[发明专利]矿井围岩表面梯度降温方法及梯度降温装置

说明书

一种矿井围岩表面梯度降温方法及梯度降温装置，涉及矿井降温技术领域。矿井围岩表面梯度降温方法是在矿井巷道的围岩表面铺设梯度降温板，梯度降温板内循环流动冷风，将围岩表面的热量带走，该方法能够有效将矿井内的效热量转移，改善热害矿井工作环境。梯度降温装置包括铺设于围岩表面的梯度降温板，往梯度降温板内循环通入冷风的风冷循环机构，以及往矿井巷道内输送冷风的冷风降温机构，梯度降温板包括两层隔热层和多条位于两层隔热层之间的通风管。梯度降温装置主要通过梯度降温板、风冷循环机构和冷风降温机构来实现矿井巷道内全方位降温，该装置能够隔绝围岩散热，提高冷风利用效率，改善热害矿井工作环境。

技术领域

本发明涉及矿井降温技术领域，具体而言，涉及一种矿井围岩表面梯度降温方法及梯度降温装置。

背景技术

众所周知，社会进步与经济发展都离不开矿井资源提供的物质基础，随着经济的快速发展，浅部矿产资源已逐渐消耗殆尽，包括我国在内的许多国家对深部矿产开采的深度已达1000米以上，南非甚至将最深开采深度延伸至地表5000米以下。已探明的煤炭储量中，我国1000-2000米深处的煤炭储量占总储量的53.2％，但随着矿井开采深度的增加，岩层温度逐渐升高，可达到几十摄氏度，世界各国平均地温梯度约为3℃/100米，我国的地温梯度为2-4℃/100米。据不完全统计，目前我国已有130多个矿井采掘工作面的风流温度超过30℃，全国82％的大型煤矿采掘工作面的气温高达28～35℃，部分有色和稀贵金属矿甚至高达40℃。井下高温对工人的健康安全、井下设备的安全运行及生产效率造成了极大的危害和影响，在这些高温矿井中，矿山劳动生产率仅为常规的30％～40％。因此，矿井高温热害及其治理被国内外采矿界认为是科技难题之一，也是制约我国采矿工业发展的瓶颈。

造成矿井高温热害的主要因素有围岩放热、采掘机电设备运转时放热，运输中的矿物和矸石放热，以及风流向下流动时自重压缩放热等4大热源。据调查，在高温矿井的所有热源的放热总量中，围岩放热占比可达50％左右，如遇有高温水，围岩的放热量则更大。现有热害防治方法主要有通风降温、个体防护、地温预冷、清理热源等，其中，通风降温是目前治理矿井热害的主流方法，该方法通过冷风带走巷道内的热空气，从而实现降温。申请号CN201621394317.9，申请日2016.12.19的专利公开了一种深部矿井预冷风流降温系统，是一种通过制冰机、输送机构、鼓风机和融冰池制得冷风，并将冷风输送至深部矿井内部，为深部矿井进行降温处理的方法，该方法主要解决的是冷风生产问题，冷风通过通风系统直接送入矿井，无法解决围岩散热和冷风高效利用问题。另外，随着开采深度的增加，围岩放热量越来越大，直接向井巷通风的办法面临严峻的考验，围岩隔热成为矿井热害治理的一个重要方向。目前已有注浆(浆液为隔热材料)和喷涂隔热层等手段实现围岩隔热，然而这些手段只能起到临时隔热的作用，隔热材料在围岩的持续加热作用下，其表面温度还是会不断升高，并最终影响井巷内的环境温度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种矿井围岩表面梯度降温方法，能够有效将矿井内的效热量转移，改善热害矿井工作环境。

本发明的另一目的在于提供一种梯度降温装置，其能够隔绝围岩散热，提高冷风利用效率，改善热害矿井工作环境。

本发明的实施例是这样实现的：

一种矿井围岩表面梯度降温方法，该方法是在矿井巷道的围岩表面铺设梯度降温板，梯度降温板内循环流动冷风，将围岩表面的热量带走。

一种梯度降温装置，其包括铺设于矿井巷道的围岩表面的梯度降温板，以及往矿井巷道内输送冷风的冷风降温机构，梯度降温板包括两层隔热层和多条位于两层隔热层之间的通风管，通风管内循环流动冷风。

在本发明较佳的实施例中，上述冷风降温机构包括冷风进管和热风出管，冷风进管的一端与位于地面上的第一冷风机连通，另一端伸入矿井巷道内，且其位于矿井巷道内的冷风进管开设有若干出风口；热风出管的一端与位于地面上的第一抽风机连通，另一端伸入矿井巷道内，且其位于矿井巷道内的热风出管开设有若干抽风口。