[實用新型]煤礦混合資源綜合開采系統

有效

• 申請號: 201320693050.3
• 申請日: 2013-11-05
• 公開（公告）號: CN203640754U
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 鄒聲華;張育瑋;曹瑜;張登春;李永存;肖國清
• 申請（專利權）人: 湖南科技大學
• 主分類號: E21F1/00
• 分類號: E21F1/00;E21F7/00;E21F16/00;E21C41/16;F25B30/06
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務所(普通合伙) 43108
• 代理人: 宋向紅

技術領域

本實用新型屬于煤炭井工開采安全及節能環保技術領域，具體涉及一種煤炭、礦井水、地熱、瓦斯氣等混合資源的綜合開采系統。

背景技術

炮采技術在我國煤炭開采中最早得到應用和普及，其施工方便、成本低，但是開采效率低下、安全系數差。隨著我國科技實力的逐漸提升，綜合機械化采煤得到了很好的發展，在大大提高采煤效率的同時，更加保證了工人的人身安全。但是，隨著我國煤炭淺部資源的漸漸枯竭，很快將進入一個深部開采時期，深部開采將面臨很多的問題，如高應力、高低溫、巖石流變和圍巖大變形等，而加大科技投入，提高技術能力是永恒不變的準則。同時，近年來地球溫室效應日益顯著，地下水資源幾近枯竭，綠色開采、保水開采、提高煤炭使用效率將成為我國煤炭開采和利用的重要方向。隨著煤礦開采深度的不斷延伸，煤系地層中的礦井水、地熱、瓦斯氣等附屬資源會更加豐富，如何針對礦井水、地熱、瓦斯氣等附屬資源豐富的礦井，設計出一綜合開采系統尤其重要。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種在原煤炭井工開采系統的基礎上開發的，利用熱泵技術將煤炭開采過程中的地熱以及釋放在空氣和水中的低品位熱能提煉出來，用于礦井的生產和生活的煤礦混合資源綜合開采系統。

本實用新型的目的是通過如下的技術方案來實現的：該煤礦混合資源綜合開采系統，包括煤炭開采系統，它還包括裝備與煤炭開采系統相適應的礦山通風及廢熱開采與利用系統、礦井瓦斯氣抽采與利用系統、礦井水綜合利用系統。

具體地說，所述礦山通風及廢熱開采與利用系統包括埋設于采空區內的埋地盤管，埋地盤管與地源熱泵連接；在風井中設置空氣源熱泵，所述地源熱泵和空氣源熱泵均與地面熱水系統連接，地面熱水系統與熱用戶連接。

具體地說，所述礦井瓦斯氣抽采與利用系統包括設置于煤層或采空區內的瓦斯抽放管道，瓦斯抽放管道與泵站連接，泵站與儲氣罐連接，儲氣罐連接到氣用戶。

具體地說，所述礦井水綜合利用系統包括與采煤工作面、掘進工作面和其它巷道一側水溝聯通的內水倉和外水倉，外水倉通過水泵與副井中的排水管聯通，副井中的排水管聯通到地面；所述內水倉內設置有水凈化裝置，用水管與水源熱泵的冷凝器連接，水源熱泵的冷凍水管與掘進工作面的空冷器連接，水源熱泵的冷凝器的高溫冷卻水排入外水倉后，再通過礦井排水系統排至地面后，與水-水換熱器連接，水-水換熱器與地面熱水系統連接，地面熱水系統與熱用戶連接。

本實用新型的工作原理是：通過在采空區埋設埋地盤管（埋管時要防止采空區頂板冒落砸壞盤管），利用地源熱泵系統提取地熱；在礦井風井中用空氣源熱泵提取回風中的余熱，將煤炭開采過程中釋放在空氣中的低品位熱能提煉出來；用井底水倉的礦井水作為冷、熱源體，利用水源熱泵提取礦井水中的熱量（或冷量）；冬季，利用熱泵吸收其熱量向建筑物供熱（主要用于采暖和供用衛生熱水），夏季，利用熱泵制取冷凍水和熱水，實現對地面建筑物、井下工作面的供冷和供用衛生熱水；在煤層或采空區布置瓦斯抽采點（抽放鉆場），通過瓦斯抽采系統將抽出的瓦斯輸送至地面儲氣罐，提純后成為高濃度可燃氣體，用于礦井的生產和生活。

本實用新型是在原煤炭井工開采系統的基礎上開發的，利用熱泵技術將煤炭開采過程中的地熱以及釋放在空氣和水中的低品位熱能提煉出來，即在采空區埋管可采取地熱，在礦井風井中用空氣源熱泵提取回風中的余熱，利用水源熱泵提取礦井水中的余熱；對礦井排水進行凈化，形成中水，進行利用；礦井瓦斯抽采后形成高濃度可燃氣體等，這些較高品位的熱能、中水和可燃氣體均用于礦井的生產和生活。本實用新型節能、環保，并將災害的消極防治變為積極的開發和利用，實現了礦井安全開采和資源開發利用的最大化，它是綠色礦山建設的需要，應用前景廣泛。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例煤礦混合資源綜合開采系統的原理結構示意圖。

圖2是本實用新型實施例煤炭開采系統的流程框圖。

圖3是本實用新型實施例礦山通風及廢熱開采與利用系統的流程框圖。

圖4是本實用新型實施例礦井瓦斯氣抽采與利用系統的流程框圖。

圖5是本實用新型實施例礦井水綜合利用系統的流程框圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細的描述。