[發(fā)明專利]一種熱害礦井巷道支護(hù)降溫系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710017712.8
• 申請日: 2017-01-10
• 公開（公告）號: CN106593511B
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 仲曉星;劉震起;王曉玲
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號: E21F3/00
• 分類號: E21F3/00;E21D15/50
• 代理公司: 北京天達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11386
• 代理人: 王濤;彭霜

1.一種熱害礦井巷道支護(hù)降溫系統(tǒng)，其特征在于：所述系統(tǒng)主要包括制冷裝置(1)、中空降溫錨桿(2)、主供冷管道(3)、主回流管道(4)、支供冷管道(5)、支回流管道(6)；

所述制冷裝置(1)與主供冷管道(3)及主回流管道(4)連通；

所述主供冷管道(3)連接支供冷管道(5)，系統(tǒng)中各中空降溫錨桿(2)通過支供冷管道(5)與主供冷管道(3)連通，進(jìn)而與制冷裝置(1)連通；

所述主回流管道(4)連接支回流管道(6)，系統(tǒng)中各中空降溫錨桿(2)通過支回流管道(6)與主回流管道(4)連通，進(jìn)而與制冷裝置(1)連通；

所述制冷裝置(1)、中空降溫錨桿(2)、主供冷管道(3)、主回流管道(4)、支供冷管道(5)及支回流管道(6)連通形成回路，換熱介質(zhì)能夠在所述回路內(nèi)循環(huán)；

所述中空降溫錨桿(2)主要包括中空錨桿(2-1)、絕熱管(2-2)、隔離盤(2-5)、回流軟管(2-6)、供冷軟管(2-7)、隔熱塞(2-8)和錨桿托盤(2-9)；

所述絕熱管(2-2)位于中空錨桿(2-1)內(nèi)部，絕熱管(2-2)將中空錨桿(2-1)內(nèi)腔分為換熱腔(2-4)和回流腔(2-3)，換熱腔(2-4)和回流腔(2-3)為同心圓結(jié)構(gòu)，內(nèi)圓為回流腔(2-3)，外圓為換熱腔(2-4)，絕熱管(2-2)頂部有絕熱管頂盤(2-2-1)和四個(gè)絕熱管通道(2-2-2)，絕熱管頂盤(2-2-1)與中空錨桿(2-1)固接，四個(gè)絕熱管通道(2-2-2)沿絕熱管(2-2)圓周方向均勻分布，保證絕熱管承受一定拉力的同時(shí)保持換熱介質(zhì)的流量，回流腔(2-3)與換熱腔(2-4)通過絕熱管通道(2-2-2)連通，絕熱管(2-2)底部嵌入隔離盤(2-5)，能夠保證絕熱管尾部換熱腔與回流腔內(nèi)的換熱介質(zhì)不互相滲漏，同時(shí)隔離盤能夠起到固定絕熱管的作用；

所述隔離盤(2-5)使絕熱管(2-2)與供冷軟管(2-7)和回流軟管(2-6)互相密封，供冷軟管(2-7)嵌入隔離盤(2-5)與換熱腔(2-4)與連通，回流軟管(2-6)嵌入隔離盤(2-5)與回流腔(2-3)與連通；

所述隔離盤(2-5)至中空錨桿(2-1)末端除供冷軟管(2-7)和回流軟管(2-6)以外的空間由隔熱塞(2-8)密封，能夠避免發(fā)生額外的熱交換，保證換熱效果，隔離盤(2-5)的直徑為16mm，厚度為30mm；

所述主供冷管道(3)與主回流管道(4)為絕熱管道；所述支供冷管道(5)、支回流管道(6)、供冷軟管(2-7)及回流軟管(2-6)為絕熱軟管。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱害礦井巷道支護(hù)降溫系統(tǒng)，其特征在于：所述支供冷管道(5)與換熱腔(2-4)通過供冷軟管(2-7)連通，支回流管道(6)與回流腔(2-3)通過回流軟管(2-6)連通，中空降溫錨桿(2)內(nèi)的換熱介質(zhì)能夠進(jìn)入回流腔(2-3)，進(jìn)而通過回流軟管(2-6)進(jìn)入支回流管道(6)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱害礦井巷道支護(hù)降溫系統(tǒng)，其特征在于：所述中空錨桿(2-1)外徑為30mm，內(nèi)徑為16mm，長度為3000mm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱害礦井巷道支護(hù)降溫系統(tǒng)，其特征在于：所述絕熱管(2-2)外徑為11mm，內(nèi)徑為6mm；

所述絕熱管(2-2)頂部絕熱管頂盤(2-2-1)直徑為16mm，厚度為50mm，絕熱管通道(2-2-2)與絕熱管(2-2)頂部的距離為60-70mm，絕熱管通道(2-2-2)的直徑為3mm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱害礦井巷道支護(hù)降溫系統(tǒng)，其特征在于：回流軟管(2-6)和供冷軟管(2-7)的內(nèi)徑為2mm，外徑為3mm。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱害礦井巷道支護(hù)降溫系統(tǒng)，其特征在于：所述中空降溫錨桿(2)錨固方式采用全長錨固，錨固劑為高導(dǎo)熱率錨固劑。

7.使用權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述熱害礦井巷道支護(hù)降溫系統(tǒng)的熱害礦井巷道支護(hù)降溫方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：

1)中空降溫錨桿(2)對巷道圍巖進(jìn)行支護(hù)后，制冷裝置(1)中的低溫?fù)Q熱介質(zhì)順序通過主供冷管道(3)、支供冷管道(5)和供冷軟管(2-7)后注入中空降溫錨桿(2)內(nèi)；

2)步驟1)中所述換熱介質(zhì)進(jìn)入中空降溫錨桿(2)內(nèi)的換熱腔(2-4)與圍巖發(fā)生熱交換；

3)換熱介質(zhì)與圍巖發(fā)生熱交換后溫度升高，升溫的換熱介質(zhì)進(jìn)入回流腔(2-3)；

4)步驟3)中所述換熱介質(zhì)順序通過回流軟管(2-6)、支回流管道(6)和主回流管道(4)后返回制冷裝置(1)中進(jìn)行冷卻；

5)在制冷裝置(1)中冷卻后的低溫?fù)Q熱介質(zhì)按照步驟1)至步驟4)所述循環(huán)對圍巖降溫。