【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于地下矿藏开采，尤其涉及一种跨季节自然制冰蓄冷矿井降温系统。
技术介绍
1、随着世界各国对矿产资源需求量的增加，矿山开采深度的不断增加，矿井深井开采所面临的高温热害问题愈来愈突出，矿井热害将成为继顶板、瓦斯、火、粉尘、水五大灾害之后的又一灾害。高温不仅影响了围岩的力学性质，而且严重影响矿井安全生产。
2、虽然机械制冷降温技术在高温矿井热害防治工作中取得了不错的效果，但大型制冷机组的长期使用所附加的高额成本成为高温热害矿井面临的一个重大问题。目前机械制冷降温技术存在的主要问题有：1、大型制冷机组的购置安装费用高，投资成本大；2、由于井下巨大的冷负荷，制冷机组的耗电量大，设备运行费用高；3、由于大多制冷设备均从国外进口，设备维护、检修不方便；4、大型制冷机组运行过程中井下制冷硐室及其附近巷道噪声大，不利于井下安全生产。因此，改变目前高成本、高能耗的制冷降温技术现状，对高温矿井的可持续发展具有重要意义。
3、我国煤炭资源大都分布在北方地区，西北地区煤炭储量占全国保有储量的60.82％。我国西北地区1月平均气温大约比纬圈平均偏低14～18℃，由于冬季低温，气温年较差也是我国同纬度最大。也就是表示中国是世界同纬度上可开发利用自然冷源最丰富的国家。因此，自然制冰蓄冷降温技术的研究应用可以从根本上解决目前机械制冷降温技术存在的问题。
4、为此，本专利技术提供了一种跨季节自然制冰蓄冷矿井降温系统。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提出
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种跨季节自然制冰蓄冷矿井降温系统，包括地面的自然制冰蓄冷系统和井下降温系统；所述自然制冰蓄冷系统包括输水系统、制冰装置和储冰装置；所述井下降温系统包括冷冻水输水管道、空冷器、风机和排水系统；
3、所述储冰装置是带有保温层结构的构筑物，若干组所述制冰装置设置于所述储冰装置内，每个所述制冰装置均包括若干均匀分布的制冰叶片；所述制冰叶片上方设有自然水放水阀，所述制冰叶片底部设冷冻水蓄水池；所述自然水放水阀管路连通至所述输水系统；所述储冰装置的两侧设置成排的电控窗口，所述电控窗口打开时自然冷风流经所述制冰叶片；
4、所述空冷器和风机设置于井下的采掘工作面，所述空冷器通过所述冷冻水输水管道连通至所述冷冻水蓄水池，冷冻水流经所述空冷器完成降温后通过所述排水系统排放。
5、上述结构旨在提供一种跨季节自然制冰蓄冷矿井降温系统，包括地面的自然制冰蓄冷系统和井下降温系统，储冰装置的两侧设置成排的窗口，在冬季寒冷天气打开窗口使自然冷风流通过制冰装置上的制冰叶片，放水阀将自然水喷淋制冰叶片上，自然水流经制冰叶片外表面，并在自然冷风的作用下结冰。制冷作业时，自然水喷淋在储冰室冰块上，促使冰块融化变成冷冻水，通过冷冻水输水管道送至工作面的空冷器完成降温工序。本结构利用可再生的天然冷源进行制冰降温代替大型制冷机组，在整个冰冻季节可自然制出整个矿井长时间的降温用的冰量，有利于节约能源、保护环境、缓解紧张的电力供应。
6、优选地，所述制冰装置在所述储冰装置中布置有多层，每层所述制冰装置中的制冰叶片上方均设有自然水放水阀。为充分利用空间，制冰叶片在储冰装置布置有多层，并且，为了避免出现结冰分层，不均匀的现象，自然水放水阀分数层分布在制冰叶片上下层之间，以及最顶层制冰叶片的上方。放水阀上下层之间制冰叶片层数保持一致。
7、优选地，多个所述制冰叶片通过合页连接，且相邻两所述制冰叶片之间具有一定的夹角。当冰膨胀时两个叶片之间的夹角会变小，从而增加装置内空间利用率，增加制冰量，同时解决冰膨胀问题。
8、优选地，所述输水系统外层设有保温层。防止冬季冻坏设备。
9、优选地，所述输水系统包括自然水输水管道、自然水蓄水池和自然水水泵，所述自然水水泵带有电控阀门。
10、优选地，所述自然水放水阀连通在所述自然水输水管道上，所述自然水输水管道通过所述自然水水泵与所述冷冻水蓄水池和所述自然水蓄水池连接。为了防止自然水蓄水池的水与冷冻水蓄水池中的水混合，在自然水水泵设有电控阀门，电控阀门根据冷冻水蓄水池液面高度自动控制从自然水蓄水池中抽取的补水量及补水速度。
11、优选地，所述自然水输水管道还通过分路连通至所述冷冻水蓄水池，并在所述分路上设有单向放水阀。在自然水输水管道下端设有单向放水阀，制冰结束后管道中的水可以通过单向放水阀及时排出。
12、优选地，所述输水系统还包括连接至所述自然水蓄水池的自然水蓄水池补水管道，所述自然水蓄水池补水管道设有自然水蓄水池补水水泵。
13、优选地，所述排水系统包括冷却水循环管道、冷却水水阀和水仓，所述冷却水循环管道连接至所述空冷器，并通过所述冷却水水阀与所述水仓连通。
14、优选地，所述储冰装置内还设有温度传感器。为了在极寒天气对存储冰块进一步冷冻降温，在储冰库房内设置温度传感器，在储冰装置两侧设有自动控制的窗口，窗口根据储冰装置内外的温度差自动控制开关，当环境温度低于储冰装置内温度时打开窗口进行进一步降温制冰，制冰结束后关闭窗口。
15、与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
16、本专利技术利用可再生的天然冷源制冰来代替大型制冷机组，从而实现深部矿井采掘工作面的降温需求，有利于节约能源、保护环境、缓解紧张的电力供应局面。自然制冰蓄冷系统的结构紧凑，基础设施构建、制作费用低，冷水的转运方便，无需繁杂的工序和运转设备，系统运行能耗低，系统立体化程度高，整体占地面积小。
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1.一种跨季节自然制冰蓄冷矿井降温系统，其特征在于，包括地面的自然制冰蓄冷系统和井下降温系统；所述自然制冰蓄冷系统包括输水系统、制冰装置(17)和储冰装置(19)；所述井下降温系统包括冷冻水输水管道(6)、空冷器(1)、风机(25)和排水系统；
2.根据权利要求1所述的跨季节自然制冰蓄冷矿井降温系统，其特征在于，所述制冰装置(17)在所述储冰装置(19)中布置有多层，制冰装置(17)中的制冰叶片(20)上方和中间设有数层所述自然水放水阀(15)。
3.根据权利要求1所述的跨季节自然制冰蓄冷矿井降温系统，其特征在于，多个所述制冰叶片(20)通过合页(21)连接，且相邻两所述制冰叶片(20)之间具有一定的夹角。
4.根据权利要求1所述的跨季节自然制冰蓄冷矿井降温系统，其特征在于，所述输水系统外层设有保温层。
5.根据权利要求1所述的跨季节自然制冰蓄冷矿井降温系统，其特征在于，所述输水系统包括自然水输水管道(12)、自然水蓄水池(5)和自然水水泵(9)，所述自然水水泵(9)带有电控阀门。
6.根据权利要求5所述的跨季节自然制冰
7.根据权利要求6所述的跨季节自然制冰蓄冷矿井降温系统，其特征在于，所述自然水输水管道(12)还通过分路连通至所述冷冻水蓄水池(11)，并在所述分路上设有单向放水阀(7)。
8.根据权利要求5所述的跨季节自然制冰蓄冷矿井降温系统，其特征在于，所述输水系统还包括连接至所述自然水蓄水池(5)的自然水蓄水池补水管道(23)，所述自然水蓄水池补水管道(23)设有自然水蓄水池补水水泵(22)。
9.根据权利要求1所述的跨季节自然制冰蓄冷矿井降温系统，其特征在于，所述排水系统包括冷却水循环管道(26)、冷却水水阀(24)和水仓(4)，所述冷却水循环管道(26)连接至所述空冷器(1)，并通过所述冷却水水阀(24)与所述水仓(4)连通。
10.根据权利要求1所述的跨季节自然制冰蓄冷矿井降温系统，其特征在于，所述储冰装置(19)内还设有温度传感器(18)。
...【技术特征摘要】
1.一种跨季节自然制冰蓄冷矿井降温系统，其特征在于，包括地面的自然制冰蓄冷系统和井下降温系统；所述自然制冰蓄冷系统包括输水系统、制冰装置(17)和储冰装置(19)；所述井下降温系统包括冷冻水输水管道(6)、空冷器(1)、风机(25)和排水系统；
2.根据权利要求1所述的跨季节自然制冰蓄冷矿井降温系统，其特征在于，所述制冰装置(17)在所述储冰装置(19)中布置有多层，制冰装置(17)中的制冰叶片(20)上方和中间设有数层所述自然水放水阀(15)。
3.根据权利要求1所述的跨季节自然制冰蓄冷矿井降温系统，其特征在于，多个所述制冰叶片(20)通过合页(21)连接，且相邻两所述制冰叶片(20)之间具有一定的夹角。
4.根据权利要求1所述的跨季节自然制冰蓄冷矿井降温系统，其特征在于，所述输水系统外层设有保温层。
5.根据权利要求1所述的跨季节自然制冰蓄冷矿井降温系统，其特征在于，所述输水系统包括自然水输水管道(12)、自然水蓄水池(5)和自然水水泵(9)，所述自然水水泵(9)带有电控阀门。
6.根据权利要求5所述的跨季节自然制冰...
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