[发明专利]一种冰冻矸石充填采煤矿井降温方法

说明书

本发明公开的一种冰冻矸石充填采煤矿井降温方法，在投料井口处建立冰矸房，将制备好的冰冻矸石经投料设备投入井筒下部的投料仓，投下的矸石经进下皮带运输至工作面进行充填；在采空区顶、底板处平行布置“U”型冷凝回流管，充填体内部安设立柱式冷凝柱，分别与“U”型冷凝回流管各对应节点相连，将工作面内的热空气吹入冷凝循环系统冷凝降温后送回工作面，实现工作面降温。大大减轻了矿井工作面面临的高温威胁，有效降低了工作面温度，改善了工人的工作环境，为矿井工人的身心健康提供了保证，有利于安全生产。

技术领域

本发明是一种矿井降温方法，尤其是一种冰冻矸石充填采煤矿井降温方法。

技术背景

随着浅部煤炭资源的枯竭以及对环境保护的日益重视，我国矿井的开采深度的不断增加且“三下”压煤开采的力度不断增大，越来越多的矿井面临着高温的威胁，热害程度也日益加重；许多高温矿井的热害程度已经严重影响了矿井工人的身心健康和矿井生产效益。实现矿井工作环境的有效改善及保护良好的地表生态环境重要的意义。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种冰冻矸石充填采煤矿井降温方法，以减轻矿井工作面面临的高温威胁，优化矿井工人的工作环境，保证安全生产。

技术方案：本发明的冰冻矸石充填采煤矿井降温方法，包括如下步骤：

(1)在地面投料井口处建立冰矸房，冰矸房内安装有由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器构成的制冷系统，根据井下所需降温效果及低温充填矸石的力学性能制备冰冻矸石；

(2)将制备好的冰冻矸石从地面经投料井投入到井筒下部的投料仓内，所述投料井的井筒筒壁由内而外分为坚硬层、中间隔热层和耐磨层；

(3)冰冻矸石到达井筒下部投料仓后，经井下皮带输送机输送至采煤工作面，用于对采空区的充填，所述皮带输送机的皮带采用箱体式泡沫隔热板进行隔热；

(4)在皮带输送机的前、中、后部三处位置安设温度监控器，实时向上位机反馈各时段温度情况；

(5)在用冰冻矸石充填的采空区内的顶、底板处平行布置“U”型冷凝回流管，并在顶底板平行布置“U”型冷凝回流管之间的充填体内部设置立柱式冷凝柱，冷凝柱的上、下端分别与顶、底板处平行布置的“U”型冷凝回流管的各节点相联通，在充填冰冻矸石的采空区内构成下冷凝管-各冷凝柱-上冷凝管循环降温系统；

(6)在运输平巷内设置与下冷凝管-各冷凝柱-上冷凝管循环降温系统入口相通的局部通风机，并在回风平巷侧设置与下冷凝管-各冷凝柱-上冷凝管循环降温系统出口相通引入工作面冷气导风管，通过局部通风机将工作面内的热空气吹入下冷凝管-各冷凝柱-上冷凝管循环降温系统，经降温后的冷气从回风平巷侧的冷气导风管送回工作面，利用充填在采空区内冰冻矸石的冷凝作用对工作面进行降温。

所述井筒筒壁的中间隔热层采用耐摩和隔热的ZS-1隔热保温材料。

所述在充填冰冻矸石采空区内构成的下冷凝管-各冷凝柱-上冷凝管循环降温系统中，每两个充填步距为一个降温循环系统。

有益效果：由于采用了上述技术方案，本发明通过将矸石制冷充填入采空区，在保证充填效果，控制覆岩运动的同时，解决了矿井面临高温的威胁，有效减轻矿井工作面面临的高温威胁，实现工作面的降温，优化矿井工作环境，为矿井工人的身心健康提供保证，有利于安全生产。其方法简单，操作方便，在本技术领域内具有广泛的实用性。

附图说明

图1为本发明的冰冻矸石充填采煤矿井降温方法的矿井布置总图；

图2为本发明的冰冻矸石充填采煤矿井降温方法的矿井降温系统示意图；

图3为本发明的冰冻矸石充填采煤矿井降温方法的矿井降温系统纵剖图。