[發(fā)明專利]深部礦井熱害防治設(shè)備及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010930835.2
• 申請(qǐng)日: 2020-09-07
• 公開（公告）號(hào): CN111963232A
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 史樹君
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京市中科天一環(huán)境技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): E21F3/00
• 分類號(hào): E21F3/00;E21F1/08;E21F1/10;E21F17/00
• 代理公司: 北京化育知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11833
• 代理人: 涂琪順

本發(fā)明涉及礦井熱害治理系統(tǒng)及設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及深部礦井熱害防治設(shè)備，包括，井下?lián)Q熱設(shè)備、井上換熱設(shè)備及第一管組和第二管組；第一管組的兩端分別與井下?lián)Q熱設(shè)備的出口和井上換熱設(shè)備的入口連接，第二管組的兩端分別與井下?lián)Q熱設(shè)備的入口和井上換熱設(shè)備的出口連接。通過上述方式，井下?lián)Q熱設(shè)備和井上換熱設(shè)備的配合，將井下高溫與井上低溫進(jìn)行熱交換，利用較低的成本達(dá)到進(jìn)一步降低井下巷道溫度，減少礦井熱害危險(xiǎn)。整體耗費(fèi)資源較少，更加節(jié)能環(huán)保。同時(shí)通過更加合理的管道設(shè)置，使得整體換熱效率更高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及礦井熱害治理系統(tǒng)及設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及深部礦井熱害防治設(shè)備及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著煤炭產(chǎn)量增加，淺部資源越來越少，煤礦開采相繼由淺部開采進(jìn)入深部開采。隨著開采深度的增加，地溫隨之升高。礦井熱害越來越嚴(yán)重，成為與礦井水、火、瓦斯、粉塵、頂板并列的六大災(zāi)害之一。

引起礦井氣溫升高的環(huán)境因素有多種，如地表大氣：井下的風(fēng)流是由地表流入的，因此地表空氣溫度直接影響礦內(nèi)空氣溫度。如通風(fēng)壓縮機(jī)：礦井通風(fēng)過程中，流體的自壓縮溫升對(duì)井下風(fēng)流的參量具有較大影響，據(jù)統(tǒng)計(jì)，井巷垂深每增加102米，空氣由于絕熱壓縮釋放的熱量使其溫度升高1度。如圍巖散熱：圍巖向井巷表面以傳導(dǎo)的方式將熱傳給巷壁。如機(jī)電設(shè)備散熱：煤礦采掘工作面的機(jī)械的裝機(jī)容量越來越大。機(jī)電設(shè)備轉(zhuǎn)換的熱能散發(fā)到周圍介質(zhì)中，回采機(jī)械的放熱是工作面氣候惡化的主要原因之一，能使風(fēng)流溫度上升5度-6度。

現(xiàn)有技術(shù)中，為了解決上述技術(shù)問題，本領(lǐng)域技術(shù)人員通常采用的方法為：通風(fēng)降溫：通過改善合理的通風(fēng)系統(tǒng)、改善通風(fēng)條件、調(diào)熱巷道通風(fēng)、設(shè)置獨(dú)立的回風(fēng)線路等方式進(jìn)行通風(fēng)降溫?？刂茻嵩吹姆艧崃浚簩?duì)巷道隔熱、管道和水流隔熱以及合理擺放熱源位置來降低或改善熱源對(duì)工作面的放熱量。個(gè)體防護(hù)：通過穿戴冷卻背心或冷卻帽。上述方案雖然均降低礦井熱害，屬于成熟的熱害防治方法，但是熱害治理綜合效果依舊存在提升空間。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明的主要目的在于提供深部礦井熱害防治設(shè)備及系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)綜合治理礦井熱害，降低運(yùn)行成本及提高熱害治理效果。

為解決上述技術(shù)問題，深部礦井熱害防治設(shè)備，包括，井下?lián)Q熱設(shè)備、井上換熱設(shè)備及第一管組和第二管組；第一管組的兩端分別與井下?lián)Q熱設(shè)備的出口和井上換熱設(shè)備的入口連接，第二管組的兩端分別與井下?lián)Q熱設(shè)備的入口和井上換熱設(shè)備的出口連接，

所述第二管組包括地上液態(tài)工質(zhì)管道、地中液態(tài)工質(zhì)管道和巷道液態(tài)工質(zhì)管道；所述地上液態(tài)工質(zhì)管道、地中液態(tài)工質(zhì)管道和巷道液態(tài)工質(zhì)管道依次連接；

所述地上液態(tài)工質(zhì)管道包括外管和內(nèi)管，外管和內(nèi)管的間隙為回液間隙；

所述地中液態(tài)工質(zhì)管道的內(nèi)壁軸向開設(shè)氣槽，所述氣槽的上端部與回液間隙的入氣端部相適配，所述地中液態(tài)工質(zhì)管道的外壁包覆隔熱層；

所述巷道液態(tài)工質(zhì)管道的內(nèi)壁為光滑面，所述巷道液態(tài)工質(zhì)管道的出液端與井下?lián)Q熱設(shè)備的入液端連接。

其中，所述井下?lián)Q熱設(shè)備包括：液態(tài)工質(zhì)盒、液態(tài)工質(zhì)管、氣囊和回液管；液態(tài)工質(zhì)盒通過連接管與所述巷道液態(tài)工質(zhì)管道的出液端連接；所述液態(tài)工質(zhì)管一端與所述液態(tài)工質(zhì)盒連接，另一端與所述氣囊連接；所述回流管一端與所述液態(tài)工質(zhì)盒連接，另一端與所述氣囊的囊底最低點(diǎn)連接。

其中，所述液態(tài)工質(zhì)管包括下管、中管及上管；所述下管的內(nèi)壁為光滑內(nèi)壁，所述中管的管壁開設(shè)若干毛細(xì)槽，所述上管的管壁開設(shè)毛細(xì)花紋，所述毛細(xì)花紋的每個(gè)花紋起點(diǎn)均與毛細(xì)槽連接。

其中，所述第一管組包括地下氣態(tài)工質(zhì)管道和地上氣態(tài)工質(zhì)管道；所述地下氣態(tài)工質(zhì)管道與地上氣態(tài)工質(zhì)管道連接；所述地下氣態(tài)工質(zhì)管道與氣囊連接，所述地上氣態(tài)工質(zhì)管道與井上換熱設(shè)備連接。