[发明专利]一种利用矿井回风热能的矿井降温和供热系统

说明书

本发明公开了一种利用矿井回风热能的矿井降温和供热系统，属于矿井热害治理技术领域。该系统既能实现矿井降温，从而降低热害影响，也能够实现矿井的供热，从而实现矿井防冻。本方案提供的装置，利用矿井回风作为冷源或者热源，对送入井口的空气进行降温或者供热处理，使得送入矿井内的空气达到设计要求，实现整体改善矿井空气温度和湿度的目的。本发明可以对矿井回风中废热能进行回收利用，可实现矿井全风量降温，并能实现矿井井口的冬季防冻。与现有技术相比，可以在整体上改善矿井内的热环境，有效降低矿井季节性热害影响，具有显著的经济效益、环境效益和社会效益。

技术领域

本发明涉及一种利用矿井回风热能的矿井降温和供热系统，属于矿井热害治理技术领域。

背景技术

随着我国煤炭需求的增加，浅部资源的逐渐减少，矿井开采深度的不断提高，矿井热害问题凸显。井下高温高湿的气候环境产生过高的热应力，影响人体的热平衡，使人感到不舒适，甚至导致工作人员中暑，导致事故率增加，且生产率降低，严重影响煤炭安全生产。

为改善矿井内的劳动环境，提高劳动效率和安全效益，在使用通风降温不能有效解决热害问题时必须采用机械制冷降温的方法实现矿井降温，从而有效降低矿井热害问题造成的影响。

目前矿井降温方法通常采用集中式降温系统，即在地面或井下设置制冷机组，制出低温冷冻水，将低温冷冻水通过管路输送到使用地点，最终通过安设的井下使用地点的空气冷却器对进入工作面的空气进行降温除湿，达到改善作业地点空气环境的目的。这种系统可以起到一定的降温效果，但矿井占地面积大且用冷地点分散，集中布置制冷站将导致冷水输送管路过长，到达用冷地点后冷水输送管内的冷冻水温升较大，导致降温效果不能满足要求。

热害矿井除了有制冷需求外，还有建筑采暖、井筒防冻以及供职工洗浴的生活热水的热能需求，目前国内大部分煤矿工业场所需的热能均是由燃煤锅炉提供。这种传统的供热方式不仅会消耗大量的不可再生能源，同时还会排放大量的温室气体和有害污染物，影响大气环境，是目前我国雾霾天气形成的主要原因之一。为有效保护环境，国家大力推进清洁能源和可再生能源的使用，并大力提倡余热与废热资源的利用。

矿井回风的温度全年基本恒定，受外界气候的影响很少，是一种良好的低温热源。因此，矿井回风中蕴涵大量的低位热能资源。若该余热资源加以利用，必将推进煤矿的节能减排工作，具有良好的经济和社会效益。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够排放和提取矿井回风热能的矿井降温和供热的系统，夏季可以实现矿井通风降温除湿，冬季可以满足矿井洗浴、井口防冻或地面建筑供热的需求。

本发明的第一个目的是提供一种利用矿井回风热能的矿井降温和供热系统，包括设置在地面的动力机房、副井口换热站、进风井筒、井下巷道、工作面、矿井回风井、矿井通风机、扩散塔、回风换热站；所述矿井通风机形成负压将处理后的地面空气抽入井下；所述动力机房包括热泵机组、水泵和管网，所述热泵机组包括蒸发器和冷凝器；动力机房设置在副井口换热站和回风换热站之间；热泵机组的蒸发器与副井口换热站之间通过管网连接形成循环回路；热泵机组的冷凝器与回风换热站内的换热器之间通过管网连接形成循环回路。

在本发明的一种实施方式中，所述扩散塔从回风换热站内通过，与回风换热站一体化设计或改造而成。

在本发明的一种实施方式中，所述副井口换热站与井口构筑物一体化设计或改造而成。

在本发明的一种实施方式中，所述副井口换热站内安装有副井口换热器。

在本发明的一种实施方式中，所述回风换热站与矿井通风机房一体化设计或改造而成。

在本发明的一种实施方式中，所述回风换热站内安装有回风换热器。