[發明專利]一種可獲取近0℃水的礦井冰冷卻系統用融冰裝置

有效

• 申請號: 201510568607.4
• 申請日: 2015-09-09
• 公開（公告）號: CN105041365B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: 劉何清;趙延林;游波;楊威;熊慧靈
• 申請（專利權）人: 湖南科技大學
• 主分類號: E21F3/00
• 分類號: E21F3/00
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務所(普通合伙)43108
• 代理人: 顏昌偉

技術領域

本發明涉及一種融冰裝置，特別涉及一種可獲取近0℃水的礦井冰冷卻系統用融冰裝置。

背景技術

隨著礦井開采深度的增加，地層溫度越來越高，致使井下采掘工作面溫度越來越高，熱害愈來愈嚴重，嚴重危害工人身體健康，影響勞動生產效率。經實踐證明，防治礦井熱害最有效的技術是實施人工制冷降溫技術。人工制冷降溫技術主要包括人工制冷水降溫技術，人工制冰降溫技術。目前的技術條件，人工制冷水降溫技術最低可提供3℃的冷水（冷媒為淡水）；而人工制冰降溫技術理論上可提供近0℃的冷水。相同條件下，人工制冰降溫技術具有需冷水量小、冷水輸送動力消耗小的優點，可滿足開采深度更深、溫度更高的礦井降溫要求，國內外已廣泛應用。人工制冰降溫系統主要由制冰、輸冰、融冰三個環節組成。其中，融冰環節決定能否獲得較低溫度的冷水、能否保證空冷器實現預期降溫效果的關鍵。

目前，融冰環節主要采用融冰池實現冰的融化和低溫冷水的制備。如：2005年1月26日公開的CN2674101Y實用新型專利（專利號：ZL20040002465.2）披露了一種礦井冰冷卻降溫系統中的井下融冰池。該融冰池由連體的同底、同高融冰室、冷水室組成，融冰室與冷水室之間用過濾網分隔，以防融冰室碎冰進入冷水室，但融冰室的高溫循環水回水和融冰室內被碎冰冷卻了的冷水始終是混雜在一體的。這種結構融冰池存在如下不足：一是冷水室內的水溫總是受進入融冰池內的高溫回水的影響。因為在冷、熱水溫差的作用，會在融冰室與冷水室之間產生自然對流，致使冷水室內水溫不穩定、甚至冷水溫度達不到預期的近0℃。二是高溫循環回水進入融冰室后，水流速迅速趨近于0，懸浮于融冰室水中的碎冰與水之間基本上只靠分子擴散和自然對流換冷，換冷強度較小，換冷效率較低，碎冰融化速度較慢。三是進入融冰室的高溫回水行程不確定，與懸浮于融冰室內碎冰的接觸時間無法保證，致使高溫回水自融冰室到冷水室的過程中，溫降無法保證。又如：2011年9月7日公開的CN201963335U實用新型專利（專利號：ZL201120020963.X）披露了一種新型礦井降溫用井下融冰池。該融冰池由連體的同底、同高回水室、融冰室、冷水室組成，融冰室與冷水室之間用過濾網分隔，防止融冰室碎冰進入冷水室，回水室與融冰室之間設底部中間位置開孔的墻體分隔，高溫回水通過底部中間開孔進入融冰室。該融冰池雖較前一種融冰池增加了回水室，但三個池內的水也始終是混雜在一體的。因此，池內冰與水的換冷方式及換冷原理是相同的，存在的問題也是相同的。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供一種可獲取近0℃水的礦井冰冷卻系統用融冰裝置。本發明將高溫回水以較高的速度從冰層上方均勻沖刷冰層并穿過，提高了冰與水的換冷效率和融化放冷速度，可快速獲取近0℃的冷水。

本發明解決上述技術問題的技術方案是：一種可獲取近0℃水的礦井冰冷卻系統用融冰裝置，包括低溫冷水槽、融冰槽、布水器、輸冰管、循環水回水管、低溫冷水出水管，所述融冰槽設于低溫冷水槽上方，融冰槽底部均勻開設有出水孔，布水器安裝在融冰槽上部，布水器底部均勻開設有布水孔，輸冰管位于布水器上方，穿過布水器上預留的通過孔進入融冰槽，循環水回水管位于布水器上方，經布水器上部可拆卸蓋板預留的通過孔進入布水器，低溫冷水槽經低溫冷水出水管與礦井冰冷卻系統降溫設備的進水管連通，循環水回水管與礦井冰冷卻系統降溫設備的回水管連通。

上述的可獲取近0℃水的礦井冰冷卻系統用融冰裝置中，所述布水器為設有可拆卸蓋板的可拆卸正方體或正棱臺體。

上述的可獲取近0℃水的礦井冰冷卻系統用融冰裝置中，所述融冰槽為底部均勻開設出水孔的長方體或正方體。

上述的可獲取近0℃水的礦井冰冷卻系統用融冰裝置中，所述融冰槽側壁設冰層高度觀察窗。

上述的可獲取近0℃水的礦井冰冷卻系統用融冰裝置中，所述融冰槽在連續輸冰管出口下部設撥冰裝置，所述撥冰裝置由牽引動力裝置、撥冰桿、牽引繩、導軌組成，牽引繩將牽引動力裝置和撥冰桿相連，撥冰桿在牽引動力裝置的牽引下沿導軌來回移動。

上述的可獲取近0℃水的礦井冰冷卻系統用融冰裝置中，所述低溫冷水槽為上部未被融冰槽覆蓋部分設有可拆卸保溫蓋板的長方體，所述低溫冷水槽側壁近底部設低溫冷水出水管和排污管，所述低溫冷水槽側壁上部設溢流管和自動補水裝置。

上述的可獲取近0℃水的礦井冰冷卻系統用融冰裝置中，所述循環水回水管上設旁通水管，所述旁通管上設流量控制閥。

上述的可獲取近0℃水的礦井冰冷卻系統用融冰裝置中，所述低溫冷水出水管的吸水口設過濾裝置。