【技术实现步骤摘要】
一种多水平深井降温及地热利用系统及工艺
本专利技术属于煤矿深部资源开采
,具体涉及一种多水平深井降温及地热利用系统及工艺。
技术介绍
随着我国浅部煤矿资源的衰竭,深部矿产资源的开采势在必行。但随煤矿开采深度的增加,地温越来越高。矿井深度超过1000m以后,地温普遍超过50℃,高地温产生的热害问题严重影响了煤矿工人的身心健康,并制约着煤矿的安全高效生产。目前矿井深部降温,主要采用两种方式:一是在地面建立大型降温系统,通过专用管道向井下输送冷水或冰块,在采场进行热交换后,再输送回地表进行重复冷却使用,以此降低采场范围内的温度,但是该方法系统庞大,设备投资高,矿井深度大,提升运输困难,运营成本高,且使用水作热交换介质,热交换效率低,不足以满足大型矿井的需求;二是采用局部降温措施,通过优化采区布置、通风方式,增加局部冷却设施等进行降温,但是该方法效率低,降温效果不明显,仅适用于采场范围较小的条件。
技术实现思路
专利技术目的:为了克服现有技术中存在的不足,本专利技术提供一种多水平深井降温及地热利用系统及工艺,这是一种利用深井多水平进行矿井降温和地热利用的系统,该系统具有设备运营成本低、降温范围广、降温效果显著、地热利用率高、单位能耗低、安全可靠等优点。技术方案:为实现上述目的,本专利技术采用的技术方案为:一种多水平深井降温及地热利用系统,从深井由下往上依次包括深井采热系统、浅部换热系统及高温水提升系统;所述深井采热系统位于矿井深部水平,在深井处进行热量采集;包括吸热管路,以及连接所述吸热管路的进口端的导热流体下送管路、连接所述吸热管路的出口端的导热流体提升管路; ...
【技术保护点】
1.一种多水平深井降温及地热利用系统,其特征在于:从深井由下往上依次包括深井采热系统(1)、浅部换热系统(2)及高温水提升系统(3);所述深井采热系统(1)位于矿井深部水平,在深井处进行热量采集;包括吸热管路(5),以及连接所述吸热管路(5)的进口端的导热流体下送管路(6‑1)、连接所述吸热管路(5)的出口端的导热流体提升管路(6‑2);所述导热流体提升管路(6‑2)上设置有水泵(9);所述浅部换热系统(2)位于矿井浅部水平,利用深井采热系统(1)采集的热量对水进行加热;包括蓄热水池(10)和其内部设置的对其进行加热的散热管路(11),所述散热管路(11)的进口端与所述导热流体提升管路(6‑2)相连,所述散热管路(11)的出口端与所述导热流体下送管路(6‑1)相连;所述蓄热水池(10)为密闭空间,进水端外部设有进水泵(12‑1)与进水阀门(13‑1);所述高温水提升系统(3)上下分别连接地表(4)与浅部换热系统(2),将浅部换热系统(2)中加热后的热水提升至地表(4);包括设置在蓄热水池(10)外部的出水阀门(13‑2)和高温水提升管路(15),所述出水阀门(13‑2)连接有设置在蓄热 ...
【技术特征摘要】
1.一种多水平深井降温及地热利用系统,其特征在于:从深井由下往上依次包括深井采热系统(1)、浅部换热系统(2)及高温水提升系统(3);所述深井采热系统(1)位于矿井深部水平,在深井处进行热量采集;包括吸热管路(5),以及连接所述吸热管路(5)的进口端的导热流体下送管路(6-1)、连接所述吸热管路(5)的出口端的导热流体提升管路(6-2);所述导热流体提升管路(6-2)上设置有水泵(9);所述浅部换热系统(2)位于矿井浅部水平,利用深井采热系统(1)采集的热量对水进行加热;包括蓄热水池(10)和其内部设置的对其进行加热的散热管路(11),所述散热管路(11)的进口端与所述导热流体提升管路(6-2)相连,所述散热管路(11)的出口端与所述导热流体下送管路(6-1)相连;所述蓄热水池(10)为密闭空间,进水端外部设有进水泵(12-1)与进水阀门(13-1);所述高温水提升系统(3)上下分别连接地表(4)与浅部换热系统(2),将浅部换热系统(2)中加热后的热水提升至地表(4);包括设置在蓄热水池(10)外部的出水阀门(13-2)和高温水提升管路(15),所述出水阀门(13-2)连接有设置在蓄热水池(10)外部的出水泵(12-2);地表(4)连接有热水利用系统。2.根据权利要求1所述的一种多水平深井降温及地热利用系统,其特征在于:所述矿井深部水平位于地表下2000m以深,所述矿井浅部水平位于地表下800~1000m深度。3.根据权利要求1所述的一种多水平深井降温及地热利用系统,其特征在于:所述吸热管路(5)为密闭管路,其内导热流体为利用水作导流介质、相变材料微颗粒作吸热材料,所述相变材料根据所处深部水平地温条件而定,相变温度较所述矿井深部水平位置的地温低5~10℃,所述相变材料微颗粒直径集中分布于1~5μm,在导热流体中浓度为50~60%。4.根据权利要求1所述的一种多水平深井降温及地热利用系统,其特征在于:所述导热流体下送管路(6-1)上设置有流量计(8-1)。5.根据权利要求1所述的一种多水平深井降温及地热利用系统,其特征在于:所述吸热管路(5)上设置有温度传感器(7-1、7-2)。6.根据权利要求1所述的一种多水平深井降温及地热利用系统,其特征在于:所述蓄热水池(10)内设有温度传感器(7-3)和液位仪(14)。7.根据权利要求1所述的一种多水平深井降温及地热利用...
【专利技术属性】
技术研发人员:李猛,张吉雄,孟国豪,张强,曹鑫,
申请(专利权)人:中国矿业大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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