[发明专利]矿井地热控制与利用余热增温种植暖棚的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及矿井地热治理与能源综合利用领域，更为具体地，涉及一种 矿井地热控制与利用余热增温种植暖棚的装置及方法。

背景技术

井下矿山开采是特殊的作业环境，随着矿井深度的增加，岩体的温度越 来越高，职工受到的热害越严重。不仅对职工身体造成伤害，而且使工作效 率大大降低。为保证职工的身体健康，实现舒适、安全的高效开采，温度适 宜的良好工作环境是必须的。因此需要通过技术手段进行井下作业场所的环 境降温。

热量作为能量的一种形式在自然界遵循守恒定律，井下作业面降温实际 上是热量的转移过程。通过对作业点供应冷量使其降温，冷量制造就产生相 等的热量需要排除，相当于热量从作业面被排除释放。这部分热量经过富集 后温度大约在40～80℃，可以传输至地面进行合理利用，本发明将热空气导 入种植暖棚以提高暖棚内温度，利于植物生长。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种矿井地热控制与利用余热增温 种植暖棚的装置及方法，利用制冷机产生的冷量以热管形式远距离输运至工 作面实现矿井深部作业点热害控制的同时，把制冷机热端的热量以热管形式 远距离输运至地面送至种植暖棚实现增温。

本发明提供一种矿井地热控制与利用余热增温种植暖棚的装置，包括：

制冷机，用于生成冷量和热量，其中，所述制冷机的冷端生成冷量，所 述制冷机的热端生成热量；

冷量长距离输运热管，用于以无损输运方式快速输运所述制冷机生成的 冷量至井下工作面；

井下换热器，用于将所述冷量长距离输运热管输运的冷量传输给所述井 下工作面的空气，实现所述井下工作面高温空气热量与换热片内冷介质冷量 的交换；

热量长距离输运热管，用于以无损输运方式快速输运所述制冷机生成的 热量至地面；

井上热换器，用于将所述热量长距离输运热管输运的热量传输给所述地 面的空气，实现所述地面低温空气冷量与换热片内热介质热量的交换。

此外，优选的方案是，矿井地热控制与余热利用的种植暖棚增温装置， 还包括空气管道和风机；

所述空气管道，用于输送交换后的热空气；

所述风机，用于为交换后的热空气提供动力，交换后的热空气在所述风 机带动下通过所述空气管道输送至种植暖棚。

此外，优选的方案是，所述制冷机安置在井下的主运输中段的宽敞空间， 靠近主竖井码头门；

所述制冷机的热端温度与所述制冷机所在的位置环境温度的差高于所述 制冷机的冷端温度与所述制冷机所在的位置环境温度的差。

此外，优选的方案是，所述冷量长距离输运热管安置于井下巷道中，连 接所述制冷机的冷端和所述井下换热器。

此外，优选的方案是，所述井下换热器采用风冷片热换方式，并且安置 在井下工作面。

此外，优选的方案是，所述热量长距离输运热管安置于竖井中，连接所 述制冷机的热端和所述井上热换器。

此外，优选的方案是，所述井上热换器采用风冷片换热方式，并且安置 在地面上。

本发明还提供一种矿井地热控制与利用余热增温种植暖棚的方法，采用 上述矿井地热控制与利用余热增温种植暖棚的装置对种植暖棚进行增温，其 中包括，

通过冷量长距离输运热管将制冷机产生的冷量远距离无损输运至井下工 作面，并利用所述冷量长距离输运热管输运的冷量通过井下换热器对所述井 下工作面的空气进行降温处理，实现矿井深部作业点热害控制；

同时，通过热量长距离输运热管将制冷机产生的热量远距离无损输运至 地面，并利用所述热量长距离输运热管输运的热量通过井上换热器对地面空 气进行升温处理，形成热空气；

通过空气管道并在风机的作用下将所述热空气输送到种植暖棚中，使种 植暖棚的温度升高。

从上面的技术方案可知，本发明提供的矿井地热控制与利用余热增温种 植暖棚的装置及方法，把安置于井下巷道内制冷机所产生的冷量以热管形式 远距离无损输运至井下工作面，通过与环境空气的冷热交换，对空气降温， 实现矿井深部作业点热害控制；同时把安置于井下巷道内制冷机热端的热量 以热管形式远距离无损输运至地面，通过与环境空气的冷热交换，对空气增 温，并把热空气利用风机送至种植暖棚，对暖棚实现增温，以促进植物的生 长。