煤矿，热害一直是困扰矿井安全生产的难题，而该矿使用的电制冷机能耗大，效率低。如何有效解决“井下高温热害、地面热源匮乏”，既是煤矿当前亟待解决的难题，也是一项需要重点研究的课题。

集团公司持续强化地温治理，不断改善职工工作环境，在朱集东矿试点深部开采热环境控制跨临界降温技术这一重点项目。2021年10月，朱集东矿与有关能源环境科技公司合作，开展技术攻关，在制冷机房安装一台型号为TK1600的CO2跨临界制冷机，并配套安装了一台容积为300m3的热水箱，尝试在深部开采热环境控制上取得新突破。经过三个月试运行，CO2跨临界制冷机与3#电制冷机对比，CO2跨临界制冷机开启8台压缩机运行时，其产生制冷量1571kW大于3#电制冷机满负荷运行时产生的制冷量1512kW，实现30℃以上大温差制冷，制冷速度更快，制冷效果更好，耗电量更少。

“这是我矿历史上首次采用绿色环保天然制冷剂二氧化碳替代传统的破坏地球臭氧层和产生温室效应的氟利昂类制冷剂，是一种全新的‘低碳’制冷技术。”朱集东矿机电资深主管李海一解释说：“使用1吨氟利昂相当于3980多吨的二氧化碳排放量，CO2跨临界制冷，直接将CO2作为制冷剂，无其他有害气体，减少碳排放，且二氧化碳无毒，不易燃、不易爆，使得机组运行更加安全可靠。”

据了解，“CO2跨临界技术”是一个物理过程，其原理是通过液态的二氧化碳蒸发吸收冷媒水的热量进行制冷，然后再将吸收的热量在冷却换热器中释放进行制热。“其实CO2就是个搬运能量的载体，用二氧化碳把需要制冷区域的能量携带到需要制热区域，这样两个区域的制冷、制热就同时实现了。”李海一表示。

在该矿制冷机房旁，矗立着一座300m3的热水箱。制冷班班长韩兴戚告诉记者：“设备制冷的同时，每天可产生约1200m3热水，温度高达50℃，可满足职工洗浴需求。”

“双碳背景下，我们通过探索深部开采热环境控制与地热综合利用新模式，利用天然二氧化碳替代氟利昂实现冷热双供，对改善井下工作环境、节能减排等具有重大经济和社会效益，在煤炭行业有重大示范意义和广泛推广价值。”集团公司工程院有关负责人表示。（陈恩文）