[实用新型]一种降低围岩内部温度的热交换锚杆

说明书

本实用新型公开了一种降低围岩内部温度的热交换锚杆，涉及岩土工程领域。本实用新型提供一种降低围岩内部温度的热交换锚杆，用于插入围岩内部并对围岩降温，降低围岩内部温度的热交换锚杆包括锚杆主体、进水道组件和出水道组件，进水道组件和出水道组件均沿锚杆主体延伸，并且进水道组件的一端和出水道组件的一端均伸入锚杆主体内部，进水道组件与出水道组件连通于锚杆主体内部，进水道组件用于通入冷却液，出水道组件用于导出冷却液。本实用新型提供的一种降低围岩内部温度的热交换锚杆其能有效地对围岩内部进行降温。

技术领域

本实用新型涉及岩土工程领域，具体而言，涉及一种降低围岩内部温度的热交换锚杆。

背景技术

社会进步与经济发展都离不开矿井资源方面的物质基础，随着经济的快速发展，浅部矿产资源已逐渐消耗殆尽，许多国家包括我国在内，深部开采已达1000米以上，南非甚至将最深开采深度延伸至地表5000米以下。随着矿井开采深度的增加，岩层温度将达到几十摄氏度，世界各国平均地温梯度约3℃/100米，我国低温梯度2-4℃/100 米已探明的储量中，我国1000—2000米深处的煤炭储量占总储量的 53.2％。据不完全统计，我国目前已有130多对矿井采掘工作面风流温度超过30℃，全国82％的大型煤矿采掘工作面气温高达28～ 35℃，部分有色和稀贵金属矿甚至高达40℃。在这些高温矿井中，某些矿山劳动生产率仅为常规的30％～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，矿井高温热害及其治理被国内外采矿界认为是两大科技难题之一，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，上述方法的降温对象要么是空气，要么是人，要么是机械设备，要么是采掘出露的矿石，针对围岩降温的技术方法几乎没有。究其原因，一方面可能是因为围岩降温的成本比较高昂，超出了生产单位的承受能力；另一方面则是围岩能够不断从深部岩体获取热量补充，需要一套可持续的方案来阻断热源的传播，形成有利于生产的地温梯度，减少围岩放热对矿井热害的影响。

另一方面，矿井在建设过程中，为了维持围岩稳定，投入了大量的资金用于围岩的加强和支护，各种类型的喷锚支护系统广泛应用于矿井建设，这笔资金对于任何矿井均属于必要性的投入。因此，本发明在传统锚喷支护系统的基础上，增加一套低温水循环系统，形成热交换锚喷支护系统。通过该系统带走一部分围岩热量，同时实现围岩表面和岩体内部降温，进而减少围岩释放到矿井巷道中的热量。该系统依托于传统锚喷支护系统，可以随锚喷系统一起安装，节省了单独安装的成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种降低围岩内部温度的热交换锚杆，其能有效地对围岩内部进行降温。

本实用新型提供一种技术方案：

一种降低围岩内部温度的热交换锚杆，用于插入围岩内部并对所述围岩降温，所述降低围岩内部温度的热交换锚杆包括锚杆主体、进水道组件和出水道组件，所述进水道组件和所述出水道组件均沿所述锚杆主体延伸，并且所述进水道组件的一端和所述出水道组件的一端均伸入所述锚杆主体内部，所述进水道组件与所述出水道组件连通于所述锚杆主体内部，所述进水道组件用于通入冷却液，所述出水道组件用于导出冷却液。

进一步地，所述进水道组件和所述出水道组件分别位于所述锚杆主体轴线相对的两侧。

进一步地，所述进水道组件包括多个进水道，所述出水道组件包括多个出水道，多个所述进水道分别连接于多个所述出水道，多个所述进水道和多个所述出水道沿圆周方向等间距设置。

进一步地，多个所述进水道共同围成弧度小于π的圆弧，多个所述出水道共同围成弧度小于π的圆弧。