[发明专利]矿井高温回采工作面内实现长时均匀供冷的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在矿井高温回采工作面内，实现长时间均匀供冷的系统；同时本发明还涉及一种实现长时间均匀供冷的方法。

背景技术

近年来，随着矿井开采逐渐向深部转移，越来越多的矿井面临着高温热害的难题。为了创造适宜的工作热环境条件，机械制冷降温已经成为矿井热害治理的必要手段。目前已经进入到实际工程应用阶段并且技术比较成熟的矿井降温系统主要有地面集中式冷水降温系统、井下集中式冷水降温系统、地面制冰降温系统、局部移动式降温系统。但是，一个好的矿井降温系统仅仅是基础，主要需冷地点(采掘工作面)完善的降温技术工艺才是做好矿井降温工作的关键。矿井井下所需降温地点中，回采工作面是降温工作的重中之重。发明人发现目前我国深井高温回采工作面的降温模式主要是在进风顺槽内安设空冷器或蒸发器(矿井降温系统的末端散冷设备)，部分(混风降温)或全部(全风降温)冷却工作面进风顺槽内的进风流，并非针对于回采工作面内的工人工作区域。当深部围岩温度较高时，仅靠在进风顺槽巷道冷却风流是不行的。因为，即使工作面进风口处的风流温度降低的很低，但由于工作面内热湿源散热、散湿量较大(尤其是高产高效矿井回采工作面)，在工作面出口处的风流温度仍然会超过《煤矿安全规程》规定的要求。

为了解决这一问题，有必要设计出一种能够实现矿井高温回采工作面内能够实现长时间均匀供冷的系统，一方面可以缓解采取降温措施后工作面冷热分布不均的问题，又能够尽最大程度的不影响工作面正常生产，符合现场工程实际。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一是提供一种矿井高温回采工作面内实现长时均匀供冷的系统；本发明的目的之二是提供一种矿井高温回采工作面内实现长时均匀供冷的方法，使深部开采矿井高温回采工作面避免在采取降温措施后产生冷热分布不均的问题，能够实现长时间的均匀供冷，最大程度地降低降温工作对工作面正常生产的影响。

本发明的目的之一是通过以下技术方案实现的：

该种矿井高温回采工作面内实现长时均匀供冷的系统，包括局部通风机、换热装置、短风筒和长风筒，所述局部通风机和换热装置设置在深部开采的矿井高温回采工作面进风顺槽内，所述换热装置作为矿井降温系统的末端散冷设备，载冷剂在换热装置内部与高温风流发生热交换；

所述换热装置的一端与局部通风机通过短风筒相连，另一端连接至长风筒，长风筒沿进风顺槽进行铺设，其末段迂伸至回采工作面内的煤壁后半部与采空区之间的横向区域内，所述长风筒末段的端部封闭，位于回采工作面内的长风筒筒身上等距开设通风孔，使风流沿各通风孔单位时间内流出的风量相等，实现回采工作面内均匀供冷。

进一步，所述换热装置包括空冷器或蒸发器；

进一步，所述载冷剂采用冷水或盐水或乙二醇。

本发明的目的之二是通过以下技术方案实现的：

该种矿井高温回采工作面内实现长时均匀供冷的方法，是将上述的系统在回采工作面内部布置完毕后，在工作面的推进过程中，随着工作面沿推进方向的不断前移，不断调整长风筒末段在横向区域内的长度，直至长风筒在横向区域内的长度大致等于该横向区域的长度，达到极限状态，此时将仍处于进风顺槽内的长风筒筒身撤去一部分，同时回缩处于横向区域内的长风筒末段，使长风筒回复至初始状态，继续回采工作面的推进过程；直至推进方向上的煤壁后半部即将与换热装置平齐时，将进风顺槽内换热装置和局部通风机的安设位置进行变更；

进一步，在开设通风孔的过程中，通过设置风筒断面和通风孔开孔面积的不同组合形式，使风流沿各通风孔单位时间内流出的风量相等。

进一步，所述不同组合方式包括：

(1)改变通风孔孔口面积，长风筒断面积不变；

(2)改变长风筒断面积，通风孔孔口面积不变；

(3)通风孔孔口面积和长风筒断面积均改变。

本发明的有益效果是：

1.本发明的方法操作简便，效果良好，仅需要对风筒进行少量次数的调整，而不需要对局部通风机和换热装置进行移动，就可以实现回采工作面内长时间的均匀供冷，因此，节约了人力物力，减少了能量损失，达到了稳定高效的井下供冷的目的；

2.本发明的系统的使用，使深部开采矿井高温回采工作面避免在采取降温措施后产生冷热分布不均的问题，能够实现长时间的均匀供冷，最大程度地降低降温工作对工作面正常生产的影响。