一种利用液氮对矿井进行降温除湿的系统技术方案

一种利用液氮对矿井进行降温除湿的系统，是通过液氮输送管和回流管将设置在地面上的液氮箱内的液氮输送至井下，并实现液氮的回流，液氮输送管和回流管上设置有若干换热器，液氮流经换热器可带走风流热量，实现对风流的降温，同时风流中的水分在换热器上凝结，对风流起到除湿的作用；本实用新型专利技术清洁无污染、成本低，同时具有降温效率高，操作简单等优点。

A liquid nitrogen cooling and dehumidifying system for mines

A kind of cooling and dehumidifying system for mine using liquid nitrogen is that liquid nitrogen in liquid nitrogen tank is transported to underground through liquid nitrogen conveying pipe and reflux pipe, and liquid nitrogen reflux is realized. The utility model has the advantages of clean, pollution-free, low cost, high cooling efficiency and simple operation.

【技术实现步骤摘要】
一种利用液氮对矿井进行降温除湿的系统
本技术涉及一种利用液氮对矿井进行降温除湿的系统。
技术介绍
煤炭资源至今仍是我国最主要的能源构成，近年来，由于我国浅部煤炭资源逐渐减少，许多矿井开始向深部挖掘，而地层温度与其埋深成正比关系，这就造成了矿井温度的提升，在一些地热丰富的区域，其浅部矿井的安全生产也面临着热害的威胁，同时由于地下水的影响，矿井风流湿度较大，这无不使井下的作业环境更加恶劣。现阶段矿井降温的手段主要是通风降温和隔绝高温热源降温，加大通风降温，一方面增加通风成本，加大通风的投入，另一方面巷道风速有最大化限制，风速过快，则会吹起煤尘，有发生煤尘爆炸的风险，同时对于风流湿度较大、通风路线较长的矿井，加大通风力度，降温效果甚微；隔绝高温热源降温则需要钻取大量钻孔，并注入热隔绝材料，浪费大量人力、物力和财力。
技术实现思路
基于以上降温方法的不足，提出一种高效、成本低、操作简便的矿井降温除湿系统是十分必要的；为实现上述目的，本技术提出一种利用液氮对矿井进行降温除湿的系统。一种利用液氮对矿井进行降温除湿的系统包括液氮箱，液氮箱上接有液氮输送管，液氮输送管经井口延伸至井底车场，经井底车场沿轨道平巷和运输平巷一侧布置，液氮输送管通过轨道平巷和运输平巷沿轨道上山和运输上山一侧布置，直至延伸到轨道上山和运输上山的最高处，随后液氮输送管通过轨道上山和运输上山顶部跨过轨道上山和运输上山连接回流管，回流管沿轨道上山和运输上山向下延伸至轨道平巷和运输平巷，随后进入井底车场，通过井口回流至设置在地面的液氮箱内；所述液氮输送管和回流管上均包裹有保温材料；所述液氮输送管和回流管井下部分均在巷道底部布置。在液氮输送管上地面部分设有注射泵，在液氮输送管和回流管上的井下部分接有若干换热器，并在液氮输送管和回流管上井下部分设有电磁阀，电磁阀和换热器组成并联关系，且换热器在电磁阀上方布置。电磁阀通过导线连接温控开关，温控开关设置在距换热器上部约5m处，由巷道顶端垂挂在巷道之中；电磁阀的闭合情况由温控开关控制。本技术具有以下优点：(1)清洁无污染、高效、成本低；液氮吸热后成为氮气排放至大气中对环境零污染，同时由于汽化潜热高，仅少量液氮即可取得良好的降温效果，且能使整个巷道及工作场所的温度均控制在适宜的范围；(2)本技术操作十分简单，铺设完成后，并不需要特殊维护和操作，全程自动化控制。附图说明附图1为本技术的整体示意图；附图2为换热器的示意图；附图1和附图2中，标号1为液氮箱；标号2为注射泵；标号3为液氮输送管；标号4为井口；标号5为轨道平巷；标号6为轨道上山；标号7为工作面进风巷；标号8为工作面；标号9为工作面回风巷；标号10为掘进头；标号11为回风大巷；标号12为运输上山；标号13为回风井；标号14为运输平巷；标号15为回流管；标号16为换热器；标号17为电磁阀；标号18为导线；标号19为温控开关；标号20为局部风机；标号21为井底车场。具体实施方式附图1中实心箭头为进风流向，带尾实心箭头为回风流向，空心箭头为工作面8回采方向。如附图1和附图2所示的一种利用液氮对矿井进行降温除湿的系统，可通过以下步骤实现对矿井的降温除湿。第一步骤是准备步骤，包括液氮输送管3和回流管15的铺设、液氮的准备、电磁阀17和温控开关19的选用；其中温控开关19应具备大于26℃开启，小于或等于26℃关闭，电磁阀17与温控开关19的关系应为：温控开关19打开，电磁阀17为关闭状态；温控开关19关闭，电磁阀17为打开状态。第二步骤为液氮注射操作，将准备好的液氮放置在液氮箱1里，启动注射泵2，液氮沿液氮输送管3经井口4被注射至井下，在井下液氮沿液氮输送管3和回流管15经过各个换热器16，并回流至地面的液氮箱1内，汽化形成的低温气体以及回流的液氮可再次被注入至井下再次循环利用；风流经过换热器16，被带走热量，温度降低，同时风流中的水分也在换热器16上凝结，起到降低风流温度和湿度的作用；新鲜风流可通过工作面进风巷7进入工作面8，由局部风机20鼓入掘进头10，经过工作面8所加热过的风流经工作面回风巷9流入回风大巷11，通过回风井13排出。第三步骤为温度调节步骤，当温度降低至26℃时，温控开关19关闭，电磁阀17打开，液氮输送管3或回流管15形成通路，由于换热器16内管路长，且位置较高，流动阻力较大，因此多数液氮会从液氮输送管3或回流管15流过，只有少量液氮通过换热器16，这就使得换热能力下降，风流温度开始上升，当风流温度超过26℃时，温控开关19打开，电磁阀17关闭，液氮流经换热器16，起到降温目的。通过以上步骤可使风流湿度降低，使风流温度均保持在26℃左右。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用液氮对矿井进行降温除湿的系统，其特征在于包括液氮箱，液氮箱上接有液氮输送管，液氮输送管经井口延伸至井底车场，经井底车场沿轨道平巷和运输平巷一侧布置，液氮输送管通过轨道平巷和运输平巷沿轨道上山和运输上山一侧布置，直至延伸到轨道上山和运输上山的最高处，随后液氮输送管通过轨道上山和运输上山顶部跨过轨道上山和运输上山连接回流管，回流管沿轨道上山和运输上山向下延伸至轨道平巷和运输平巷，随后进入井底车场，通过井口回流至设置在地面的液氮箱内；所述液氮输送管和回流管上均包裹有保温材料；所述液氮输送管和回流管井下部分均在巷道底部布置。

【技术特征摘要】
1.一种利用液氮对矿井进行降温除湿的系统，其特征在于包括液氮箱，液氮箱上接有液氮输送管，液氮输送管经井口延伸至井底车场，经井底车场沿轨道平巷和运输平巷一侧布置，液氮输送管通过轨道平巷和运输平巷沿轨道上山和运输上山一侧布置，直至延伸到轨道上山和运输上山的最高处，随后液氮输送管通过轨道上山和运输上山顶部跨过轨道上山和运输上山连接回流管，回流管沿轨道上山和运输上山向下延伸至轨道平巷和运输平巷，随后进入井底车场，通过井口回流至设置在地面的液氮箱内；所述液氮输送管和回流管上均包裹有保温材料；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张路路，任永婕，丁智奔，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：新型
国别省市：河南,41