[发明专利]一种治理煤矿矸石山自燃问题的工质相变降温组合装置

说明书

本发明提出的一种治理煤矿矸石山自燃问题的工质相变降温组合装置，包括上管体、传热管组件和下管体等，上管体布置有出水口和进水口，上管体内部充满循环水工质，下管体封闭内腔中充有变相水工质，上管体和下管体之间封闭连接，中间有传热管组件通过，下管体下端固定连接有感温钻探锥。本发明工质相变降温组合装置的感温钻探锥和下管体伸入矸石山自燃层中，最终借助循环水工质把矸石山自燃层产生的热量传递到矸石山外部。矸石山自燃层由于热量被吸收而温度逐渐降低直到最终熄灭。由于提取了矸石自燃产生的热能，并且将自燃的矸石熄灭，避免矸石自燃过程持续排放烟尘和有毒气体，因此节能、安全和环保效益显著。

技术领域

本发明涉及一种矿用降温器材，尤其涉及一种治理煤矿矸石山自燃问题的工质相变降温组合装置。

背景技术

煤矸石是采煤和洗煤过程中的排弃物，通常占采煤量的15％～20％，煤矿常年采煤过程产生的煤矸石堆积存放形成了矸石山，由于矸石山高度或煤矿井口位置改变原因，许多矸石山被废弃不用。矸石山中的煤矸石长期存放，不仅占用大量土地，而且还会污染大气、土壤和水体。

矸石山在自然堆放(平地或顺坡堆放)过程中，均会发生粒度偏析，在矸石山内产生“烟囱效应”。氧化产生的热量，一部分由“烟囱效应”随空气带出，另一部分则积聚在矸石山中。当某一局部温度达到自燃点时便引起自燃，且逐步向四周蔓延。煤矸石自燃时释放出大量热量和CO、SH2、SO2等有害气体，严重污染周围大气环境，危害人们身体健康。

煤矿矸石山自燃后的灭火方法主要有直接挖出法、注浆法、灌水法、表面密封和压实法、低温惰性气体法。从国内外工程实践来看，以注浆法为主，辅以表面密封和压实以及灌注泡沫灭火剂的综合措施是目前较为成熟、有效的矸石山自燃治理技术，但是施工成本比较高。而灌水法和直接挖出法施工成本低，但存在爆炸的风险。

根据大量调查和测试结果表明，大部分煤矸石山自燃发生在距表面0.5～3m的范围内。通过向煤矸石山自燃层插入导热的金属管组件，金属管组件露出矸石山的部分安装进出水管，向金属管组件中通入循环冷水，冷水进入金属管组件后将矸石自燃产生的热量不断带出，这样循环冷水不断提取矸石山自燃层的热量，最终矸石山自燃层温度越来越低进而熄灭，同时自燃层产生的热量被循环冷水吸收后可进行换热后进行供暖或洗浴等综合利用。

发明内容

本发明的目的是提出一种用于矿井回风热回收的气体通道，因地制宜设计热管换热器气体通道的结构，提高换热效率，适用于矿井回风余热回收。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种治理煤矿矸石山自燃问题的工质相变降温组合装置，包括上管体、传热管组件和下管体，所述上管体与下管体相互连接，上管体和下管体之间的管腔相互封闭，所述传热管组件穿过封闭的端面一端伸入上管体中，另一端伸入下管体中，上管体上布置有进水口和出水口，下管体一端与感温钻探锥连接。

优选地，所述进水口位于靠近下管体一端的上管体的侧壁上，出水口位于远离下管体一端的上管体的侧壁上。

优选地，所述下管体的内腔中充有变相水工质。

优选地，所述上管体的内腔中流通循环水工质。

与现有技术相比，本发明实施例至少具有以下优点：