深部矿井热害防治设备及系统技术方案

本发明专利技术涉及矿井热害治理系统及设备技术领域，特别涉及深部矿井热害防治设备，包括，井下换热设备、井上换热设备及第一管组和第二管组；第一管组的两端分别与井下换热设备的出口和井上换热设备的入口连接，第二管组的两端分别与井下换热设备的入口和井上换热设备的出口连接。通过上述方式，井下换热设备和井上换热设备的配合，将井下高温与井上低温进行热交换，利用较低的成本达到进一步降低井下巷道温度，减少矿井热害危险。整体耗费资源较少，更加节能环保。同时通过更加合理的管道设置，使得整体换热效率更高。

【技术实现步骤摘要】
深部矿井热害防治设备及系统
本专利技术涉及矿井热害治理系统及设备
，具体地，涉及深部矿井热害防治设备及系统。
技术介绍
随着煤炭产量增加，浅部资源越来越少，煤矿开采相继由浅部开采进入深部开采。随着开采深度的增加，地温随之升高。矿井热害越来越严重，成为与矿井水、火、瓦斯、粉尘、顶板并列的六大灾害之一。引起矿井气温升高的环境因素有多种，如地表大气：井下的风流是由地表流入的，因此地表空气温度直接影响矿内空气温度。如通风压缩机：矿井通风过程中，流体的自压缩温升对井下风流的参量具有较大影响，据统计，井巷垂深每增加102米，空气由于绝热压缩释放的热量使其温度升高1度。如围岩散热：围岩向井巷表面以传导的方式将热传给巷壁。如机电设备散热：煤矿采掘工作面的机械的装机容量越来越大。机电设备转换的热能散发到周围介质中，回采机械的放热是工作面气候恶化的主要原因之一，能使风流温度上升5度-6度。现有技术中，为了解决上述技术问题，本领域技术人员通常采用的方法为：通风降温：通过改善合理的通风系统、改善通风条件、调热巷道通风、设置独立的回风线路等方式进行通风降温。控制热源的放热量：对巷道隔热、管道和水流隔热以及合理摆放热源位置来降低或改善热源对工作面的放热量。个体防护：通过穿戴冷却背心或冷却帽。上述方案虽然均降低矿井热害，属于成熟的热害防治方法，但是热害治理综合效果依旧存在提升空间。
技术实现思路
针对现有技术的上述缺陷，本专利技术的主要目的在于提供深部矿井热害防治设备及系统，实现综合治理矿井热害，降低运行成本及提高热害治理效果。为解决上述技术问题，深部矿井热害防治设备，包括，井下换热设备、井上换热设备及第一管组和第二管组；第一管组的两端分别与井下换热设备的出口和井上换热设备的入口连接，第二管组的两端分别与井下换热设备的入口和井上换热设备的出口连接，所述第二管组包括地上液态工质管道、地中液态工质管道和巷道液态工质管道；所述地上液态工质管道、地中液态工质管道和巷道液态工质管道依次连接；所述地上液态工质管道包括外管和内管，外管和内管的间隙为回液间隙；所述地中液态工质管道的内壁轴向开设气槽，所述气槽的上端部与回液间隙的入气端部相适配，所述地中液态工质管道的外壁包覆隔热层；所述巷道液态工质管道的内壁为光滑面，所述巷道液态工质管道的出液端与井下换热设备的入液端连接。其中，所述井下换热设备包括：液态工质盒、液态工质管、气囊和回液管；液态工质盒通过连接管与所述巷道液态工质管道的出液端连接；所述液态工质管一端与所述液态工质盒连接，另一端与所述气囊连接；所述回流管一端与所述液态工质盒连接，另一端与所述气囊的囊底最低点连接。其中，所述液态工质管包括下管、中管及上管；所述下管的内壁为光滑内壁，所述中管的管壁开设若干毛细槽，所述上管的管壁开设毛细花纹，所述毛细花纹的每个花纹起点均与毛细槽连接。其中，所述第一管组包括地下气态工质管道和地上气态工质管道；所述地下气态工质管道与地上气态工质管道连接；所述地下气态工质管道与气囊连接，所述地上气态工质管道与井上换热设备连接。其中，所述井上换热设备包括气态工质分流管和液态工质集槽；所述气态工质分流管的气态工质入口与地上气态工质管道连接，所述气态工质分流管的液态工质出口与液态工质集槽连接；所述液态工质集槽的液态工质出口与地上液态工质管道连接。其中，还包括，热泵机组、液体管状冷凝箱和阀门；所述热泵机组包括冷凝器、膨胀阀、蒸发器和压缩机，所述冷凝器通过第一管道连接膨胀阀，所述膨胀阀通过第一管道连接蒸发器，所述蒸发器通过第一管道连接压缩机，所述压缩机通过第一管道连接冷凝器；所述蒸发器通过冷水管与液态工质集槽的降温入液口连接，所述液态工质集槽的降温出液口通过回水管与所述蒸发器连接；阀门安装于回水管上；液体管状冷凝箱通过低温水管与冷凝器的入水口连接，所述液体管状冷凝箱通过高温回水管与冷凝器的出水口连接。深部矿井热害防治系统，包括：上述的深部矿井热害防治设备、进风巷道、出风巷道、工作面巷道；工作面巷道一端与进风巷道连接，另一端与出风巷道连接；所述深部矿井热害防治设备的井下换热设备安装于工作面巷道的进风口；新鲜风流由进风巷道进入至工作面巷道的进风口，与井下换热设备所形成的冷风汇合流入工作面巷道；汇合风从工作面巷道的出风口流出变为污风流，污风流经由出风巷道流出。其中，包括辅风机；所述辅风机安装于井下换热设备的液态工质管处，将液态工质管处的冷空气吹入工作面巷道。其中，还包括贮冷巷道，所述贮冷巷道设置于工作面巷道上方；深部矿井热害防治设备的井下换热设备安装于贮冷巷道内；所述贮冷巷道两端出口设置风门；风门安装冷风管，所述冷风管上设有控制阀门，所述冷风管的出风口设置于工作面巷道的进风口。在本专利技术实施例中，通过井下换热设备和井上换热设备的配合，将井下高温与井上低温进行热交换，利用较低的成本达到进一步降低井下巷道温度，减少矿井热害危险。整体耗费资源较少，更加节能环保。同时通过更加合理的管道设置，使得整体换热效率更高。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属领域技术人员所理解的通常意义。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.深部矿井热害防治设备，包括，井下换热设备、井上换热设备及第一管组和第二管组；第一管组的两端分别与井下换热设备的出口和井上换热设备的入口连接，第二管组的两端分别与井下换热设备的入口和井上换热设备的出口连接，其特征在于，/n所述第二管组包括地上液态工质管道、地中液态工质管道和巷道液态工质管道；所述地上液态工质管道、地中液态工质管道和巷道液态工质管道依次连接；/n所述地上液态工质管道包括外管和内管，外管和内管的间隙为回液间隙；/n所述地中液态工质管道的内壁轴向开设气槽，所述气槽的上端部与回液间隙的入气端部相适配，所述地中液态工质管道的外壁包覆隔热层；/n所述巷道液态工质管道的内壁为光滑面，所述巷道液态工质管道的出液端与井下换热设备的入液端连接。/n

【技术特征摘要】
1.深部矿井热害防治设备，包括，井下换热设备、井上换热设备及第一管组和第二管组；第一管组的两端分别与井下换热设备的出口和井上换热设备的入口连接，第二管组的两端分别与井下换热设备的入口和井上换热设备的出口连接，其特征在于，
所述第二管组包括地上液态工质管道、地中液态工质管道和巷道液态工质管道；所述地上液态工质管道、地中液态工质管道和巷道液态工质管道依次连接；
所述地上液态工质管道包括外管和内管，外管和内管的间隙为回液间隙；
所述地中液态工质管道的内壁轴向开设气槽，所述气槽的上端部与回液间隙的入气端部相适配，所述地中液态工质管道的外壁包覆隔热层；
所述巷道液态工质管道的内壁为光滑面，所述巷道液态工质管道的出液端与井下换热设备的入液端连接。


2.如权利要求1所述的深部矿井热害防治设备，其特征在于，所述井下换热设备包括：液态工质盒、液态工质管、气囊和回液管；液态工质盒通过连接管与所述巷道液态工质管道的出液端连接；所述液态工质管一端与所述液态工质盒连接，另一端与所述气囊连接；所述回流管一端与所述液态工质盒连接，另一端与所述气囊的囊底最低点连接。


3.如权利要求2所述的深部矿井热害防治设备，其特征在于，所述液态工质管包括下管、中管及上管；所述下管的内壁为光滑内壁，所述中管的管壁开设若干毛细槽，所述上管的管壁开设毛细花纹，所述毛细花纹的每个花纹起点均与毛细槽连接。


4.如权利要求3所述的深部矿井热害防治设备，其特征在于，所述第一管组包括地下气态工质管道和地上气态工质管道；所述地下气态工质管道与地上气态工质管道连接；所述地下气态工质管道与气囊连接，所述地上气态工质管道与井上换热设备连接。


5.如权利要求4所述的深部矿井热害防治设备，其特征在于，所述井上换热设备包括气态工质分流管和液态工质集槽；所述气态工质分流...

【专利技术属性】
技术研发人员：史树君，
申请(专利权)人：北京市中科天一环境技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11