[發(fā)明專利]一種礦井工作面降溫系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910735261.0
• 申請(qǐng)日: 2019-08-09
• 公開（公告）號(hào): CN110439507B
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何滿潮;郭平業(yè)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)（北京）
• 主分類號(hào): E21B36/00
• 分類號(hào): E21B36/00;F24T10/13
• 代理公司: 北京律智知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11438
• 代理人: 闞梓瑄;袁禮君

本發(fā)明提供一種礦井工作面降溫系統(tǒng)，包括一冷卻水處理系統(tǒng)，一井下熱能提取裝置及一井下降溫系統(tǒng)；冷卻水處理系統(tǒng)包括一冷水池一熱水池及一匯流處理器，匯流處理器分別連通冷水池?zé)崴丶熬聼崮芴崛⊙b置；井下熱能提取裝置為一設(shè)置于地下的密閉容置空間結(jié)構(gòu)，外壁由井下巖壁包圍，內(nèi)部包括氣相空間和液相空間；井下熱能提取裝置還設(shè)置有一輸水管路，輸水管路伸入至液相空間；輸水管路連通地上系統(tǒng)；輸水管路上設(shè)置有一控制閥；井下降溫系統(tǒng)與井下熱能提取裝置進(jìn)行熱量交換；井下熱能提取裝置通過出水口單向地導(dǎo)通冷卻水處理系統(tǒng)。通過該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)井下降溫系統(tǒng)工作產(chǎn)生的熱能的再利用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及礦業(yè)工程領(lǐng)域及地?zé)峁こ填I(lǐng)域，具體涉及一種礦井工作面降溫系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前，我國中東部大部分礦井已經(jīng)進(jìn)入深部開采，隨著開采深度加深，圍巖溫度隨之增加，加之機(jī)電設(shè)備散熱等因素，深部礦井環(huán)境普遍過高，大部分中東部礦井采煤工作面溫度超過35℃，相對(duì)濕度高達(dá)100％，高溫高濕環(huán)境不僅僅危害工人身心健康，還會(huì)誘發(fā)圍巖高溫大變形、吸附瓦斯溢出、腐蝕支護(hù)結(jié)構(gòu)失效等次生災(zāi)害。目前現(xiàn)有的高溫?zé)岷χ卫碇卫砑夹g(shù)都存在投資大、運(yùn)行費(fèi)用高等問題，且是一個(gè)耗能系統(tǒng)，為此，根據(jù)不同煤礦的特點(diǎn)提出具體的熱害治理方法至關(guān)重要。

針對(duì)水源缺乏型礦井，采用地表徑流河作為冷源的現(xiàn)有技術(shù)中的兩種熱害治理方法中，整個(gè)制冷系統(tǒng)分布均為從地表直至地底工作面，在井上地表設(shè)置冷卻塔/制冰系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)降溫系統(tǒng)冷凝熱的排放，如果在井上設(shè)置冷卻塔勢(shì)必會(huì)需要井上和井下封閉的兩趟管路，對(duì)于1000m深的深部礦井來說，這在工程投資和運(yùn)行費(fèi)用維護(hù)中耗資巨大。并且，整個(gè)輸送冷量的冷凍水管路從地表到井下工作面，管路極長(zhǎng)，沿途冷量損失特別大。此外在地表設(shè)置的冷卻塔/制冰系統(tǒng)排除制冷時(shí)所產(chǎn)生的冷凝廢熱，在高溫尤其夏天時(shí)排熱困難。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供一種礦井工作面降溫系統(tǒng)針對(duì)水源缺乏型礦井熱害進(jìn)行治理。

本發(fā)明提供一種礦井工作面降溫系統(tǒng)，包括一冷卻水處理系統(tǒng)，一井下熱能提取裝置及一井下降溫系統(tǒng)。冷卻水處理系統(tǒng)連通井下降溫系統(tǒng)和所述井下熱能提取裝置，并連通地表徑流河。井下熱能提取裝置為一設(shè)置于地下的密閉容置空間結(jié)構(gòu)，外壁由井下巖壁包圍，內(nèi)部包括氣相空間和液相空間。井下熱能提取裝置還設(shè)置有一輸水管路，輸水管路伸入至液相空間。輸水管路連通地上系統(tǒng)。井下降溫系統(tǒng)與井下熱能提取裝置進(jìn)行熱量交換。井下熱能提取裝置通過出水口單向地導(dǎo)通冷卻水處理系統(tǒng)。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，礦井工作面降溫系統(tǒng)還包括一設(shè)置于井下熱能提取裝置外部的氣體控制系統(tǒng)，連通氣相空間。氣體控制系統(tǒng)包括一控壓泵和一單向閥，用于調(diào)整井下熱能提取裝置的氣相空間的氣體壓力。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，井下降溫系統(tǒng)包括換熱器及風(fēng)機(jī)，連通井下巷道工作面、井下熱能提取裝置及冷卻水處理系統(tǒng)。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，冷卻水處理系統(tǒng)包括一冷水池，一熱水池，一匯流處理器。其中冷水池與熱水池分別與地表徑流河連通，且冷水池與熱水池通過管路相互連通，管路上設(shè)置有控制閥。井下熱能提取裝置通過管路單向連通匯流處理器。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，井下熱能提取裝置內(nèi)設(shè)置有一第一換熱器，第一換熱器包括一位于氣相空間的氣相空間換熱器及一位于液相空間的液相空間換熱器，兩者通過一換熱管路連通。第一換熱器通過換熱管路連通地上系統(tǒng)。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，井下熱能提取裝置在氣相空間和液相空間分別設(shè)置有進(jìn)水口和出水口，分別連通井下降溫系統(tǒng)的循環(huán)水管路和冷卻水處理系統(tǒng)，進(jìn)水口和所述出水口之間通過設(shè)置在井下熱能提取裝置內(nèi)的管路連通，使通過所述井下熱能提取裝置的所述井下降溫系統(tǒng)的循環(huán)水管路形成閉環(huán)；該管路上設(shè)置有至少一第二換熱器。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，第二換熱器設(shè)置于氣相空間。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，第二換熱器設(shè)置于液相空間。