一种深井充填体蓄热释热实验模拟装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种深井充填体蓄热释热实验模拟装置，包括模拟箱、地热开采水循环模拟系统和数据采集及温控系统，模拟箱包括保温箱体和隔板，保温箱体内位于隔板上方的区域为采场模拟区域，位于隔板下方的区域为充填体模拟区域，充填体模拟区域内设有抽屉式充填体模拟盒，抽屉式充填体模拟盒内设有相变蓄热材料、充填区传感器安装管、采热管、隔热管和冷却管；地热开采水循环模拟系统包括冷热交换器、冷水水箱和热水水箱；数据采集及温控系统包括采场模拟区域传感器组、充填体模拟区域传感器组、控制器和计算机。本实用新型专利技术设计新颖合理，能够很好地用于进行高温矿井充填体蓄热释热、采场协同降温、地热开采的理论研究，实用性强。

An experimental simulation device for regenerative heat release of deep well filling body

【技术实现步骤摘要】
一种深井充填体蓄热释热实验模拟装置
本技术属于高温矿井充填
，具体涉及一种深井充填体蓄热释热实验模拟装置。
技术介绍
随着浅部矿产资源的逐渐减少和枯竭，深部开采成为必然趋势，目前我国面临深部开采的矿山约占全国矿山总数的90％。随着开采深度的逐渐增加，必将出现高地应力、高地温等诸多问题，导致开采难度加大、作业环境恶化、通风降温和生产成本急剧增加，所以深部矿山开采时，高地应力造成的安全问题、高地温带来的热害问题日益成为制约深部矿床有效开采的重要因素。充填采矿法属人工支护采矿法。在矿房或矿块中，随着回采工作面的推进，向采空区送入充填材料，以进行地压管理、控制围岩崩落和地表移动，并在形成的充填体上或在其保护下进行回采，是深部开采时控制地压的有效措施。随着矿产资源开发过程节能减排及环保要求日益严格，无废清洁采矿是未来矿业发展的必然趋势。充填采矿法可以将地表堆积废料回填到井下，从而大大提高回采作业安全程度，提高深部资源回收率30％，且解决地表堆积废料造成的环境污染，实现绿色开采。在利用充填法进行深部矿床开采的同时，充填材料如果采用蓄热功能材料，则可以利用其蓄热性能吸收周围围岩及采场风流热量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种深井充填体蓄热释热实验模拟装置，其特征在于：包括模拟箱、地热开采水循环模拟系统和数据采集及温控系统，所述模拟箱包括立方体框架结构的保温箱体(1)和设置在保温箱体(1)内中部的隔板(5)，所述隔板(5)上设置有通风孔，所述保温箱体(1)内位于隔板(5)上方的区域为采场模拟区域(2)，所述保温箱体(1)内位于隔板(5)下方的区域为充填体模拟区域(3)，位于采场模拟区域(2)的保温箱体(1)为由顶部保温板、左侧保温板、右侧保温板、前侧保温板和后侧保温板构成的底部开口箱体，位于采场模拟区域(2)的保温箱体(1)的左侧保温板上设置有采场进风口，所述采场进风口上从远离保温箱体(1)到靠近保温箱体(1)...

【技术特征摘要】
1.一种深井充填体蓄热释热实验模拟装置，其特征在于：包括模拟箱、地热开采水循环模拟系统和数据采集及温控系统，所述模拟箱包括立方体框架结构的保温箱体(1)和设置在保温箱体(1)内中部的隔板(5)，所述隔板(5)上设置有通风孔，所述保温箱体(1)内位于隔板(5)上方的区域为采场模拟区域(2)，所述保温箱体(1)内位于隔板(5)下方的区域为充填体模拟区域(3)，位于采场模拟区域(2)的保温箱体(1)为由顶部保温板、左侧保温板、右侧保温板、前侧保温板和后侧保温板构成的底部开口箱体，位于采场模拟区域(2)的保温箱体(1)的左侧保温板上设置有采场进风口，所述采场进风口上从远离保温箱体(1)到靠近保温箱体(1)的位置依次设置有表冷器(23)、空气加热器(24)和空气加湿器(25)，所述表冷器(23)的冷媒输入管路上设置有用于对冷媒流量进行调节的冷媒流量电磁阀(19)，位于采场模拟区域(2)的保温箱体(1)的右侧保温板上设置有采场出风口，所述采场出风口上设置有引风机(26)，位于采场模拟区域(2)的保温箱体(1)的顶部保温板内壁上、左侧保温板内壁上、右侧保温板内壁上、前侧保温板内壁上和后侧保温板内壁上均设置有加热腔，位于充填体模拟区域(3)的保温箱体(1)为由底部保温板、左侧保温板、右侧保温板和后侧保温板构成的前开口箱体，位于充填体模拟区域(3)的保温箱体(1)的左侧保温板内壁上、右侧保温板内壁上和后侧保温板内壁上均设置有加热腔，所述加热腔内设置有碳纤维电热板(4)和用于对所述加热腔内的温度进行实时检测的加热腔温度传感器(20)，所述采场模拟区域(2)内设置有采场区传感器安装管(16)，所述充填体模拟区域(3)内设置有抽屉式充填体模拟盒(6)，所述抽屉式充填体模拟盒(6)内设置有充填体，所述充填体包括相变蓄热材料(22)和设置在相变蓄热材料(22)中的溜井模拟腔(50)，以及从下到上依次分层设置在相变蓄热材料(22)中的采热管(28)、隔热管(34)和冷却管(35)，所述相变蓄热材料(22)中还设置有充填区传感器安装管(27)，所述抽屉式模拟盒(6)的外壁上设置有拉手(15)和进回水连接机构(21)，位于充填体模拟区域(3)的保温箱体(1)的左侧保温板上转动连接有左侧门(8)，位于充填体模拟区域(3)的保温箱体(1)的右侧保温板上转动连接有右侧门(9)；所述地热开采水循环模拟系统包括冷热交换器(36)、用于存储冷水的冷水水箱(37)和用于存储热水的热水水箱(38)，所述冷水水箱(37)的入水口通过冷水输送管(39)与冷热交换器(36)的冷水出口连接，所述冷水水箱(37)的出水口通过地面送水管(12)和设置在地面送水管(12)上的送水动力泵(13)与进回水连接机构(21)连接，所述热水水箱(38)的进水口通过地面回水管(14)与进回水连接机构(21)连接，所述热水水箱(38)的出水口通过热水输送管(18)和设置在热水输送管(18)上的热水输送动力泵(17)与冷热交换器(36)的热水入口连接；所述数据采集及温控系统包括采场模拟区域传感器组、充填体模拟区域传感器组、控制器(32)和与控制器(32)相接的计算机(33)，所述采场模拟区域传感器组包括设置在所述采场进风口上靠近保温箱体(1)位置处的进风温度传感器(29)、进风湿度传感器(30)和进风风速传感器(31)，以及设置在所述采场出风口上靠近保温箱体(1)位置处的出风温度传感器(40)、出风湿度传感器(41)和出风风速传感器(42)，所述加热腔温度传感器(20)的输出端、进风温度传感器(29)的输出端、进风湿度传感器(30)的输出端和进风风速传感器(31)的输出端，以及出风温度传感器(40)的输出端、出风湿度传感器(41)的输出端和出风风速传感器(42)的输出端均与控制器(32)的输入端连接；所述充填体模拟区域传感器组包括布设在相变蓄热材料(22)内且用于对充填体模拟区域(3)内的温度进行实时检测的多个充填体温度传感器(49)、设置在地面送水管(12)与进回水连接机构(21)连接位置处且用于对进水温度进行实时检测的进水温度传感器(47)和设置在地面回水管(14)与进回水连接机构(21)连接位置处且用于对回水温度进行实时检测的回水温度传感器(48)，多个所述充填体温度传感器(49)的信号线均通过充填区传感器安装管(27)引出到抽屉式充填体模拟盒(6)外，所述充填体温度传感器(49)的输出端、进水温度传感器(47)的输出端和回水温度传感器(48)的输出端均与控制器(32)的输入端连接；所述冷媒流量电磁阀(19)、送水动力泵(13)和热水输送动力泵(17)均与控制器(32)的输出端连接，所述控制器(32)的输出端还接有用于对空气加热器(24)的通断电进行控制的第一继电器(43)、用于对空气加湿器(25)的通断电进行控制的第二继电器(44)、用于对引风机(26)进行变频控制的变频器(45)和用于对碳纤维电热板(4)的通断电进行控制的第三继电器(46)，所述第一继电器(43)串联在空气加热器(24)的供电回路中，所述第二继电器(44)串联在空气加湿器(25)的供电回路中，所述引风机(26)与变频器(45)的输出端连接，所述第三继电器(46)串联在碳纤维电热板(4)的供电回路中。2.按照权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：张小艳，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：新型
国别省市：陕西,61