[發明專利]一種冰凍矸石充填采煤礦井降溫方法

有效

• 申請號: 201711335427.7
• 申請日: 2017-12-14
• 公開（公告）號: CN108104861B
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發明（設計）人: 周楠;張吉雄;齊文躍;歐陽神央;王佳奇
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: E21F3/00
• 分類號: E21F3/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

本發明公開的一種冰凍矸石充填采煤礦井降溫方法，在投料井口處建立冰矸房，將制備好的冰凍矸石經投料設備投入井筒下部的投料倉，投下的矸石經進下皮帶運輸至工作面進行充填；在采空區頂、底板處平行布置“U”型冷凝回流管，充填體內部安設立柱式冷凝柱，分別與“U”型冷凝回流管各對應節點相連，將工作面內的熱空氣吹入冷凝循環系統冷凝降溫后送回工作面，實現工作面降溫。大大減輕了礦井工作面面臨的高溫威脅，有效降低了工作面溫度，改善了工人的工作環境，為礦井工人的身心健康提供了保證，有利于安全生產。

技術領域

本發明是一種礦井降溫方法，尤其是一種冰凍矸石充填采煤礦井降溫方法。

技術背景

隨著淺部煤炭資源的枯竭以及對環境保護的日益重視，我國礦井的開采深度的不斷增加且“三下”壓煤開采的力度不斷增大，越來越多的礦井面臨著高溫的威脅，熱害程度也日益加重；許多高溫礦井的熱害程度已經嚴重影響了礦井工人的身心健康和礦井生產效益。實現礦井工作環境的有效改善及保護良好的地表生態環境重要的意義。

發明內容

技術問題：本發明的目的是提供一種冰凍矸石充填采煤礦井降溫方法，以減輕礦井工作面面臨的高溫威脅，優化礦井工人的工作環境，保證安全生產。

技術方案：本發明的冰凍矸石充填采煤礦井降溫方法，包括如下步驟：

(1)在地面投料井口處建立冰矸房，冰矸房內安裝有由壓縮機、冷凝器、膨脹閥和蒸發器構成的制冷系統，根據井下所需降溫效果及低溫充填矸石的力學性能制備冰凍矸石；

(2)將制備好的冰凍矸石從地面經投料井投入到井筒下部的投料倉內，所述投料井的井筒筒壁由內而外分為堅硬層、中間隔熱層和耐磨層；

(3)冰凍矸石到達井筒下部投料倉后，經井下皮帶輸送機輸送至采煤工作面，用于對采空區的充填，所述皮帶輸送機的皮帶采用箱體式泡沫隔熱板進行隔熱；

(4)在皮帶輸送機的前、中、后部三處位置安設溫度監控器，實時向上位機反饋各時段溫度情況；

(5)在用冰凍矸石充填的采空區內的頂、底板處平行布置“U”型冷凝回流管，并在頂底板平行布置“U”型冷凝回流管之間的充填體內部設置立柱式冷凝柱，冷凝柱的上、下端分別與頂、底板處平行布置的“U”型冷凝回流管的各節點相聯通，在充填冰凍矸石的采空區內構成下冷凝管-各冷凝柱-上冷凝管循環降溫系統；

(6)在運輸平巷內設置與下冷凝管-各冷凝柱-上冷凝管循環降溫系統入口相通的局部通風機，并在回風平巷側設置與下冷凝管-各冷凝柱-上冷凝管循環降溫系統出口相通引入工作面冷氣導風管，通過局部通風機將工作面內的熱空氣吹入下冷凝管-各冷凝柱-上冷凝管循環降溫系統，經降溫后的冷氣從回風平巷側的冷氣導風管送回工作面，利用充填在采空區內冰凍矸石的冷凝作用對工作面進行降溫。

所述井筒筒壁的中間隔熱層采用耐摩和隔熱的ZS-1隔熱保溫材料。

所述在充填冰凍矸石采空區內構成的下冷凝管-各冷凝柱-上冷凝管循環降溫系統中，每兩個充填步距為一個降溫循環系統。

有益效果：由于采用了上述技術方案，本發明通過將矸石制冷充填入采空區，在保證充填效果，控制覆巖運動的同時，解決了礦井面臨高溫的威脅，有效減輕礦井工作面面臨的高溫威脅，實現工作面的降溫，優化礦井工作環境，為礦井工人的身心健康提供保證，有利于安全生產。其方法簡單，操作方便，在本技術領域內具有廣泛的實用性。

附圖說明

圖1為本發明的冰凍矸石充填采煤礦井降溫方法的礦井布置總圖；

圖2為本發明的冰凍矸石充填采煤礦井降溫方法的礦井降溫系統示意圖；

圖3為本發明的冰凍矸石充填采煤礦井降溫方法的礦井降溫系統縱剖圖。