[发明专利]一种煤矿井用压裂单井多分支压缩空气储能通风系统

权利要求书

1.一种煤矿井用压裂单井多分支压缩空气储能通风系统，其特征在于：包括压裂单井多分支换热系统、井下通风换热系统和低沸点工质换热系统，压裂单井多分支换热系统和低沸点工质换热系统通过混合风箱与井下通风换热系统相连，其中，

压裂单井多分支换热系统用于将工质压入地下，利用地下浅层地热能对工质进行换热升温，最后将升温后的工质向井下通风换热系统始端输送；

井下通风换热系统用于抽取地上工质，与流经压裂单井多分支换热系统换热升温后的工质，通过混合风箱(25)充分混合，形成人体所能接受温度的新鲜空气注入地下煤矿井(15)；

低沸点工质换热系统一方面用于通过换热器一(22)对井下通风换热系统抽取的地上工质进行换热升温，另一方面用于通过换热器二(18)对从地下煤矿井(15)末端排出的混合工质热交换进行降温。

2.如权利要求1所述的一种煤矿井用压裂单井多分支压缩空气储能通风系统，其特征在于：所述压裂单井多分支换热系统内含三个子系统，包括注入系统、热交换系统和排出系统，注入系统与热交换系统的注入端相连，用于注入热交换工质；热交换系统用于实现工质与浅层岩石体(7)的热交换；排出系统与热交换系统的排出端相连，用于将经过热交换的工质输送到混合风箱(25)内。

3.如权利要求2所述的一种煤矿井用压裂单井多分支压缩空气储能通风系统，其特征在于：所述注入系统包括空气压缩机(1)、阀门(2)、注入管(3)、隔传导型材料一(5)和工质一(4)；所述热交换系统包括浅层岩石体(7)和热交换压裂井孔(6)；所述排出系统包括排出管(10)、隔传导型材料二(8)和工质二(9)；隔传导型材料一(5)填充在注入管(3)的外壁与浅层岩石体(7)之间，隔传导型材料二(8)填充在排出管(10)的外壁与浅层岩石体(7)之间，所述注入管(3)设有多个且沿排出管(10)周向设置，所述注入管(3)和排出管(10)末端均位于浅层岩石体(7)内部，且所述注入管(3)末端均通过压裂的方式形成用于与排出管(10)末端连通的热交换压裂井孔(6)；外部工质经阀门(2)和空气压缩机(1)注入到注入管(3)内形成工质一(4)，工质一(4)流经热交换压裂井孔(6)进行热交换后排出到排出管(10)内形成工质二。

4.如权利要求3所述的一种煤矿井用压裂单井多分支压缩空气储能通风系统，其特征在于：所述热交换压裂井孔(6)上端均与对应的注入管(3)末端连通，所述热交换压裂井孔(6)下端均与所述排出管(10)末端连通，所述热交换压裂井孔(6)从上向下逐渐向所述排出管(10)方向倾斜。

5.如权利要求3所述的一种煤矿井用压裂单井多分支压缩空气储能通风系统，其特征在于：所述井下通风换热系统包括多个抽气泵和阀门，所述排出系统末端与混合风箱(25)相连并设有抽气泵(11)和阀门(12)，所述的抽气泵(11)将所述的工质二(9)抽入混合风箱(25)，所述的换热器一(22)入口端分别与阀门(21)和抽气泵(20)相连，抽气泵(20)抽取工质三(19)流经换热器一(22)热交换升温形成工质四(23)，所述的换热器一(22)出口端与混合风箱(25)相连并设有阀门(24)，工质四(23)进入混合风箱(25)与工质二(9)充分混合形成工质五(14)，所述的混合风箱(25)与地下煤矿井(15)始端通过管道相连并设有阀门(13)，所述的换热器二(18)与地下煤矿井(15)末端通过管道相连并设有抽气泵(16)和阀门(17)，工质五(14)流经换热器二(18)热交换降温形成工质六(27)后排出至大气。

6.如权利要求1所述的一种煤矿井用压裂单井多分支压缩空气储能通风系统，其特征在于：所述低沸点工质换热系统在换热器一(22)与换热器二(18)之间有低沸点工质(26)循环。