[發(fā)明專利]一種深層礦井降溫系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410559375.1
• 申請日: 2014-10-20
• 公開（公告）號: CN104314603A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭平業(yè);何滿潮;朱國龍
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學（北京）
• 主分類號: E21F3/00
• 分類號: E21F3/00
• 代理公司: 隆天國際知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 72003
• 代理人: 聶慧荃;鄭特強

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種深層礦井降溫系統(tǒng)。

背景技術(shù)

煤炭占據(jù)我國一次能源的68％，隨著開采強度的加大，煤炭開采深度越來越大。目前，在深部開采中由于高地溫而誘發(fā)井下高溫熱害，為此所有高溫礦井需要安裝礦井降溫系統(tǒng)。由于井下工作面風量大、溫度高、濕度大，所以所需要的冷負荷很大，因而降溫系統(tǒng)所需要的冷源很大。現(xiàn)有的技術(shù)中冷源主要有三類，第一類是井下回風中的冷源，就是從井下總回風中獲取冷源，但由于井下回風溫度本身就高(大于35℃)，因此，效率非常低；第二類冷源是從地表空氣中獲取，獲取該來冷源需要將冷卻塔等設(shè)備放在地表，這樣造成井下降溫系統(tǒng)高差大(一般礦井深度達到1000m)，從而管路系統(tǒng)長、壓力大、沿途冷損失大；第三類冷源是從井下礦井涌水中獲取，但是不是所有礦井都有大量礦井涌水，因此使用場合嚴重受限。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的為提供一種降溫效率高、管路較短且不受涌水限制的深層礦井降溫系統(tǒng)。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種深層礦井降溫系統(tǒng)，包括：

冷源提取站，所述冷源提取站設(shè)置于淺部巖層的低溫巷道中，包括有多個通過所述低溫巷道插入所述淺部巖層中的換熱管；

制冷工作站，所述制冷工作站包括有制冷機，所述制冷機通過管道連通所述冷源提取站，并通過驅(qū)動裝置驅(qū)動流體在所述管道中交互流動；

降溫工作站，所述降溫工作站設(shè)置于深層礦井的工作面入口，包括有空冷器和風機，所述空冷器通過所述制冷工作站傳輸來的冷卻流體將所述工作面的進風空氣溫度降低，所述風機將所述降溫后的空氣輸送到深層礦井的采煤巷道中。

進一步，所述深層礦井降溫系統(tǒng)還包括壓力轉(zhuǎn)換站，所述壓力轉(zhuǎn)換站設(shè)置于所述制冷工作站與所述降溫工作站之間，對上行和下行的所述流體進行壓力轉(zhuǎn)換。

進一步，所述冷源提取站包括設(shè)置于所述低溫巷道的多個相互平行的提取面，每個提取面中均勻設(shè)置多個所述換熱管，所述換熱管沿所述低溫巷道徑向設(shè)置。

進一步，所述換熱管為U型管，其兩端開口均連通所述管道。

進一步，所述換熱管為地埋管，采用PVC管材。

進一步，所述流體為水。

進一步，所述驅(qū)動裝置為泵。

本發(fā)明的有益效果在于，本發(fā)明中的冷源提取站設(shè)置于淺部巖層的低溫巷道中，通過換熱管在淺部巖層中獲取冷量，再通過制冷工作站和降溫工作站的轉(zhuǎn)換向深層礦井的巷道中輸入冷氣，由于淺部巖層中冷量充足，因此本發(fā)明的降溫效率高，另外通過淺部巖層獲取冷量，無須在地面上設(shè)置冷卻設(shè)備，管路較短、輸送壓力小，而且本發(fā)明不受礦井中是否有大量礦井涌水的限制，適用范圍廣。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明：

圖1為本發(fā)明的深層礦井降溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的深層礦井降溫系統(tǒng)中冷源提取站結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的深層礦井降溫系統(tǒng)的一具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

體現(xiàn)本發(fā)明特征與優(yōu)點的典型實施例將在以下的說明中詳細敘述。應(yīng)理解的是本發(fā)明能夠在不同的實施例上具有各種的變化，其皆不脫離本發(fā)明的范圍，且其中的說明及附圖在本質(zhì)上是當作說明之用，而非用以限制本發(fā)明。

以淺層地熱冷能為冷源的礦井降溫方法是以淺部巖層中低溫巷道周圍的巖層作為冷源，利用換熱管換熱技術(shù)，以水為介質(zhì)，將高溫水經(jīng)管道運送至低溫巷道中的換熱管中，讓高溫水與低溫巷道進行充分熱交換，從而提取低溫巖層中的冷量，并將冷卻水經(jīng)過管道運輸將冷能運送至制冷工作站，制出冷能后利用循環(huán)水體輸送至需要降溫的工作面附近的降溫工作站對工作面風流進行降溫。

如圖1和圖2所示，本發(fā)明的深層礦井降溫系統(tǒng)包括冷源提取站1、制冷工作站3和降溫工作站5。其中，冷源提取站1設(shè)置于淺部巖層7的低溫巷道10中，該低溫巷道10可以是專門設(shè)置形成，也可以是前期挖掘淺層煤炭所廢棄的巷道。冷源提取站1包括有多個通過低溫巷道10插入淺部巖層7中的換熱管11，以吸取淺部巖層7的冷量。