[发明专利]矿井下热交换硐室

说明书

技术领域

    本发明属于采矿行业设施，涉及一种矿井下热交换硐室，用于集中机械降温时，在井下热交换使用。 

背景技术

随着我国采矿技术的发展，采矿深度逐渐增大，地温逐步升高，深度超过800m以后一般都达到了二级以上热害，原有的通风降温方式已经无法满足降温需要，有越来越多的矿井开始建立机械降温系统。地面集中式冰冷降温系统是一种常用的机械降温方式，主要特点降温制冷主机和冷却水系统及设备设于地面，井下设置融冰池，地面制冷机组制出的冰水混合物通过绝热管道送至井下融冰池，再从融冰池输送至用冷地点。这种降温方式具有以下优点： 

①   地面集中式运行管理方便，散热效果好。

②   避免了制冷主机井下泄露冷媒问题，安全性好。 

③   无高压系统环节，设备及管路承压能力要求低，安全性好，投资低。 

④   冰水混合物较用冷水载冷量大，用水量少，系统运行效率高。 

⑤   融冰池有蓄冷能力，提高了系统的可靠性。 

在实际运行中也发现一些不足，体现在融冰池方面的主要有： 

①金属材料焊制的融冰池容量较小，易发生溢水问题，热量损失大。

②金属材料焊制的融冰池耐腐蚀性差，需要定期更换，影响使用。 

③由于冰水混合物的流动性略差，接入管道易发生堵管，系统可靠性差。 

④融冰池出来的冷水没有压力，需要泵送至用冷地点，增加了电耗和散热。 

发明内容

    本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种节能、可靠性好、使用寿命长、防止溢水的矿井下热交换硐室。 

本发明是通过如下技术方案实现的： 

本发明的矿井下热交换硐室，包括融冰池，融冰池上部连接输入管和回水管，下部连接输出管，其特征在于：融冰池采用立式融冰池静压向外供冷水，融冰池的池壁采用混凝土围墙支护，内部带有保温层；融冰池内安装有水位监测仪；输入管向下倾斜。

优选方案为，所述的融冰池上部较粗、下部较细，中部有倒锥形过渡段。输入管和输出管分别设一个或多个。融冰池上部和下部呈圆筒形，中部呈倒圆锥形。 

本发明的有益效果是，完善地面集中式冰冷降温系统，改善井下工人的工作环境，提高工作安全性。该产品容量大，不易发生溢水问题，热量损失小，耐腐蚀性好，寿命长，不易堵管，可靠性好，不需要使用泵，节约电能，避免泵的热害。 

附图说明

图1为本发明的俯视示意图。图2为本发明的主视示意图。 

图中，1融冰池，2输入管、3回水管、4水位监测仪，5围墙支护，6输出管。 

具体实施方式

附图为本发明的一种具体实施例。 

本发明的矿井下热交换硐室，包括融冰池1，融冰池上部连接输入管2和回水管3，下部连接输出管6，融冰池采用立式融冰池静压向外供冷水，融冰池的池壁采用混凝土围墙支护5，内部带有保温层；融冰池内安装有水位监测仪4；输入管向下倾斜。融冰池上部较粗、下部较细，中部有倒锥形过渡段。输入管和输出管分别设一个或多个。融冰池上部和下部呈圆筒形，中部呈倒圆锥形。输入管通往井筒。 

本发明的矿井下热交换硐室，具有以下优点： 

1、采用立式融冰池1内一般有20m以上的静水压力，出水管6出来的水靠静压即可自流到用冷地点，减少了电耗和散热。出水管和入水管可设多个。融冰硐室采用立式布置静压供水，形状不局限于圆柱形，圆锥形、漏斗形、偏漏斗形都可以。

2、融冰硐室是在井下围岩中设置的硐室，融冰池采用混凝土支护，可设保温层，避免了采用金属材料的腐蚀问题。 

3、在井下围岩内做融冰池混凝土支护，可充分增大容量，配合自动监控，完全避免了溢出水的问题。例如800m深的300mm直径的输送管2容量56.5m³，融冰池6做成30m深3m直径的圆筒，容量2125m³，通过水位监测仪4，发现融冰池内剩余容积将要小于56.5 m³，且出水管5不出水时，地面自动停止输送，即可避免溢水现象的发生。 

4、采用圆筒型融冰池，静压向外供冷水，热交换更均匀。通过输送管2输送来的冰水混合物进入融冰池6后，冰密度小于水，浮在上部；冷水向下沉；通过回水管回来的水先与浮在上面的冰接触迅速降温，整个融冰池内冷热对流，热交换更充分。 

5、输送管2不是水平进入融冰池6，而是有α的仰角，避免了输送管90°转弯处容易堵管的问题，系统可靠性高。