[发明专利]一种矿井工作面降温系统

说明书

本发明提供一种矿井工作面降温系统，包括一冷却水处理系统，一井下热能提取装置及一井下降温系统；冷却水处理系统包括一冷水池一热水池及一汇流处理器，汇流处理器分别连通冷水池热水池及井下热能提取装置；井下热能提取装置为一设置于地下的密闭容置空间结构，外壁由井下岩壁包围，内部包括气相空间和液相空间；井下热能提取装置还设置有一输水管路，输水管路伸入至液相空间；输水管路连通地上系统；输水管路上设置有一控制阀；井下降温系统与井下热能提取装置进行热量交换；井下热能提取装置通过出水口单向地导通冷却水处理系统。通过该系统可实现对井下降温系统工作产生的热能的再利用。

技术领域

本发明涉及矿业工程领域及地热工程领域，具体涉及一种矿井工作面降温系统。

背景技术

目前，我国中东部大部分矿井已经进入深部开采，随着开采深度加深，围岩温度随之增加，加之机电设备散热等因素，深部矿井环境普遍过高，大部分中东部矿井采煤工作面温度超过35℃，相对湿度高达100％，高温高湿环境不仅仅危害工人身心健康，还会诱发围岩高温大变形、吸附瓦斯溢出、腐蚀支护结构失效等次生灾害。目前现有的高温热害治理治理技术都存在投资大、运行费用高等问题，且是一个耗能系统，为此，根据不同煤矿的特点提出具体的热害治理方法至关重要。

针对水源缺乏型矿井，采用地表径流河作为冷源的现有技术中的两种热害治理方法中，整个制冷系统分布均为从地表直至地底工作面，在井上地表设置冷却塔/制冰系统来实现降温系统冷凝热的排放，如果在井上设置冷却塔势必会需要井上和井下封闭的两趟管路，对于1000m深的深部矿井来说，这在工程投资和运行费用维护中耗资巨大。并且，整个输送冷量的冷冻水管路从地表到井下工作面，管路极长，沿途冷量损失特别大。此外在地表设置的冷却塔/制冰系统排除制冷时所产生的冷凝废热，在高温尤其夏天时排热困难。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种矿井工作面降温系统针对水源缺乏型矿井热害进行治理。

本发明提供一种矿井工作面降温系统，包括一冷却水处理系统，一井下热能提取装置及一井下降温系统。冷却水处理系统连通井下降温系统和所述井下热能提取装置，并连通地表径流河。井下热能提取装置为一设置于地下的密闭容置空间结构，外壁由井下岩壁包围，内部包括气相空间和液相空间。井下热能提取装置还设置有一输水管路，输水管路伸入至液相空间。输水管路连通地上系统。井下降温系统与井下热能提取装置进行热量交换。井下热能提取装置通过出水口单向地导通冷却水处理系统。

在本发明的一个实施例中，矿井工作面降温系统还包括一设置于井下热能提取装置外部的气体控制系统，连通气相空间。气体控制系统包括一控压泵和一单向阀，用于调整井下热能提取装置的气相空间的气体压力。

在本发明的一个实施例中，井下降温系统包括换热器及风机，连通井下巷道工作面、井下热能提取装置及冷却水处理系统。

在本发明的一个实施例中，冷却水处理系统包括一冷水池，一热水池，一汇流处理器。其中冷水池与热水池分别与地表径流河连通，且冷水池与热水池通过管路相互连通，管路上设置有控制阀。井下热能提取装置通过管路单向连通汇流处理器。

在本发明的一个实施例中，井下热能提取装置内设置有一第一换热器，第一换热器包括一位于气相空间的气相空间换热器及一位于液相空间的液相空间换热器，两者通过一换热管路连通。第一换热器通过换热管路连通地上系统。

在本发明的一个实施例中，井下热能提取装置在气相空间和液相空间分别设置有进水口和出水口，分别连通井下降温系统的循环水管路和冷却水处理系统，进水口和所述出水口之间通过设置在井下热能提取装置内的管路连通，使通过所述井下热能提取装置的所述井下降温系统的循环水管路形成闭环；该管路上设置有至少一第二换热器。

在本发明的一个实施例中，第二换热器设置于气相空间。

在本发明的一个实施例中，第二换热器设置于液相空间。