近日，安全科学与工程学院孙孝存校聘副教授在深部矿井热害治理领域取得重要研究进展，相关成果以“热泵驱动井下原位制冷与膜蒸馏水处理系统性能分析”为题，发表于行业顶级期刊《煤炭学报》。文章以安徽理工大学为第一单位，研究成果得到安徽理工大学高层次引进人才科研启动基金（2024yjrc140）、矿山安全高效开采安徽省高校工程技术研究中心开放基金资助项目（SECM2404）资助。

机械制冷降温方法是目前矿井现场实施效果最佳、应用最广泛的热害治理方法，然而井下制冷负荷大、冷凝热排放量高，现阶段借助矿井排水及矿井回风等方法，均难以实现低能耗、大规模的冷凝热排放。为实现制冷系统冷凝热的原位利用，研究团队结合膜蒸馏处理高矿化度矿井水方法，提出了热泵驱动井下原位制冷与膜蒸馏水处理系统。研究发现，热泵运行参数会直接影响到膜蒸馏组件的运行性能，随着膜蒸馏组件热流体进口温度（即热泵制热温度）的增加，可处理矿井水流量呈先减小后增大的趋势，能效比呈下降现象；随着压缩机入口工质过热度的增加，可处理矿井水流量及能效比基本保持不变。为进一步探究所提出系统的实际应用潜力，研究团队将所提出的热泵驱动井下原位制冷与膜蒸馏水处理系统应用于潘三矿，并在满足井下制冷需求的前提下，与其他两种矿井水处理方法进行对比。研究发现，相比于井下原位制冷及蒸馏法处理矿井水方法，所提出的冷凝热提质利用方法在实现相同的制冷量及可处理矿井水流量下，可节约近两倍的耗能。同时，相比于井下原位制冷及井上热泵驱动膜蒸馏处理矿井水方法，所提出方法可减少约50%的能耗。

热泵驱动的井下原位制冷与膜蒸馏水处理系统运行示意图

孙孝存，工学博士，校聘副教授，研究生导师。2024年获中国科学技术大学博士学位（导师：舒歌群院士），同年7月入职安徽理工大学安全科学与工程学院。以第一作者在《煤炭学报》《Energy》发表SCI、EI论文9篇。主持国家自然科学基金1项，主要从事深部矿井热害防治、矿山余热能利用等研究。