[發明專利]一種防治煤矸石山自燃及熱量回收發電設備和控制方法

在審

• 申請號: 202010650586.1
• 申請日: 2020-07-08
• 公開（公告）號: CN111760217A
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發明（設計）人: 范鵬宏;穆滿根;張軍亮;王慧芳;荊麗波;劉剛;呂李華;姜威;錢浩然;夏祉君;付強
• 申請（專利權）人: 山西工程技術學院;范鵬宏
• 主分類號: A62C3/04
• 分類號: A62C3/04;H02N11/00
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理事務所(普通合伙) 11562
• 代理人: 謝秀娟

本發明公開一種防治煤矸石山自燃及熱量回收發電設備和控制方法，包括循環液態傳熱工質供給系統，雙套密封管鉆封熱交換系統，溫度監測及智能控制系統和熱量回收發電系統；循環液態傳熱工質供給系統包括儲存池與液態供給管路和回收管路；儲存池與雙套密封管連通；儲存池與熱量回收發電系統連通；雙套密封管與供給管路連通，雙套密封管外側壁通過高溫輸出管路與熱量回收發電系統連通。本申請提出了一種施工簡單、安全可靠、經濟高效及節能環保的煤矸石山自燃防治及熱回收發電設備，具有有效、可控降溫、低供電能源成本、節能環保、可循環使用、工程量小、維護費用低等優點，有很強的經濟性和實用性。

技術領域

本發明涉及煤礦煤矸石山自燃防滅火治理技術領域，尤其涉及一種防治煤矸石山自燃及熱量回收發電設備和控制方法。

背景技術

煤矸石是在煤炭開采過程被選出來的一種含碳量低的固體廢棄物，其產量約占煤炭總產量的10％-20％。由于煤炭開采深度的不斷加大，煤矸石的排放量逐年增加，目前我國已形成煤矸石山2600余座，大量煤矸石的露天堆積，不僅占用土地，而且會在空氣的長期氧化作用下產生自燃，釋放出包括CO、H2S、SO2等氣體在內的大量有毒有害氣體，危害人民健康及污染環境。

煤矸石山一旦與氧氣長期接觸發生自燃，對其滅火治理就非常困難，而且對這種自燃釋放的熱量得不到有效、綠色利用。傳統防滅火方法包括注漿滅火法、覆蓋碾壓法、挖掘熄滅法、煤矸分離法、深部注入惰性氣體法、壓注阻化材料、灑水降溫等方法，但是由于成本高、工程量大或防治效果不好、不環保而得不到廣泛的推廣應用，煤矸石山自燃的防治問題需進一步有效解決。

有關研究表明，在煤矸石山自燃以后，煤矸石表面溫度可達40-50℃，矸石山內部溫度可達300-1000℃，正式因為這種熱量的大量積累導致了大量有毒有害氣體的釋放，因此在煤矸石山自燃的有效防治的基礎上，需要進一步解決熱量回收問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種防治煤矸石山自燃及熱量回收發電設備和控制方式，以解決上述現有技術存在的問題，能夠實現有效可控降溫，降低供電能源成本，整個系統節能環保，可循環使用。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：本發明提供一種防治煤矸石山自燃及熱量回收發電設備，其特征在于，包括循環液態傳熱工質供給系統，雙套密封管鉆封熱交換系統和熱量回收發電系統；

所述循環液態傳熱工質供給系統包括儲存池與液態供給管路和回收管路；所述儲存池通過所述供給管路與所述雙套密封管鉆封熱交換系統連通；所述儲存池通過所述回收管路與所述熱量回收發電系統連通；

所述雙套密封管鉆封熱交換系統包括雙套密封管和高溫輸出管路；所述雙套密封管嵌入煤矸石山內；所述雙套密封管設置有至少一個，所述雙套密封管頂端與所述供給管路連通，所述雙套密封管外側壁通過所述高溫輸出管路與所述熱量回收發電系統連通。

優選的，多個雙套密封管鉆封熱交換系統以十字網格狀交叉布置與煤矸石山的測量節點，每個雙套密封管鉆封熱交換系統中又設置有多個雙套密封管，每個密封管均與高溫輸出管路和供給管路連通，以達到其液態傳熱工質轉移的目的。

優選的，所述供給管路和回收管路均采用包括不銹鋼等在內的防腐蝕性(或經過防腐蝕處理)耐高溫材料。

所述雙套密封管包括內層套管，外層套管和鉆頭；所述內層套管設置于所述外層套管內，且與所述外層套管密封連接；所述鉆頭固定設置于所述外層套管底部；所述內層套管的管口與所述供給管路管壁連通。

優選的，所述外層套管于煤矸石山中的位置可將其分為絕熱段和吸熱段；其劃分需根據煤矸石山內部的實際溫度，吸熱段為煤矸石山的高溫區域；