[发明专利]一种矿井降温与热害利用系统

说明书

本发明公开了一种矿井降温与热害利用系统，包括井下热害降温集热子系统、井上热害利用供热子系统，所述井下热害降温集热子系统包括两相闭式热虹吸管集热降温设备(2)、冷水吸热管路(3)、热水保温管路(4)、进水管路(15)；所述井上热害利用供热子系统包括换热器(11)、水源热泵(12)、矿山排水系统(13)、热源利用模块(14)、出水管路(16)；本系统结构简单实用，能够很好地适应矿山井上井下的复杂环境，将巷道围岩中的热量提取出来，治理围岩热害，有效降低巷道中环境温度；同时很好地利用了巷道围岩热能，提取出的热量用于矿区的建筑物供暖、职工洗浴用水、井口防冻等，减少井上供热耗能，具有巨大的经济与环境保护价值。

技术领域

本发明属于煤矿、金属矿等矿井井下围岩热害降温与利用技术领域，具体是指一种矿井降温与热害利用系统。

背景技术

随着我国对矿产资源的需求不断增长，深井采矿技术的不断发展，煤矿、金属矿等现代化矿井的开采深度不断增加，导致井下的温度越来越高，严重影响井下工作人员的健康安全和机械电气设备的正常运转，井下高温热害已经成为现代化矿井开采必须解决的问题。国内外实践证明，对绝大部分矿井来说，地温是形成矿井热害的主要原因，而地温对井下环境的影响是通过围岩散热的形式表现出来的，因此解决巷道围岩热害成为解决井下高温热害的重中之重。

传统的矿井热害降温手段是在井上和井下设置大功率的空调降温设备，对进入巷道的风流进行降温处理，设备复杂，能源消耗大，没有从根本上解决矿井围岩热害；同时没有对矿井围岩和矿井涌水热害中所蕴藏的巨大地热资源进行有效利用，造成矿井地热资源的大量浪费。

本发明创新性地将两相闭式热虹吸管技术应用于矿井围岩热害治理中，不但可以有效控制巷道围岩温度，降低井下环境温度，减少矿井制冷能耗，而且能够对围岩和矿井涌水中存在的高温热能提取出来，用于满足井上建筑物供暖、洗浴用水、井口防冻等矿山供热需求，减少井上供热耗能，降低煤炭燃烧供热所产生的污染气体，保护环境；同时本发明可以利用矿山现有的矿山排水系统，管路改造工程量较小，简单实用，具有巨大的经济与环保价值。

发明内容

本发明目的是，对于煤矿、金属矿等深井开采中矿井围岩热害严重、矿井地热资源浪费等问题，提供一种矿井降温与热害利用系统，实现治理矿井围岩热害，降低巷道环境温度，减少矿井制冷能耗，有效回收利用围岩热害和矿井涌水中所蕴藏的地热资源，实现经济与环保的双重价值。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：包括井下热害降温集热子系统、井上热害利用供热子系统，所述井下热害降温集热子系统包括两相闭式热虹吸管集热降温设备、冷水吸热管路、热水保温管路、进水管路；所述井上热害利用供热子系统包括换热器、水源热泵、矿山排水系统、热源利用模块、出水管路；所述两相闭式热虹吸管集热降温设备设置在巷道围岩中深入围岩壁的钻孔内，钻孔按合适距离在岩壁排布，所述两相闭式热虹吸管集热降温设备进水端与冷水吸热管路连接，所述的冷水吸热管路与进水管路连接，所述进水管路与中央水仓连接，所述中央水仓与矿井涌水连接；所述两相闭式热虹吸管集热降温设备出水端与热水保温管路连接，所述的热水保温管路与出水管路连接；所述出水管路与换热器连接，所述换热器连接有矿山排水系统、水源热泵，所述水源热泵与热源利用模块连接。

所述进水管路上设有污水净化器、进水温度控制电磁开关、加压水泵，所述出水管路上设置有出水温度控制电磁开关。

所述两相闭式热虹吸管集热降温设备包括放置在巷道围岩壁钻孔的两相闭式热虹吸管、两相闭式热虹吸管保温罩、两相闭式热虹吸管散热翅片、进水控制阀，所述的两相闭式热虹吸管可以吸收巷道围岩中热量，所述两相闭式热虹吸管伸入两相闭式热虹吸管保温罩内，伸入两相闭式热虹吸管保温罩内的两相闭式热虹吸管外部设置有两相闭式热虹吸管散热翅片，所述两相闭式热虹吸管保温罩设置有进水口、出水口，进水口连接的管道上设置有进水控制阀。

所述两相闭式热虹吸管保温罩外敷保温层，所述两相闭式热虹吸管散热翅片为可以增强两相闭式热虹吸管散热的螺旋形翅片。