[实用新型]矿井降温系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种矿井降温系统。

背景技术

煤炭是我国的主要能源，在一次性能源结构中占70％左右，随着社会的发展和煤炭资源开发的日益加强，矿井的开采深度不断增大，目前，世界各主要采煤国都相继进入了深部开采阶段，随着开采深度的逐步增加，地温也随之升高，据全国矿井高温热害普查资料统计，我国目前已有65对矿井受到了不同程度的热害侵袭，其中38对矿井的采掘工作面气温超过了30℃，据我国煤田地温观测资料统计，百米地温梯度为2～4℃/100m，已探明的储量中，1000～2000m深处的煤炭储量占总储量的53.2％，国内外热害问题已越来越严重，已成为与矿井瓦斯、水、粉尘、顶板、火并列的六大灾害之一，热害已严重影响了井下作业人员的工作效率和矿山经济效益，甚至影响整个国民经济的可持续发展。

国内外普遍采用的矿井制冷降温系统主要有：

1.集中制冷降温系统：采用电或热联合制出冷水或乙二醇水溶液，通向井下各需热点，实现降温，按照制冷站所处位置不同，分为地面集中制冷、井下集中制冷和地面-井下联合三种方式，地面集中系统主要缺点是管路长、冷损大，需在井筒中安装大直径管道、高压载冷剂处理困难，如果采用制冰降温系统设备，其缺点是投资较大、冷损大、运行费用高以及输冰管路容易堵塞等；井下集中制冷主要缺点是需在井下开凿大断面硐室，对制冷设备要求严格、管理维护困难、排热不畅等；地面-井下联合是采用二次制冷，缺点是系统复杂、设备分散、管理困难；

2.局部制冷降温系统：该种降温方式一般只能服务一个工作面，缺点是投资大，降温效果差；

3.空气压缩制冷系统：该系统利用压缩空气经过涡轮绝热膨胀做功，缺点是制冷量太小，仅适合用于掘进工作面，如果应用于整个矿井则设备将非常庞大，且噪音高，运行费用不菲，需要大量的冷却水，不够经济。

因此，需要一种新型的矿井降温系统，能够弥补现有矿井降温设备的不足。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种矿井降温系统，能够弥补现有矿井降温设备的不足。

本实用新型的目的是提供一种矿井降温系统，所述系统包括地面制冷子系统和井下换热子系统，所述地面制冷子系统包括制冷压缩装置、冷凝装置、膨胀装置和蒸发冷凝装置，所述制冷压缩装置的进口与蒸发冷凝装置的出口相连接，所述蒸发冷凝装置的进口与膨胀装置的出口相连接，所述膨胀装置的进口与冷凝装置的出口相连接，所述冷凝装置的进口与制冷压缩装置的出口相连接；所述井下换热子系统包括井下总换热器，所述井下总换热器的换热工质进口与蒸发冷凝装置的换热工质出口相连接，所述井下总换热器的换热工质出口与蒸发冷凝装置的换热工质进口相连接，其特征在于：还包括设置在井下需冷点上的终端换热器，所述终端换热器的进口与设置在井下总换热器上的冷冻液出口相连接，所述终端换热器的出口与井下总换热器的冷冻液进口相连接。

进一步，还包括除湿装置，所述除湿装置与终端换热器相连接；

进一步，所述冷凝装置还包括冷却水循环系统，所述冷却水循环系统包括冷却塔、控制阀、冷却水过滤器、电子水处理仪、冷却水循环泵和止回阀，所述冷凝装置的冷却水出口通过止回阀与冷却塔的进口相连接，所述冷却塔的出口依次通过控制阀、冷却水过滤器、电子水处理仪、冷却水循环泵与冷凝装置的冷却水入口相连接；

进一步，所述冷却水循环系统还包括进水阀，所述冷却塔通过进水阀与外部供水管道相连通；

进一步，还包括监测控制子系统，所述监测控制子系统包括传感器和控制装置，所述传感器设置于井下各需冷点，所述传感器与控制装置电连接；

进一步，所述传感器包括干球温度传感器、湿球温度传感器和/或风速传感器；

进一步，所述蒸发冷凝装置与井下总换热器的闭合回路管道上设置有气液混合泵；

进一步，所述井下总换热器与换热器终端的连接管道上设置有冷却液循环及除渣装置；

进一步，所述地面制冷子系统和井下总换热器的换热工质为R134a、R22或NH₃，所述终端换热器的冷冻液为经软化处理过的水、盐水、乙二醇水溶液或丙二醇水溶液；

进一步，所述井下换热子系统还包括局部通风风机，所述局部通风风机与终端换热器相连接，所述局部通风风机为轴流式或离心式。

本实用新型的有益效果是：

1.本系统包括地面制冷子系统、井下换热子系统和监测控制子系统的结构，通过终端换热器的设置，能够实现大范围网络布置，满足井下各个需冷点的需要；本系统的制冷机组安装在地面，机组的冷凝热在地面排放，维护管理方便；