[发明专利]一种矿井下制冷降温系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种矿井下制冷降温系统，特别是制冷降温系统的制冷装置、冷冻水系统、冷却水系统及喷淋水系统都位于矿井下面的降温系统。

背景技术

随着矿井开采深度的不断增加及开采的机械化程度不断提高，矿井高温热害已经成为影响和制约开采深度的决定性因素。一般认为，矿井内工作面的空气干球温度超过30℃就称为高温工作面，矿井内出现终年的持续高温高湿的危害并影响到采掘工作的正常进行，称为矿井热害。随着开采深度的增加，矿井热害已经不能靠增大矿井通风量或采取其他的非人工制冷技术来解决，因此目前多采用机械制冷来解决矿井热害问题。

目前根据制冷机组安装的位置可分为：制冷机组安装在地面，制冷机组同时安装在地面和井下，制冷机组安装在井下三种形式。

制冷机组安装在地面的矿井降温系统，按照冷媒的不同可分为水输冷系统和冰输冷系统两种类型，由于制冷机组和排热冷却塔均设置在地面，因此这两种制冷系统制冷效率比较高。但对于水输冷系统，从地面到井下输水管道的底部静压高达上百公斤，对于常规的矿井换热装置和输水管道均难以承受，所以必须采用耐高压的管道和矿井换热装置，则大大提高了工程的初投资，由于采用耐高压管道大大降低矿井换热装置的传热效果和冷量的利用效率。对于输冰冷系统，则要实现地面制冰、片冰、地面及井下输冰、井下融冰、井下输冷等多种功能，系统复杂、系统运行费用高、系统冷量损失大、系统启动缓慢、系统一旦启动必须连续运行。

地面和井下同时安装制冷机组的制冷系统，实质是两级制冷系统串联，系统复杂、冷量损失大、换热效率差、运行费用高。

制冷机组安装在井下，按照排热冷却塔安装位置的不同，可分为井下排热冷却塔和地面排热冷却塔，如果排热冷却塔安装在地面，则矿井下制冷装置上冷凝器换热侧管道承受上百公斤的静压，因此冷凝器换热侧管道，必须采用耐高压管道或者在冷却水管道上增设高低压换热器，则换热效率大大低下。

发明内容

本发明的目的在于提供一种矿井下制冷降温系统，该系统结构简单、冷量损失小、换热效率高、运行费用低。

为实现上述目的，本发明的技术方案通过下述方式来实现。

一种矿井下制冷降温系统，其特征在于：包括设置在矿井下主巷道或主巷道设备硐室的制冷装置，制冷装置分别连通有1#矿井换热装置和2#矿井换热装置；

所述制冷装置为由冷凝器、蒸发器和压缩机连接构成的制冷循环系统，所述冷凝器通过冷却水泵与2#矿井换热装置通过管道连接形成闭式冷却水循环系统；所述蒸发器通过冷冻水泵与1#矿井换热装置通过管道连接形成闭式冷冻水循环系统。

进一步地，所述制冷循环系统内充注有制冷剂，闭式冷却水循环系统内充注有冷却水，闭式冷冻水循环系统内充注有冷冻水。

进一步地，所述制冷剂为R410A,R134a,R407C。

进一步地，所述2#矿井换热装置放置在与主巷道连通的回风巷道或回风巷道的设备硐室中，所述2#矿井换热装置通过喷淋水循环降温系统喷淋洒水换热，同时利用矿用风机将热量带至回风巷道中，随回风巷道中的排风将热量及时排走。

进一步地，所述2#矿井换热装置包括设在二次蒸发室前端部连接的矿用换热风机以及尾端和顶部的湿热空气出口；二次蒸发室中设有蛇形换热铜管Ⅱ，蛇形换热铜管Ⅱ的前后侧分别设有压缩空气喷嘴Ⅱ和挡水板Ⅱ，蛇形换热铜管Ⅱ的上端设有一次蒸发室，一次蒸发室的上端以及蛇形换热铜管Ⅱ和压缩空气喷嘴Ⅱ之间分别设有喷淋头Ⅱ，蛇形换热铜管Ⅱ的下方设有冷却水箱；所述挡水板Ⅱ下端延伸至冷却水箱水面下方。

进一步地，所述一次蒸发室中设有不锈钢多折刺孔蒸发填料，所述不锈钢多折刺孔蒸发填料由多片带有刺孔且折叠为阶梯状的不锈钢带叠加而成，并且阶梯状的不锈钢带按照折叠方向相向设置，均匀分布在不锈钢多折刺孔蒸发填料框架上。

进一步地，所述不锈钢蒸发填料阶梯折叠的角度为105°，折叠宽度为25mm；所述不锈钢蒸发填料阶梯折叠倾斜角度为52°。

进一步地，所述1#矿井换热装置包括设在冷凝室端部的矿用换热风机和尾部的冷风出口，冷凝室中设有蛇形换热铜管Ⅰ；蛇形换热铜管Ⅰ前后侧分别设有压缩空气喷嘴Ⅰ和挡水板Ⅰ，蛇形换热铜管Ⅰ的上端和与压缩空气喷嘴Ⅰ之间设有喷淋头Ⅰ，蛇形换热铜管Ⅰ的下方设有喷淋水箱；喷淋水箱通过喷淋水管连通喷淋头Ⅰ。

进一步地，在矿用换热风机和2#矿井换热装置之间、1#矿井换热装置和矿用换热风机之间分别设有空气过滤器。